Задание №29 — Теоретические основы химии
Из предложенного перечня выберите вещества, окислительно-восстановительная реакция между которыми протекает с образованием в растворе только кислоты и выделением газа. В ответе запишите уравнение только одной из возможных окислительно-восстановительных реакций с участием выбранных веществ. Составьте электронный баланс (запишите уравнения процессов окисления и восстановления), укажите окислитель и восстановитель.
Для выполнения заданий 29 и 30 используйте следующий перечень веществ:
гидроксид стронция, сульфид меди(II), фосфин, азотная кислота, перманганат калия, дигидрофосфат натрия. Допустимо использование водных растворов веществ.
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение. Дополнительное условие: в растворе должна остаться только кислота, и должен выделиться газ. Значит, ни щёлочь Sr(OH)2, ни соли брать нельзя — иначе получилась бы соль. Выбираем фосфин PH3 и концентрированную азотную кислоту HNO3.
Фосфор окисляется из низшей степени окисления P−3 до высшей P+5 и даёт в растворе единственный продукт — фосфорную кислоту H3PO4; концентрированная азотная кислота восстанавливается до бурого газа NO2.
Молекулярное уравнение реакции:
PH3 + 8HNO3 (конц.) → H3PO4 + 8NO2↑ + 4H2O
Электронный баланс:
P−3 − 8e− → P+5 | 1 | окисление, восстановитель
N+5 + 1e− → N+4 | 8 | восстановление, окислитель
Окислитель — HNO3 (за счёт N+5), восстановитель — PH3 (за счёт P−3).
Проверка: водорода слева 3 + 8 = 11, справа 3 + 8 = 11; азота 8 = 8; кислорода слева 24, справа 4 + 16 + 4 = 24. Электронов отдано 8 · 1 = 8, принято 1 · 8 = 8.
Ответ: PH3 + 8HNO3 (конц.) → H3PO4 + 8NO2↑ + 4H2O; в растворе только кислота H3PO4, газ — NO2; окислитель HNO3 (N+5), восстановитель PH3 (P−3).
Источник: ФИПИ