Задание №20 — Химические реакции

#66960Задание №20ФИПИ

ОВР. Электронный баланс

Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты
в схеме реакции

MnO₂ + HBr → MnBr₂ + Br₂ + H₂O

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 методом электронного баланса, выполним следующие шаги:

1. Определим степени окисления элементов, которые меняют их в ходе реакции:
В соединении $MnO_{2}$ марганец имеет степень окисления $+4$ , а кислород $-2$ .
В соединении $HBr$ водород имеет степень окисления $+1$ , а бром $-1$ .
В продуктах реакции: в $MnBr_{2}$ марганец переходит в степень окисления $+2$ , а в молекуле $Br_{2}$ бром имеет степень окисления $0$ (простое вещество).

2. Составим электронный баланс, выписав процессы окисления и восстановления:
Марганец принимает электроны (восстанавливается):
$Mn^{+4} + 2\bar{e} \rightarrow Mn^{+2}$ (процесс восстановления)
Бром отдает электроны (окисляется). Учитываем, что в правой части образуется двухатомная молекула $Br_{2}$ :
$2Br^{-1} - 2\bar{e} \rightarrow Br_{2}^{0}$ (процесс окисления)

3. Определим наименьшее общее кратное для числа отданных и принятых электронов. В данном случае это $2$ .
Коэффициенты перед марганцем и молекулой брома будут равны $1$ :
$2 / 2 = 1$ (для $Mn$ )
$2 / 2 = 1$ (для $Br_{2}$ )

4. Перенесем коэффициенты в уравнение реакции и уравняем остальные элементы:
Перед $MnO_{2}$ и $MnBr_{2}$ ставим коэффициент $1$ (не пишется).
Перед $Br_{2}$ ставим $1$ .
Считаем общее количество атомов брома в правой части: $2$ атома в $MnBr_{2}$ и $2$ атома в $Br_{2}$ , итого $4$ . Значит, перед $HBr$ ставим коэффициент $4$ .
Теперь уравняем водород: слева $4$ атома в $4HBr$ , значит, перед $H_{2}O$ ставим коэффициент $2$ .
Проверяем по кислороду: слева $2$ атома в $MnO_{2}$ , справа $2$ атома в $2H_{2}O$ . Уравнение составлено верно.

Итоговое уравнение:
$MnO_{2} + 4HBr = MnBr_{2} + Br_{2} + 2H_{2}O$

5. Укажем окислитель и восстановитель:
Окислитель — это вещество, содержащее элемент, который понижает степень окисления.
Восстановитель — это вещество, содержащее элемент, который повышает степень окисления.
Марганец в степени окисления $+4$ (в составе $MnO_{2}$ ) является окислителем.
Бром в степени окисления $-1$ (в составе $HBr$ ) является восстановителем.

Ответ:
$MnO_{2} + 4HBr = MnBr_{2} + Br_{2} + 2H_{2}O$
$Mn^{+4}$ ( $MnO_{2}$ ) — окислитель;
$Br^{-}$ ( $HBr$ ) — восстановитель.

Источник: ФИПИ