Задание №20 — Химические реакции

#66853Задание №20ФИПИ

ОВР. Электронный баланс

Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты
в схеме реакции

Cl₂ + I₂ + H₂O→ HIO₃ + HCl

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 в данной окислительно-восстановительной реакции, проанализируем изменение степеней окисления элементов.

1. Определим степени окисления элементов, которые их меняют:
В левой части уравнения хлор $\text{Cl}_2$ и йод $\text{I}_2$ являются простыми веществами, их степень окисления равна $0$ .
В правой части уравнения:
— В соединении $\text{HCl}$ хлор имеет степень окисления $-1$ .
— В соединении $\text{HIO}_3$ (йодноватая кислота) водород имеет $+1$ , кислород $-2$ . Вычислим степень окисления йода ( $x$ ): $+1 + x + 3 \cdot (-2) = 0$ , откуда $x = +5$ .

2. Составим электронный баланс:
Йод повышает степень окисления, значит, он отдает электроны (процесс окисления):
$\text{I}_2^0 - 10\bar{e} \rightarrow 2\text{I}^{+5}$
Хлор понижает степень окисления, значит, он принимает электроны (процесс восстановления):
$\text{Cl}_2^0 + 2\bar{e} \rightarrow 2\text{Cl}^{-1}$

3. Находим наименьшее общее кратное для числа отданных и принятых электронов. Это число $10$ .
Коэффициент перед йодом: $10 : 10 = 1$ .
Коэффициент перед хлором: $10 : 2 = 5$ .

4. Переносим коэффициенты в уравнение реакции:
Перед $\text{Cl}_2$ ставим $5$ , перед $\text{HCl}$ ставим $10$ (так как в молекуле хлора два атома).
Перед $\text{I}_2$ коэффициент $1$ , перед $\text{HIO}_3$ ставим $2$ .
Уравнение принимает вид:
$5\text{Cl}_2 + \text{I}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{HIO}_3 + 10\text{HCl}$

5. Уравняем количество атомов водорода и кислорода:
В правой части $2$ атома $\text{H}$ в кислоте и $10$ в хлороводороде, итого $12$ . Значит, перед водой ставим коэффициент $6$ .
Проверяем кислород: слева $6$ атомов в воде, справа $2 \cdot 3 = 6$ атомов в кислоте. Всё верно.

Итоговое уравнение:
$5\text{Cl}_2 + \text{I}_2 + 6\text{H}_2\text{O} = 2\text{HIO}_3 + 10\text{HCl}$

6. Укажем окислитель и восстановитель:
$\text{I}_2$ (или $\text{I}^0$ ) — восстановитель.
$\text{Cl}_2$ (или $\text{Cl}^0$ ) — окислитель.

Ответ: 5Cl₂ + I₂ + 6H₂O = 2HIO₃ + 10HCl; йод I₂ является восстановителем, хлор Cl₂ является окислителем.

Источник: ФИПИ