Задание №20 — Химические реакции

Решение.

Для того чтобы расставить коэффициенты в данной окислительно-восстановительной реакции, проанализируем изменение степеней окисления элементов.

1. Определим степени окисления элементов, которые их меняют:
Серебро в простом веществе имеет степень окисления $0$. В продуктах реакции оно входит в состав хлорида серебра $AgCl$ и хлората серебра $AgClO_3$, где его степень окисления равна $+1$.
Хлор в составе хлорноватой кислоты $HClO_3$ имеет степень окисления $+5$. В продуктах реакции хлор находится в $AgCl$ со степенью окисления $-1$ и в $AgClO_3$ со степенью окисления $+5$.
Следовательно, часть атомов хлора восстанавливается, а серебро окисляется.

2. Составим электронный баланс:
Восстановление: $Cl^{+5} + 6\bar{e} \rightarrow Cl^{-1}$ (принимает 6 электронов) | коэффициент 1
Окисление: $Ag^{0} - 1\bar{e} \rightarrow Ag^{+1}$ (отдает 1 электрон) | коэффициент 6

3. Расставим основные коэффициенты в уравнение реакции на основании баланса:
Перед $Ag$ ставим коэффициент 6. Так как в правой части серебро распределено между двумя солями, общее количество атомов серебра должно быть равно 6.
Согласно балансу, на один восстановившийся атом хлора ($Cl^{-1}$ в $AgCl$) приходится 6 окисленных атомов серебра.
Ставим 1 перед $AgCl$. Тогда на долю $AgClO_3$ остается $6 - 1 = 5$ атомов серебра. Ставим коэффициент 5 перед $AgClO_3$.
Теперь посчитаем хлор в правой части: 1 атом в $AgCl$ и 5 атомов в $AgClO_3$, итого 6 атомов. Ставим коэффициент 6 перед $HClO_3$.
Проверим водород: слева 6 атомов в $6HClO_3$, значит, перед $H_2O$ ставим коэффициент 3 ($3 \times 2 = 6$).

4. Итоговое уравнение с коэффициентами:
$6Ag + 6HClO_3 = AgCl + 5AgClO_3 + 3H_2O$

5. Проверка по кислороду:
Слева: $6 \times 3 = 18$.
Справа: $5 \times 3 + 3 = 15 + 3 = 18$. Кислород сходится.

6. Укажем окислитель и восстановитель:
Серебро $Ag$ (или $Ag^0$) является восстановителем, так как оно отдает электроны (повышает степень окисления).
Хлорноватая кислота $HClO_3$ (или хлор в степени окисления $Cl^{+5}$) является окислителем, так как хлор принимает электроны (понижает степень окисления).

Ответ:
$6Ag + 6HClO_3 = AgCl + 5AgClO_3 + 3H_2O$
$Ag$ (или $Ag^0$) — восстановитель;
$HClO_3$ (или $Cl^{+5}$) — окислитель.

Источник: ФИПИ