ЕГЭ-2019 | Химия | Решение 597 | Используйте следующий перечень веществ: иодид калия, алюминий, перманганат калия, карбонат натрия, разбавленный раствор серной кислоты. Допустимо использование водных растворов веществ.Из предложен...

Используйте следующий перечень веществ: иодид калия, алюминий, перманганат калия, карбонат натрия, разбавленный раствор серной кислоты. Допустимо использование водных растворов веществ.

Из предложенного перечня веществ выберите вещества, между которыми может протекать окислительно-восстановительная реакция. В ответе запишите уравнение только одной из возможных окислительно-восстановительных реакций. Составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель в этой реакции.

Данную задачу проверяют не автоматически, а вручную. Ознакомьтесь с критериями оценки, правильным решением и сами себе поставьте оценку от 0 до 2 баллов. Даже если вы ошиблись в цифровом ответе, можно получить несколько баллов за правильный ход решения. Форма для оценки находится внизу страницы.

Критерии оценки вопроса

Содержание верного ответа и указания по оцениванию	Баллы
Ответ правильный и полный, содержит следующие элементы: • выбраны вещества, и записано уравнение окислительно-восстановительной реакции; • составлен электронный баланс, указаны окислитель и восстановитель	2
Правильно записан один элемент ответа	1
Все элементы ответа записаны неверно	0
Максимальный балл	2

Подробное решение

Самая очевидная окислительно-восстановительная реакция это реакция с металлическим алюминием, поскольку металлический алюминий имеет степень окисления 0. И он очень охотно окислится до +3. Второй компонент этой реакции - это разбавленная серная кислота.

$\ce{ 2Al + 3H2SO4(разб) -> Al2(SO4)3 + 3H2 ^ }$

$\ce{ Al^{0} - 3 $e$- -> Al^{+3} | 2} \\ \ce{ 2H^{+1} +2 $e$- -> H^{0}2 | 3 }$
Алюминий в степени окисления 0 восстановитель, отдает электроны.
Водород (или H₂SO₄) в степени окисления +1 окислитель, принимает электроны.

Какие еще могут быть реакции? Алюминий может реагировать с щелочами, щелочей у нас нет, но есть карбонат натрия!
Стадия 1 - гидролиз, щелочь растворяет оксидную пленку на алюминии

$\ce{CO3^{2-} + H2O <=> HCO3- + OH- }$

Стадия 2 Далее вода в щелочной среде может окислить и собственно алюминий:
$\ce{2 Al + 3H2O + 2OH- => 2 [Al(OH)4]- }$

Итого

$\ce{ 2Al + 2Na2CO3 + 8H2O → 2Na(Al(OH)4) + 2NaHCO3 + 3H2 ^}$

$\ce{ Al^{0} - 3 $e$- -> Al^{+3} | 2} \\ \ce{ 2H^{+1} +2 $e$- -> H^{0}2 | 3 }$

Алюминий в степени окисления 0 восстановитель, отдает электроны.
Водород (или H₂O) в степени окисления +1 окислитель, принимает электроны.

Иодид калия хорошо известный восстановитель, иоду дальше окисляться некуда, он может только восстанавливаться.
А перманганат калия хорошо известный окислитель
Проведем окисление к кислой среде (пишем что происходит с окислителем, затем с восстановителем, затем куда идет калий, и на всякий случай воду. Редко, но бывает так, что все уравнивается без воды)

$\ce{ 10 KI + 2 KMnO4 + 8 H2SO4 -> 5 I2 + 2 MnSO4 + 6 K2SO4 + 8 H2O }$

$\ce{ 2 | Mn^{+7} + 5e- → Mn^{+2} } \\ \ce { 5 | 2 I^{-1} - 2e- → I^{0}2 }$
KI (или йод I^-1 в степени окисления -1) — восстановитель,
КМпO₄ (или марганец Mn⁺⁷ в степени окисления +7) — окислитель.

Можно провести реакцию и в нейтральной среде, вот тут все сложнее. Ибо образовываться может как иод, так и иодат (KIO₃) и гипоиодит (KIO). Но как шутят химики, вы главное уровняйте реакцию, а уж условия мы подберем.

$\ce{ 6 KI + 2 KMnO4 + 4 H2O -> 3 I2 + 2 MnO2 + 8 KOH }$

$\ce{ 2 | Mn^{+7} + 3e- → Mn^{+4} } \\ \ce { 3 | 2 I^{-1} - 2e- → I^{0}2 }$

KI (или йод I^-1) — восстановитель,
КМпO₄ (или марганец Mn⁺⁷) — окислитель.

