Задание №20 — Химические реакции

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 бор $\text{B}$ находится в виде простого вещества, его степень окисления равна $0$. В хлорноватой кислоте $\text{HClO}_3$ степень окисления хлора равна $+5$.
В правой части уравнения в борной кислоте $\text{H}_3\text{BO}_3$ бор имеет степень окисления $+3$. В соляной кислоте $\text{HCl}$ хлор имеет степень окисления $-1$.

2. Составим электронный баланс:
Бор отдаёт электроны (окисляется):
$\text{B}^0 - 3\bar{e} \rightarrow \text{B}^{+3}$ (процесс окисления)
Хлор принимает электроны (восстанавливается):
$\text{Cl}^{+5} + 6\bar{e} \rightarrow \text{Cl}^{-1}$ (процесс восстановления)

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

4. Перенесём полученные коэффициенты в уравнение реакции:
Перед бором и его соединениями ставим коэффициент $2$, перед хлором и его соединениями — коэффициент $1$ (единицу обычно не пишут).
$2\text{B} + \text{HClO}_3 + 3\text{H}_2\text{O} = 2\text{H}_3\text{BO}_3 + \text{HCl}$

Проверим количество атомов водорода и кислорода:
Слева водорода: $1 + 3 \cdot 2 = 7$. Справа водорода: $2 \cdot 3 + 1 = 7$.
Слева кислорода: $3 + 3 = 6$. Справа кислорода: $2 \cdot 3 = 6$.
Уравнение составлено верно.

5. Укажем окислитель и восстановитель:
Бор в степени окисления $0$ ($\text{B}$) является восстановителем.
Хлор в степени окисления $+5$ (в составе $\text{HClO}_3$) является окислителем.

Ответ:
$2\text{B} + \text{HClO}_3 + 3\text{H}_2\text{O} = 2\text{H}_3\text{BO}_3 + \text{HCl}$
$\text{B}$ (или $\text{B}^0$) — восстановитель;
$\text{HClO}_3$ (или $\text{Cl}^{+5}$) — окислитель.

Источник: ФИПИ