Номер 4, страница 95 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Примените свои знания. Параграф 17. Неметаллы. Глава III. Вещества и их свойства - номер 4, страница 95.

Условие.

4. Запишите уравнение реакции красного фосфора с бертолетовой солью. Рассмотрите окислительно-восстановительные процессы.

Решение.

Решение 2.

Решение

Реакция красного фосфора с бертолетовой солью (хлоратом калия, $KClO_3$) является окислительно-восстановительной. Реакция протекает при нагревании или трении смеси реагентов. В ней фосфор выступает в качестве восстановителя, а хлорат калия — в качестве окислителя. Продуктами реакции являются оксид фосфора(V) и хлорид калия.

Схема реакции: $P + KClO_3 \rightarrow P_2O_5 + KCl$

Для того чтобы уравнять данную реакцию, необходимо рассмотреть окислительно-восстановительные процессы, используя метод электронного баланса. Сначала определим степени окисления элементов, которые их изменяют:

$ \stackrel{0}{P} + K\stackrel{+1}{Cl}\stackrel{+5}{O_3}\stackrel{-2}{} \rightarrow \stackrel{+5}{P_2}\stackrel{-2}{O_5} + K\stackrel{+1}{Cl}\stackrel{-1}{}$

Из схемы видно, что фосфор повышает свою степень окисления, а хлор — понижает. Составим полуреакции окисления и восстановления:

Окисление: фосфор ($P$) отдает электроны. Он является восстановителем.
$2P^0 - 10e^- \rightarrow P_2^{+5}$

Восстановление: хлор ($Cl$) принимает электроны. Хлорат калия ($KClO_3$) является окислителем.
$Cl^{+5} + 6e^- \rightarrow Cl^{-1}$

Теперь найдем наименьшее общее кратное (НОК) для числа отданных (10) и принятых (6) электронов, чтобы сбалансировать их. НОК(10, 6) = 30. Это позволяет найти коэффициенты для полуреакций:

$2P^0 - 10e^- \rightarrow P_2^{+5} \quad | \quad 3$ (процесс окисления)
$Cl^{+5} + 6e^- \rightarrow Cl^{-1} \quad | \quad 5$ (процесс восстановления)

Расставим полученные коэффициенты в исходное уравнение. Перед $P_2O_5$ ставим коэффициент 3, тогда перед $P$ слева нужен коэффициент $3 \times 2 = 6$. Перед соединениями хлора ($KClO_3$ и $KCl$) ставим коэффициент 5.

Итоговое сбалансированное уравнение реакции:

$6P + 5KClO_3 \rightarrow 3P_2O_5 + 5KCl$

Проверка по кислороду: слева $5 \times 3 = 15$ атомов, справа $3 \times 5 = 15$ атомов. Уравнение составлено верно.

Ответ: Уравнение реакции красного фосфора с бертолетовой солью: $6P + 5KClO_3 \rightarrow 3P_2O_5 + 5KCl$. В данной реакции красный фосфор ($P$) является восстановителем, он окисляется, изменяя степень окисления с 0 до +5. Бертолетова соль ($KClO_3$) является окислителем за счет хлора, который восстанавливается, изменяя степень окисления с +5 до -1.