Номер 4, страница 404 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 8. Металлы. Параграф 56. Марганец - номер 4, страница 404.

Условие.

4. Даны ионные схемы окислительно-восстановительных реакций:

a) $MnO_4^{-} + I^{-} + H^{+} \to Mn^{2+} + I_2 + H_2O$

б) $MnO_4^{-} + Sn^{2+} + H^{+} \to Mn^{2+} + Sn^{4+} + H_2O$

в) $MnO_4^{-} + H_2O_2 + H^{+} \to Mn^{2+} + O_2 + H_2O$

г) $MnO_4^{-} + NO_2^{-} + OH^{-} \to MnO_4^{2-} + NO_3^{-} + H_2O$

Методом ионно-электронного баланса составьте ионные уравнения реакций и на их основе напишите молекулярные уравнения.

Решение.

Решение 2.

а) $MnO_4^- + I^- + H^+ \longrightarrow Mn^{2+} + I_2 + H_2O$

Решение
Составим полуреакции окисления и восстановления. Марганец в перманганат-ионе $MnO_4^-$ имеет степень окисления +7 и восстанавливается до $Mn^{2+}$. Йодид-ион $I^-$ (степень окисления -1) окисляется до молекулярного йода $I_2$ (степень окисления 0).
Процесс восстановления (окислитель):
$MnO_4^- + 8H^+ + 5e^- \longrightarrow Mn^{2+} + 4H_2O$ | 2
Процесс окисления (восстановитель):
$2I^- - 2e^- \longrightarrow I_2$ | 5
Умножим полуреакции на коэффициенты 2 и 5, чтобы уравнять число отданных и принятых электронов, и сложим их:
$2MnO_4^- + 16H^+ + 10e^- + 10I^- - 10e^- \longrightarrow 2Mn^{2+} + 8H_2O + 5I_2$
Сократив электроны, получим ионное уравнение реакции:
$2MnO_4^- + 10I^- + 16H^+ \longrightarrow 2Mn^{2+} + 5I_2 + 8H_2O$
На основе ионного уравнения составим молекулярное уравнение. В качестве исходных веществ можно взять перманганат калия $KMnO_4$, йодид калия $\text{KI}$ и серную кислоту $H_2SO_4$.
$2KMnO_4 + 10KI + 8H_2SO_4 \longrightarrow 2MnSO_4 + 5I_2 + 6K_2SO_4 + 8H_2O$

Ответ: Ионное уравнение: $2MnO_4^- + 10I^- + 16H^+ \longrightarrow 2Mn^{2+} + 5I_2 + 8H_2O$. Молекулярное уравнение: $2KMnO_4 + 10KI + 8H_2SO_4 \longrightarrow 2MnSO_4 + 5I_2 + 6K_2SO_4 + 8H_2O$.

б) $MnO_4^- + Sn^{2+} + H^+ \longrightarrow Mn^{2+} + Sn^{4+} + H_2O$

Решение
Составим полуреакции. Марганец в $MnO_4^-$ (степень окисления +7) восстанавливается до $Mn^{2+}$. Ион олова $Sn^{2+}$ окисляется до $Sn^{4+}$.
Процесс восстановления (окислитель):
$MnO_4^- + 8H^+ + 5e^- \longrightarrow Mn^{2+} + 4H_2O$ | 2
Процесс окисления (восстановитель):
$Sn^{2+} - 2e^- \longrightarrow Sn^{4+}$ | 5
Умножим полуреакции на коэффициенты 2 и 5 и сложим их:
$2MnO_4^- + 16H^+ + 10e^- + 5Sn^{2+} - 10e^- \longrightarrow 2Mn^{2+} + 8H_2O + 5Sn^{4+}$
Сократив электроны, получим ионное уравнение реакции:
$2MnO_4^- + 5Sn^{2+} + 16H^+ \longrightarrow 2Mn^{2+} + 5Sn^{4+} + 8H_2O$
На основе ионного уравнения составим молекулярное уравнение. В качестве исходных веществ можно взять перманганат калия $KMnO_4$, хлорид олова(II) $SnCl_2$ и соляную кислоту $HCl$.
$2KMnO_4 + 5SnCl_2 + 16HCl \longrightarrow 2MnCl_2 + 5SnCl_4 + 2KCl + 8H_2O$

Ответ: Ионное уравнение: $2MnO_4^- + 5Sn^{2+} + 16H^+ \longrightarrow 2Mn^{2+} + 5Sn^{4+} + 8H_2O$. Молекулярное уравнение: $2KMnO_4 + 5SnCl_2 + 16HCl \longrightarrow 2MnCl_2 + 5SnCl_4 + 2KCl + 8H_2O$.

