Номер 15, страница 52 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

6. Галогены и их соединения. Упражнения и задачи для самостоятельного решения - номер 15, страница 52.

Условие.

15. Из предложенного перечня веществ выберите те, которые могут вступать между собой в окислительно-восстановительную реакцию: $\text{KClO}_3$, $\text{Br}_2$, $\text{HCl}$, $\text{O}_2$. Составьте схему этой реакции, расставьте коэффициенты с помощью метода электронного баланса, укажите окислитель и восстановитель.

Решение.

Решение 2.

Решение:

Для осуществления окислительно-восстановительной реакции (ОВР) необходимо наличие как окислителя (вещества, принимающего электроны), так и восстановителя (вещества, отдающего электроны). Проанализируем предложенные вещества:
1. $KClO_3$ (хлорат калия) — содержит хлор в высшей степени окисления $+5$, поэтому является сильным окислителем.
2. $Br_2$ (бром) — простое вещество, может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства.
3. $HCl$ (соляная кислота) — содержит хлор в низшей степени окисления $-1$, поэтому может быть только восстановителем.
4. $O_2$ (кислород) — сильный окислитель.

Из возможных пар для реакции наиболее подходящей является пара из сильного окислителя и восстановителя: $KClO_3$ и $HCl$.

Составим уравнение реакции и расставим коэффициенты методом электронного баланса.

Сначала запишем степени окисления элементов, которые их изменяют:
$K\overset{+1}{Cl}\overset{+5}{O_3}\overset{-2}{} + H\overset{+1}{Cl}\overset{-1}{} \rightarrow K\overset{+1}{Cl}\overset{-1}{} + \overset{0}{Cl_2} + H_2\overset{+1}{O}\overset{-2}{}$

Атом хлора в $KClO_3$ понижает свою степень окисления с $+5$ до $-1$ (в $KCl$), то есть восстанавливается. Атом хлора в $HCl$ повышает свою степень окисления с $-1$ до $0$ (в $Cl_2$), то есть окисляется.

Составим схему электронного баланса:
$Cl^{+5} + 6e^- \rightarrow Cl^{-1}$ | 1 | процесс восстановления
$2Cl^{-1} - 2e^- \rightarrow Cl_2^0$ | 3 | процесс окисления

Число отданных электронов должно быть равно числу принятых. Наименьшее общее кратное для 6 и 2 равно 6. Поэтому первую полуреакцию домножаем на 1, а вторую — на 3.

Коэффициенты из электронного баланса показывают, что в реакции должна участвовать 1 частица $KClO_3$ и 6 частиц $HCl$ (та часть, которая окисляется). Продуктом окисления будут 3 молекулы $Cl_2$.

$1KClO_3 + 6HCl \rightarrow KCl + 3Cl_2 + H_2O$

Теперь уравняем остальные атомы. Слева 1 атом калия, значит, справа перед $KCl$ ставим коэффициент 1. Слева 6 атомов водорода, значит, справа перед $H_2O$ ставим коэффициент 3. Проверяем кислород: слева 3 атома, справа в $3H_2O$ тоже 3 атома. Все атомы уравнены.

Итоговое уравнение: $KClO_3 + 6HCl \rightarrow KCl + 3Cl_2 + 3H_2O$

Определим окислитель и восстановитель:
$KClO_3$ (за счет $Cl^{+5}$) — окислитель (принимает электроны, восстанавливается).
$HCl$ (за счет $Cl^{-1}$) — восстановитель (отдает электроны, окисляется).

Ответ:

Из предложенного перечня в окислительно-восстановительную реакцию вступают $KClO_3$ и $HCl$. Уравнение реакции с коэффициентами, расставленными методом электронного баланса, выглядит следующим образом: $KClO_3 + 6HCl \rightarrow KCl + 3Cl_2 + 3H_2O$. В данной реакции $KClO_3$ является окислителем (за счет $Cl^{+5}$), а $HCl$ — восстановителем (за счет $Cl^{-1}$).