Задание №20 — Химические реакции

#66793Задание №20ФИПИ

ОВР. Электронный баланс

Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты
в схеме реакции

MnCO₃ + KClO₃ → MnO₂ + KCl + CO₂

Запишите в отдельной(-ых) строчке(-ах) формулы вещества/частицы окислителя и восстановителя. Укажите, какое(-ая) из этих веществ/частиц является окислителем, а какое(-ая) – восстановителем.

Ваше решениедо 3 баллов

Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям

Решение.

Для того чтобы расставить коэффициенты методом электронного баланса, сначала определим степени окисления элементов, которые их изменяют в ходе реакции.

1. Проанализируем степени окисления элементов в реагентах и продуктах:
В соединении $\text{MnCO}_3$ марганец имеет степень окисления $+2$ , так как карбонат-ион $\text{CO}_3^{2-}$ имеет заряд $2-$ .
В соединении $\text{KClO}_3$ хлор имеет степень окисления $+5$ (у калия $+1$ , у кислорода $-2$ , итого: $+1 + x + 3 \cdot (-2) = 0$ , откуда $x = +5$ ).
В продукте $\text{MnO}_2$ марганец имеет степень окисления $+4$ (у кислорода $-2$ ).
В продукте $\text{KCl}$ хлор имеет степень окисления $-1$ (у калия $+1$ ).
Углерод в составе карбоната и углекислого газа сохраняет степень окисления $+4$ .

2. Составим электронный баланс, выписав процессы окисления и восстановления:
Восстановитель (отдаёт электроны): $\text{Mn}^{+2} - 2\bar{e} \rightarrow \text{Mn}^{+4}$ (процесс окисления)
Окислитель (принимает электроны): $\text{Cl}^{+5} + 6\bar{e} \rightarrow \text{Cl}^{-1}$ (процесс восстановления)

3. Найдём наименьшее общее кратное для числа отданных и принятых электронов. Это число $6$ .
Для марганца множитель: $6 : 2 = 3$ .
Для хлора множитель: $6 : 6 = 1$ .

4. Перенесём полученные коэффициенты в уравнение реакции:
Перед веществами, содержащими марганец ( $\text{MnCO}_3$ и $\text{MnO}_2$ ), ставим коэффициент $3$ .
Перед веществами, содержащими хлор ( $\text{KClO}_3$ и $\text{KCl}$ ), ставим коэффициент $1$ (обычно не записывается).
Уравняем количество атомов углерода: так как слева $3$ атома $\text{C}$ (в составе $3\text{MnCO}_3$ ), справа перед $\text{CO}_2$ также ставим коэффициент $3$ .

Итоговое уравнение:
$3\text{MnCO}_3 + \text{KClO}_3 = 3\text{MnO}_2 + \text{KCl} + 3\text{CO}_2$

5. Укажем окислитель и восстановитель:
Марганец в степени окисления $+2$ (или вещество $\text{MnCO}_3$ ) является восстановителем.
Хлор в степени окисления $+5$ (или вещество $\text{KClO}_3$ ) является окислителем.

Ответ:
$3\text{MnCO}_3 + \text{KClO}_3 = 3\text{MnO}_2 + \text{KCl} + 3\text{CO}_2$
Восстановитель: $\text{Mn}^{+2}$ (или $\text{MnCO}_3$ )
Окислитель: $\text{Cl}^{+5}$ (или $\text{KClO}_3$ )

Источник: ФИПИ