Задание №20 — Химические реакции

Решение.

Для того чтобы расставить коэффициенты методом электронного баланса, выполним следующие шаги:

1. Определим степени окисления элементов в исходных веществах и продуктах реакции:
В соединении $\text{K}\overset{+1}{\text{Cl}}\overset{-2}{\text{O}_3}$: калий имеет степень окисления $+1$, кислород $-2$. Сумма степеней окисления должна быть равна нулю: $+1 + x + 3 \cdot (-2) = 0$, откуда степень окисления хлора $x = +5$.
В продуктах реакции: в $\text{K}\overset{+1}{\text{Cl}^{-1}}$ хлор имеет степень окисления $-1$, а в простом веществе $\overset{0}{\text{O}_2}$ степень окисления кислорода равна $0$.

2. Выпишем элементы, которые изменили свои степени окисления, и составим электронный баланс:
Хлор был в степени окисления $+5$, а стал $-1$. Он принимает электроны.
Кислород был в степени окисления $-2$, а стал $0$. Он отдает электроны. Учитываем, что молекула кислорода двухатомная ($\text{O}_2$).

$\text{Cl}^{+5} + 6\bar{e} \rightarrow \text{Cl}^{-1}$ | 2 (окислитель, процесс восстановления)
$2\text{O}^{-2} - 4\bar{e} \rightarrow \text{O}_2^0$ | 3 (восстановитель, процесс окисления)

3. Найдем наименьшее общее кратное для количества переданных электронов ($6$ и $4$). Это число $12$.
Разделим $12$ на количество принятых электронов ($6$) — получим коэффициент $2$ для хлора.
Разделим $12$ на количество отданных электронов ($4$) — получим коэффициент $3$ для кислорода.

4. Перенесем полученные коэффициенты в уравнение реакции:
Перед $\text{KClO}_3$ и $\text{KCl}$ ставим коэффициент $2$.
Перед $\text{O}_2$ ставим коэффициент $3$.

$2\text{KClO}_3 = 2\text{KCl} + 3\text{O}_2$

5. Укажем окислитель и восстановитель:
Хлор в степени окисления $+5$ (или $\text{KClO}_3$) является окислителем, так как он принимает электроны.
Кислород в степени окисления $-2$ (или $\text{KClO}_3$) является восстановителем, так как он отдает электроны.

Ответ:
$2\text{KClO}_3 = 2\text{KCl} + 3\text{O}_2$
$\text{Cl}^{+5}$ (в составе $\text{KClO}_3$) — окислитель;
$\text{O}^{-2}$ (в составе $\text{KClO}_3$) — восстановитель.

Источник: ФИПИ