29.12 Для выполнения задания используйте следующий перечень веществ: бромоводородная кислота, нитрат серебра, перманганат калия, графит, гидросульфат калия, ацетат бария. Допустимо использование водных растворов веществ. Из предложенного перечня выберите вещество-окислитель и вещество-восстановитель, реакция между которыми в соответствующей среде протекает с образованием простого вещества. В качестве среды для протекания реакции можно использовать воду или вещество, приведённое в перечне. В ответе запишите уравнение только одной из возможных окислительно-восстановительных реакций с участием выбранных веществ. Составьте электронный баланс (запишите уравнения процессов окисления и восстановления), укажите окислитель и восстановитель.

Решение:

Из предложенного перечня выберем вещества, которые могут участвовать в окислительно-восстановительной реакции с образованием простого вещества. Подходящими реагентами являются:

• Перманганат калия (KMnO₄) — сильный окислитель.
• Графит (C) — может выступать в роли восстановителя.

Реакция между перманганатом калия и графитом в водной среде (или в нейтральной среде):

\( 5C + 4KMnO_{4} + 6H_{2}O \rightarrow 5CO_{2}\uparrow + 4MnO_{2}\downarrow + 4KOH \)

В данной реакции:

• Восстановитель: Углерод (C), так как степень окисления углерода изменяется с 0 до +4 (в CO₂).
• Окислитель: Марганец (Mn) в перманганате калия (KMnO₄), так как степень окисления марганца изменяется с +7 до +4 (в MnO₂).

Электронный баланс:

• Окисление: \( C^{0} - 4e^{-} \rightarrow C^{+4} \) (x5)
• Восстановление: \( Mn^{+7} + 3e^{-} \rightarrow Mn^{+4} \) (x4)

Уравнение реакции:

\( 5C + 4KMnO_{4} + 6H_{2}O \rightarrow 5CO_{2}\uparrow + 4MnO_{2}\downarrow + 4KOH \)

Ответ: Окислитель: KMnO₄, Восстановитель: C. Уравнение реакции: \( 5C + 4KMnO_{4} + 6H_{2}O \rightarrow 5CO_{2}\uparrow + 4MnO_{2}\downarrow + 4KOH \). Электронный баланс: \( C^{0} - 4e^{-} \rightarrow C^{+4} \) (x5), \( Mn^{+7} + 3e^{-} \rightarrow Mn^{+4} \) (x4).