Задание №20 — Химические реакции

Решение.

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

1) Запишем схему реакции и укажем степени окисления:
$\overset{+1}{H}_2 \overset{-1}{O}_2 + \overset{+1}{H} \overset{+5}{I} \overset{-2}{O}_3 \rightarrow \overset{0}{O}_2 + \overset{0}{I}_2 + \overset{+1}{H}_2 \overset{-2}{O}$

Мы видим, что кислород в пероксиде водорода $H_2O_2$ повышает свою степень окисления с $-1$ до $0$, а иод в иодноватой кислоте $HIO_3$ понижает её с $+5$ до $0$.

2) Составим электронный баланс:
Восстановитель: $2\overset{-1}{O} - 2\bar{e} \rightarrow \overset{0}{O}_2$ | коэффициент 5 (процесс окисления)
Окислитель: $2\overset{+5}{I} + 10\bar{e} \rightarrow \overset{0}{I}_2$ | коэффициент 1 (процесс восстановления)

Чтобы число отданных и принятых электронов было одинаковым (наименьшее общее кратное — 10), нам нужно умножить полуреакцию с кислородом на 5, а полуреакцию с иодом оставить с коэффициентом 1.

3) Перенесем коэффициенты в уравнение реакции:
Перед $H_2O_2$ и $O_2$ ставим коэффициент 5.
Перед $HIO_3$ ставим коэффициент 2 (так как в молекуле $I_2$ уже два атома иода).
$5H_2O_2 + 2HIO_3 \rightarrow 5O_2 + I_2 + H_2O$

4) Уравняем количество атомов водорода и кислорода. Слева 12 атомов водорода ($5 \cdot 2 + 2 = 12$), значит, перед водой $H_2O$ ставим коэффициент 6.
Проверим кислород: слева $5 \cdot 2 + 2 \cdot 3 = 16$; справа $5 \cdot 2 + 6 = 16$. Всё верно.

Итоговое уравнение:
$5H_2O_2 + 2HIO_3 = 5O_2 + I_2 + 6H_2O$

5) Укажем окислитель и восстановитель:
Кислород в степени окисления $-1$ (или $H_2O_2$) является восстановителем.
Иод в степени окисления $+5$ (или $HIO_3$) является окислителем.

Ответ: 5H₂O₂ + 2HIO₃ = 5O₂ + I₂ + 6H₂O; H₂O₂ — восстановитель, HIO₃ — окислитель.

Источник: ФИПИ