Задание №20 — Химические реакции

Решение.

Для того чтобы расставить коэффициенты в данной окислительно-восстановительной реакции, выполним следующие шаги:

1. Определим степени окисления элементов, которые их изменяют в ходе реакции:
В молекуле брома $\text{Br}_2^0$ степень окисления равна $0$, так как это простое вещество.
В иодиде калия $\text{K}\text{I}^{-1}$ степень окисления иода равна $-1$.
В иодате калия $\text{K}\text{I}^{+5}\text{O}_3$ степень окисления иода равна $+5$ (так как у калия $+1$, у кислорода $-2$, а сумма степеней окисления равна нулю: $+1 + x + 3 \cdot (-2) = 0 \Rightarrow x = +5$).
В бромоводороде $\text{H}\text{Br}^{-1}$ степень окисления брома равна $-1$.

2. Составим электронный баланс:
Бром понижает степень окисления с $0$ до $-1$. Поскольку в левой части молекула $\text{Br}_2$, учитываем два атома:
$\text{Br}_2^0 + 2\bar{e} \rightarrow 2\text{Br}^{-1}$ (процесс восстановления)
Иод повышает степень окисления с $-1$ до $+5$:
$\text{I}^{-1} - 6\bar{e} \rightarrow \text{I}^{+5}$ (процесс окисления)

3. Найдём наименьшее общее кратное для числа принятых и отданных электронов. Это число $6$.
Для брома: $6 : 2 = 3$ (коэффициент перед $\text{Br}_2$)
Для иода: $6 : 6 = 1$ (коэффициент перед $\text{KI}$)

4. Перенесём коэффициенты в уравнение реакции:
Ставим $3$ перед $\text{Br}_2$. Тогда в правой части перед $\text{HBr}$ должен появиться коэффициент $6$ ($3 \cdot 2 = 6$).
Перед $\text{KI}$ и $\text{KIO}_3$ оставляем коэффициент $1$.
Уравняем водород и кислород: в правой части $6$ атомов водорода, значит, перед $\text{H}_2\text{O}$ ставим коэффициент $3$. Проверяем кислород: слева $3$ атома в воде, справа $3$ атома в $\text{KIO}_3$. Всё верно.

Итоговое уравнение:
$3\text{Br}_2 + \text{KI} + 3\text{H}_2\text{O} = \text{KIO}_3 + 6\text{HBr}$

5. Укажем окислитель и восстановитель:
$\text{Br}_2$ (или $\text{Br}^0$) — окислитель.
$\text{KI}$ (или $\text{I}^{-1}$) — восстановитель.

Ответ: 3Br₂ + KI + 3H₂O = KIO₃ + 6HBr; Br₂ является окислителем, KI является восстановителем.

Источник: ФИПИ