Задание №20 — Химические реакции

Решение.

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

1. Определим степени окисления элементов, которые меняют их в ходе реакции.
В пероксиде водорода $H_{2}O_{2}$ кислород имеет степень окисления $-1$. В молекулярном кислороде $O_{2}$ степень окисления равна $0$.
В хлорате калия $KClO_{3}$ хлор находится в степени окисления $+5$ (так как $+1 + x + 3 \cdot (-2) = 0$, откуда $x = +5$). В хлориде калия $KCl$ степень окисления хлора равна $-1$.

2. Составим электронный баланс, выписав процессы окисления и восстановления:
Восстановитель: $2O^{-1} - 2\bar{e} \rightarrow O_{2}^{0}$ (процесс окисления)
Окислитель: $Cl^{+5} + 6\bar{e} \rightarrow Cl^{-1}$ (процесс восстановления)

3. Найдём наименьшее общее кратное для числа отданных и принятых электронов.
Для 2 и 6 наименьшее общее кратное равно 6.
Разделим его на число электронов в каждой полуреакции:
$6 : 2 = 3$ (коэффициент перед кислородом)
$6 : 6 = 1$ (коэффициент перед хлором)

4. Перенесём полученные коэффициенты в уравнение реакции:
$3H_{2}O_{2} + KClO_{3} \rightarrow KCl + 3O_{2} + 3H_{2}O$

5. Проверим число атомов всех элементов в левой и правой частях уравнения:
Калий: 1 слева, 1 справа.
Хлор: 1 слева, 1 справа.
Водород: $3 \cdot 2 = 6$ слева, $3 \cdot 2 = 6$ справа.
Кислород: $3 \cdot 2 + 3 = 9$ слева, $3 \cdot 2 + 3 = 9$ справа.
Уравнение составлено верно.

6. Укажем окислитель и восстановитель:
Восстановитель — $H_{2}O_{2}$ (или кислород в степени окисления $-1$).
Окислитель — $KClO_{3}$ (или хлор в степени окисления $+5$).

Ответ: 3H₂O₂ + KClO₃ = KCl + 3O₂ + 3H₂O;
H₂O₂ (O^-1) — восстановитель;
KClO₃ (Cl⁺⁵) — окислитель.

Источник: ФИПИ