$\ce{ KI + 2 KMnO4 + H2O -> KIO3 + 2 MnO2 + 2 KOH }$

$\ce{ 2 | Mn^{+7} + 3e- → Mn^{+4} } \\ \ce { 1 | I^{-1} - 6e- → I^{+5} }$

KI (или йод I^-1) — восстановитель,
КМпO₄ (или марганец Mn⁺⁷) — окислитель.

$\ce{3 KI + 2 KMnO4 + H2O -> 3 KIO + 2 MnO2 +2 KOH }$

$\ce{ 2 | Mn^{+7} + 3e- → Mn^{+4} } \\ \ce { 3 | I^{-1} - 2e- → I^{+1} }$

KI (или йод I^-1) — восстановитель,
КМпO₄ (или марганец Mn⁺⁷) — окислитель.

Оцените своё решение

0 1 2

Подробное решение

Самая очевидная окислительно-восстановительная реакция это реакция с металлическим алюминием, поскольку металлический алюминий имеет степень окисления 0. И он очень охотно окислится до +3. Второй компонент этой реакции - это разбавленная серная кислота.

$\ce{ 2Al + 3H2SO4(разб) -> Al2(SO4)3 + 3H2 ^ }$

$\ce{ Al^{0} - 3 $e$- -> Al^{+3} | 2} \\ \ce{ 2H^{+1} +2 $e$- -> H^{0}2 | 3 }$
Алюминий в степени окисления 0 восстановитель, отдает электроны.
Водород (или H₂SO₄) в степени окисления +1 окислитель, принимает электроны.

Какие еще могут быть реакции? Алюминий может реагировать с щелочами, щелочей у нас нет, но есть карбонат натрия!
Стадия 1 - гидролиз, щелочь растворяет оксидную пленку на алюминии

$\ce{CO3^{2-} + H2O <=> HCO3- + OH- }$

Стадия 2 Далее вода в щелочной среде может окислить и собственно алюминий:
$\ce{2 Al + 3H2O + 2OH- => 2 [Al(OH)4]- }$

Итого

$\ce{ 2Al + 2Na2CO3 + 8H2O → 2Na(Al(OH)4) + 2NaHCO3 + 3H2 ^}$

$\ce{ Al^{0} - 3 $e$- -> Al^{+3} | 2} \\ \ce{ 2H^{+1} +2 $e$- -> H^{0}2 | 3 }$

Алюминий в степени окисления 0 восстановитель, отдает электроны.
Водород (или H₂O) в степени окисления +1 окислитель, принимает электроны.

Иодид калия хорошо известный восстановитель, иоду дальше окисляться некуда, он может только восстанавливаться.
А перманганат калия хорошо известный окислитель
Проведем окисление к кислой среде (пишем что происходит с окислителем, затем с восстановителем, затем куда идет калий, и на всякий случай воду. Редко, но бывает так, что все уравнивается без воды)

$\ce{ 10 KI + 2 KMnO4 + 8 H2SO4 -> 5 I2 + 2 MnSO4 + 6 K2SO4 + 8 H2O }$

$\ce{ 2 | Mn^{+7} + 5e- → Mn^{+2} } \\ \ce { 5 | 2 I^{-1} - 2e- → I^{0}2 }$
KI (или йод I^-1 в степени окисления -1) — восстановитель,
КМпO₄ (или марганец Mn⁺⁷ в степени окисления +7) — окислитель.

Можно провести реакцию и в нейтральной среде, вот тут все сложнее. Ибо образовываться может как иод, так и иодат (KIO₃) и гипоиодит (KIO). Но как шутят химики, вы главное уровняйте реакцию, а уж условия мы подберем.

$\ce{ 6 KI + 2 KMnO4 + 4 H2O -> 3 I2 + 2 MnO2 + 8 KOH }$

$\ce{ 2 | Mn^{+7} + 3e- → Mn^{+4} } \\ \ce { 3 | 2 I^{-1} - 2e- → I^{0}2 }$

KI (или йод I^-1) — восстановитель,
КМпO₄ (или марганец Mn⁺⁷) — окислитель.

$\ce{ KI + 2 KMnO4 + H2O -> KIO3 + 2 MnO2 + 2 KOH }$

$\ce{ 2 | Mn^{+7} + 3e- → Mn^{+4} } \\ \ce { 1 | I^{-1} - 6e- → I^{+5} }$

KI (или йод I^-1) — восстановитель,
КМпO₄ (или марганец Mn⁺⁷) — окислитель.

$\ce{3 KI + 2 KMnO4 + H2O -> 3 KIO + 2 MnO2 +2 KOH }$

$\ce{ 2 | Mn^{+7} + 3e- → Mn^{+4} } \\ \ce { 3 | I^{-1} - 2e- → I^{+1} }$

KI (или йод I^-1) — восстановитель,
КМпO₄ (или марганец Mn⁺⁷) — окислитель.