Дано:
Реакция: Br2 + KOH → KBrO3 + KBr + H2O
Найти:
а) Степени окисления атомов всех элементов в реагентах и продуктах.
б) Окислитель и восстановитель.
в) Коэффициенты методом электронного баланса.
г) Полные и сокращенные ионные уравнения.
Решение:
а) Определим степени окисления:
- В броме (Br2) степень окисления брома равна 0 (так как это элемент).
- В KOH:
- K = +1
- O = -2
- H = +1
- В KBrO3:
- K = +1
- Br = +5 (чтобы уравновесить -6 от трех кислородов)
- O = -2
- В KBr:
- K = +1
- Br = -1
- В H2O:
- H = +1
- O = -2
Подытожим:
- Br2: Br = 0
- KOH: K = +1, O = -2, H = +1
- KBrO3: K = +1, Br = +5, O = -2
- KBr: K = +1, Br = -1
- H2O: H = +1, O = -2
б) Определяем окислитель и восстановитель:
- Бром (Br2) сходит до KBr (Br в KBr имеет степень окисления -1), значит он восстанавливается (восстановитель).
- Бром в KBrO3 имеет степень окисления +5, значит он окисляется (окислитель).
в) Теперь расставим коэффициенты методом электронного баланса.
- Увеличение степени окисления брома до +5 требует 10 электронов (с 0 до +5).
- Понижение степени окисления брома до -1 дает 2 электрона (с 0 до -1).
Для уравновешивания:
- Для двух моль Br2 необходимы 10 моль KOH, чтобы отдать 10 электронов.
- На основе этого можно записать:
Коэффициенты будут:
2 Br2 + 10 KOH → 6 KBrO3 + 4 KBr + 6 H2O
г) Полное и сокращенное ионные уравнения:
Полное ионное уравнение:
2 Br2 + 10 K+ + 10 OH− → 6 K+ + 6 BrO3− + 4 K+ + 4 Br− + 6 H2O
Сокращенное ионное уравнение:
2 Br2 + 10 OH− → 6 BrO3− + 4 Br− + 6 H2O
Ответ:
а) Степени окисления: Br = 0 в Br2; K = +1, O = -2, H = +1 в KOH; K = +1, Br = +5, O = -2 в KBrO3; K = +1, Br = -1 в KBr; H = +1, O = -2 в H2O.
б) Окислитель: KBrO3; Восстановитель: Br2.
в) Коэффициенты: 2 Br2 + 10 KOH → 6 KBrO3 + 4 KBr + 6 H2O.
г) Полное ионное уравнение: 2 Br2 + 10 K+ + 10 OH− → 6 K+ + 6 BrO3− + 4 K+ + 4 Br− + 6 H2O. Сокращенное ионное уравнение: 2 Br2 + 10 OH− → 6 BrO3− + 4 Br− + 6 H2O.