Задание №20 — Химические реакции

#66798Задание №20ФИПИ

ОВР. Электронный баланс

Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты
в схеме реакции

Cr + O₂ + HCl → CrCl₃ + H₂O

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, выполним следующие шаги:

1. Определим степени окисления элементов, которые меняют их в ходе реакции:
В левой части уравнения: хром $\text{Cr}$ — простое вещество, его степень окисления $0$ ; кислород $\text{O}_{2}$ — простое вещество, степень окисления $0$ .
В правой части уравнения: в хлориде хрома(III) $\text{CrCl}_{3}$ степень окисления хрома равна $+3$ ; в воде $\text{H}_{2}\text{O}$ степень окисления кислорода равна $-2$ .
Водород и хлор своих степеней окисления не меняют ( $\text{H}^{+}$ и $\text{Cl}^{-}$ ).

2. Составим электронный баланс, выписав процессы отдачи и принятия электронов:
Восстановитель (хром) отдает электроны:
$\text{Cr}^{0} - 3\bar{e} \rightarrow \text{Cr}^{+3}$ (процесс окисления)
Окислитель (кислород) принимает электроны (учитываем, что в молекуле два атома):
$\text{O}_{2}^{0} + 4\bar{e} \rightarrow 2\text{O}^{-2}$ (процесс восстановления)

3. Находим наименьшее общее кратное для числа отданных и принятых электронов. Для $3$ и $4$ это $12$ .
Разделим $12$ на количество электронов в каждой полуреакции, чтобы получить основные коэффициенты:
Для хрома: $12 : 3 = 4$
Для кислорода: $12 : 4 = 3$

4. Переносим полученные коэффициенты в уравнение реакции:
Ставим $4$ перед хромом и $3$ перед молекулой кислорода:
$4\text{Cr} + 3\text{O}_{2} + \text{HCl} \rightarrow 4\text{CrCl}_{3} + \text{H}_{2}\text{O}$
Теперь уравниваем остальные элементы. Справа $4 \times 3 = 12$ атомов хлора, значит, перед $\text{HCl}$ ставим $12$ .
Слева стало $12$ атомов водорода, значит, перед $\text{H}_{2}\text{O}$ ставим $6$ (так как $6 \times 2 = 12$ ).
Проверяем кислород: слева $3 \times 2 = 6$ , справа $6 \times 1 = 6$ . Уравнение составлено верно.

Итоговое уравнение:
$4\text{Cr} + 3\text{O}_{2} + 12\text{HCl} = 4\text{CrCl}_{3} + 6\text{H}_{2}\text{O}$

5. Укажем окислитель и восстановитель:
Восстановитель: $\text{Cr}$ (или $\text{Cr}^{0}$ ) за счёт повышения степени окисления.
Окислитель: $\text{O}_{2}$ (или $\text{O}_{2}^{0}$ ) за счёт понижения степени окисления.

Ответ: 4Cr + 3O₂ + 12HCl = 4CrCl₃ + 6H₂O; Cr — восстановитель, O₂ — окислитель.

Источник: ФИПИ