в) $MnO_4^- + H_2O_2 + H^+ \longrightarrow Mn^{2+} + O_2 + H_2O$

Решение
Составим полуреакции. Марганец в $MnO_4^-$ (степень окисления +7) восстанавливается до $Mn^{2+}$. Кислород в пероксиде водорода $H_2O_2$ (степень окисления -1) окисляется до молекулярного кислорода $O_2$ (степень окисления 0).
Процесс восстановления (окислитель):
$MnO_4^- + 8H^+ + 5e^- \longrightarrow Mn^{2+} + 4H_2O$ | 2
Процесс окисления (восстановитель):
$H_2O_2 - 2e^- \longrightarrow O_2 + 2H^+$ | 5
Умножим полуреакции на коэффициенты 2 и 5 и сложим их:
$2MnO_4^- + 16H^+ + 10e^- + 5H_2O_2 - 10e^- \longrightarrow 2Mn^{2+} + 8H_2O + 5O_2 + 10H^+$
Сократим электроны и ионы водорода $H^+$:
$2MnO_4^- + 6H^+ + 5H_2O_2 \longrightarrow 2Mn^{2+} + 5O_2 + 8H_2O$
На основе ионного уравнения составим молекулярное уравнение. В качестве исходных веществ можно взять перманганат калия $KMnO_4$, пероксид водорода $H_2O_2$ и серную кислоту $H_2SO_4$.
$2KMnO_4 + 5H_2O_2 + 3H_2SO_4 \longrightarrow 2MnSO_4 + 5O_2 + K_2SO_4 + 8H_2O$

Ответ: Ионное уравнение: $2MnO_4^- + 5H_2O_2 + 6H^+ \longrightarrow 2Mn^{2+} + 5O_2 + 8H_2O$. Молекулярное уравнение: $2KMnO_4 + 5H_2O_2 + 3H_2SO_4 \longrightarrow 2MnSO_4 + K_2SO_4 + 5O_2 + 8H_2O$.

г) $MnO_4^- + NO_2^- + OH^- \longrightarrow MnO_4^{2-} + NO_3^- + H_2O$

Решение
Реакция протекает в щелочной среде. Марганец в $MnO_4^-$ (степень окисления +7) восстанавливается до манганат-иона $MnO_4^{2-}$ (степень окисления +6). Азот в нитрит-ионе $NO_2^-$ (степень окисления +3) окисляется до нитрат-иона $NO_3^-$ (степень окисления +5).
Процесс восстановления (окислитель):
$MnO_4^- + 1e^- \longrightarrow MnO_4^{2-}$ | 2
Процесс окисления (восстановитель):
$NO_2^- + 2OH^- - 2e^- \longrightarrow NO_3^- + H_2O$ | 1
Умножим первую полуреакцию на 2 и сложим со второй:
$2MnO_4^- + 2e^- + NO_2^- + 2OH^- - 2e^- \longrightarrow 2MnO_4^{2-} + NO_3^- + H_2O$
Сократив электроны, получим ионное уравнение:
$2MnO_4^- + NO_2^- + 2OH^- \longrightarrow 2MnO_4^{2-} + NO_3^- + H_2O$
На основе ионного уравнения составим молекулярное уравнение. В качестве исходных веществ можно взять перманганат калия $KMnO_4$, нитрит калия $KNO_2$ и гидроксид калия $KOH$.
$2KMnO_4 + KNO_2 + 2KOH \longrightarrow 2K_2MnO_4 + KNO_3 + H_2O$

Ответ: Ионное уравнение: $2MnO_4^- + NO_2^- + 2OH^- \longrightarrow 2MnO_4^{2-} + NO_3^- + H_2O$. Молекулярное уравнение: $2KMnO_4 + KNO_2 + 2KOH \longrightarrow 2K_2MnO_4 + KNO_3 + H_2O$.