Номер 51, страница 197 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.51. Твёрдый иодат калия обладает окислительными свойствами, подобно хлорату калия. Запишите уравнения реакций йодата калия с соляной кислотой, фосфором, серой.

Иодат калия ($KIO_3$) является сильным окислителем, поскольку содержит йод в высшей степени окисления +5. Его окислительные свойства, подобные свойствам хлората калия, проявляются в реакциях с различными восстановителями, особенно в кислой среде или при нагревании.

с соляной кислотой

При взаимодействии твёрдого иодата калия с концентрированной соляной кислотой ($HCl$) происходит окислительно-восстановительная реакция. Иодат-ион ($IO_3^−$) окисляет хлорид-ионы ($Cl^−$) до свободного хлора ($Cl_2$), а сам восстанавливается до свободного йода ($I_2$).

Составим электронный баланс:

$2I^{+5} + 10e^− \rightarrow I_2^0$ | 1 (процесс восстановления)

$2Cl^{−1} - 2e^− \rightarrow Cl_2^0$ | 5 (процесс окисления)

На основе баланса составляем уравнение реакции. Реакция протекает в концентрированной кислоте:

$2KIO_3 + 12HCl_{\text{(конц.)}} \rightarrow 2KCl + I_2 + 5Cl_2 \uparrow + 6H_2O$

Ответ: $2KIO_3 + 12HCl \rightarrow 2KCl + I_2 + 5Cl_2 + 6H_2O$.

с фосфором

Реакция твёрдого иодата калия с фосфором ($P$), обычно красным, происходит при нагревании и может быть взрывоопасной. Иодат калия ($I^{+5}$) окисляет фосфор ($P^0$) до его высшего оксида — оксида фосфора(V) ($P_2O_5$), в котором фосфор имеет степень окисления +5. Сам йод восстанавливается до иодида ($I^{-1}$) в составе иодида калия ($KI$).

Составим электронный баланс:

$I^{+5} + 6e^− \rightarrow I^{−1}$ | 5 (процесс восстановления)

$2P^0 - 10e^− \rightarrow 2P^{+5}$ | 3 (процесс окисления)

Сбалансированное уравнение реакции, протекающей при нагревании:

$5KIO_3 + 6P \xrightarrow{t} 5KI + 3P_2O_5$

Ответ: $5KIO_3 + 6P \rightarrow 5KI + 3P_2O_5$.

с серой

При нагревании иодат калия энергично реагирует с серой ($S$). В этой реакции $KIO_3$ выступает в роли окислителя, а сера — в роли восстановителя. Сера ($S^0$) окисляется до диоксида серы ($SO_2$), где её степень окисления +4. Йод ($I^{+5}$) восстанавливается до иодида ($I^{-1}$) с образованием иодида калия ($KI$).

Составим электронный баланс:

$I^{+5} + 6e^− \rightarrow I^{−1}$ | 2 (процесс восстановления)

$S^0 - 4e^− \rightarrow S^{+4}$ | 3 (процесс окисления)

Сбалансированное уравнение реакции, протекающей при нагревании:

$2KIO_3 + 3S \xrightarrow{t} 2KI + 3SO_2 \uparrow$

Ответ: $2KIO_3 + 3S \rightarrow 2KI + 3SO_2$.