Задание №20 — Химические реакции

#66907Задание №20ФИПИ

ОВР. Электронный баланс

Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты
в схеме реакции

P + HBrO₃ + H₂O → H₃PO₄+ HBr

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, воспользуемся методом электронного баланса.

Шаг 1. Определим степени окисления элементов, которые их меняют.
В левой части уравнения:
Фосфор $P$ — простое вещество, его степень окисления равна $0$ .
В бромноватой кислоте $HBrO_{3}$ водород имеет степень окисления $+1$ , кислород $-2$ . Вычислим степень окисления брома: $+1 + x + 3 \cdot (-2) = 0$ , откуда $x = +5$ .
В правой части уравнения:
В ортофосфорной кислоте $H_{3}PO_{4}$ водород $+1$ , кислород $-2$ . Вычислим степень окисления фосфора: $3 \cdot (+1) + x + 4 \cdot (-2) = 0$ , откуда $x = +5$ .
В бромоводороде $HBr$ водород $+1$ , следовательно, бром имеет степень окисления $-1$ .

Шаг 2. Составим электронный баланс.
Выпишем процессы окисления и восстановления:
Восстановитель (фосфор) отдает электроны:
$P^{0} - 5\bar{e} \rightarrow P^{+5}$ (процесс окисления)
Окислитель (бром) принимает электроны:
$Br^{+5} + 6\bar{e} \rightarrow Br^{-1}$ (процесс восстановления)

Шаг 3. Найдем наименьшее общее кратное (НОК) для отданных и принятых электронов.
НОК для $5$ и $6$ равно $30$ .
Коэффициент для фосфора: $30 : 5 = 6$ .
Коэффициент для брома: $30 : 6 = 5$ .

Шаг 4. Перенесем коэффициенты в уравнение реакции.
Поставим $6$ перед веществами, содержащими фосфор, и $5$ перед веществами, содержащими бром:
$6P + 5HBrO_{3} + H_{2}O \rightarrow 6H_{3}PO_{4} + 5HBr$
Теперь уравняем водород. В правой части $6 \cdot 3 + 5 \cdot 1 = 23$ атома водорода. В левой части в кислоте $5 \cdot 1 = 5$ атомов. Значит, на воду приходится $23 - 5 = 18$ атомов, что соответствует $9$ молекулам воды:
$6P + 5HBrO_{3} + 9H_{2}O = 6H_{3}PO_{4} + 5HBr$
Проверим по кислороду: в левой части $5 \cdot 3 + 9 = 24$ , в правой части $6 \cdot 4 = 24$ . Уравнение составлено верно.

Шаг 5. Укажем окислитель и восстановитель.
Фосфор в степени окисления $0$ ( $P$ ) является восстановителем.
Бром в степени окисления $+5$ (в составе $HBrO_{3}$ ) является окислителем.

Ответ:
$6P + 5HBrO_{3} + 9H_{2}O = 6H_{3}PO_{4} + 5HBr$
$P$ (или $P^{0}$ ) — восстановитель;
$HBrO_{3}$ (или $Br^{+5}$ ) — окислитель.

Источник: ФИПИ