Номер 4, страница 33 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 6. Фтор, бром, иод и их соединения. Глава 1. Неметаллы - номер 4, страница 33.

Условие.

4. Напишите уравнения реакций брома с охлаждённым и с нагретым растворами гидроксида калия.

Решение.

Решение 2.

Реакции брома с растворами щелочей являются окислительно-восстановительными реакциями, в которых бром диспропорционирует, то есть одновременно повышает и понижает свою степень окисления. Продукты таких реакций зависят от температуры.

с охлаждённым раствором гидроксида калия

При взаимодействии брома с холодным раствором гидроксида калия ($KOH$) происходит реакция диспропорционирования, в ходе которой бром со степенью окисления 0 переходит в степень окисления -1 (в бромиде калия, $KBr$) и +1 (в гипобромите калия, $KBrO$).

Процессы окисления и восстановления можно представить следующими схемами:

$Br^0 + 1e^- \rightarrow Br^{-1}$ (восстановление)

$Br^0 - 1e^- \rightarrow Br^{+1}$ (окисление)

Поскольку количество отданных и принятых электронов равно, соотношение продуктов $KBr$ и $KBrO$ будет 1:1. С учетом этого, сбалансированное уравнение реакции имеет вид:

$Br_2 + 2KOH \rightarrow KBr + KBrO + H_2O$

Ответ: $Br_2 + 2KOH \rightarrow KBr + KBrO + H_2O$

с нагретым раствором гидроксида калия

При нагревании реакция протекает иначе. Гипобромит-ион ($BrO^−$), который мог бы образоваться, неустойчив в горячем растворе и сам диспропорционирует на бромид-ион ($Br^−$) и бромат-ион ($BrO_3^−$). Поэтому конечными продуктами взаимодействия брома с горячим раствором щелочи являются бромид калия и бромат калия.

В этой реакции бром со степенью окисления 0 переходит в степень окисления -1 (в $KBr$) и +5 (в бромате калия, $KBrO_3$).

Составим электронный баланс для определения коэффициентов:

$Br_2^0 + 2e^- \rightarrow 2Br^{-1}$ | $\times 5$ (процесс восстановления, $Br_2$ – окислитель)

$Br_2^0 - 10e^- \rightarrow 2Br^{+5}$ | $\times 1$ (процесс окисления, $Br_2$ – восстановитель)

Чтобы уравнять число электронов, необходимо взять 5 молекул брома, которые восстановятся, и 1 молекулу брома, которая окислится. Всего в реакции участвует $5+1=6$ атомов-окислителей и $5+1=6$ атомов-восстановителей, т.е. 3 молекулы $Br_2$. В результате образуется 5 ионов $Br^{-1}$ и 1 ион $BrO_3^{-1}$.

Суммарное ионное уравнение: $3Br_2 + 6OH^- \rightarrow 5Br^- + BrO_3^- + 3H_2O$.

Молекулярное уравнение реакции, сбалансированное с учетом найденных коэффициентов:

$3Br_2 + 6KOH \rightarrow 5KBr + KBrO_3 + 3H_2O$

Ответ: $3Br_2 + 6KOH \rightarrow 5KBr + KBrO_3 + 3H_2O$