7. Дана схема окислительно-восстановительной реакции. Составьте электронный баланс этой реакции. Укажите окислитель и восстановитель. Расставьте коэффициенты и запишите получившееся уравнение реакции. HI + HClO₃ → HCl + I₂ + H₂O

Решение:

Данная реакция является окислительно-восстановительной, так как происходит изменение степеней окисления у атомов йода и хлора.

1. Определим степени окисления элементов в исходных веществах и продуктах реакции:

• В HI: H⁺¹, I⁻¹
• В HClO₃: H⁺¹, Cl⁺⁵, O⁻²
• В HCl: H⁺¹, Cl⁻¹
• В I₂: I⁰
• В H₂O: H⁺¹, O⁻²

2. Составим электронный баланс:

Атом йода в HI повышает свою степень окисления с -1 до 0 (в I₂), отдавая электроны. Атом хлора в HClO₃ понижает свою степень окисления с +5 до -1 (в HCl), принимая электроны.

• • Восстановитель (отдает электроны): I⁻¹ → I⁰ (в I₂) + 1e⁻ (x2, так как в I₂ два атома йода)
  • Окислитель (принимает электроны): Cl⁺⁵ + 6e⁻ → Cl⁻¹
• Общий коэффициент для йода будет 2, для хлора — 1.

3. Расставим коэффициенты в уравнении реакции, исходя из электронного баланса:

• Перед I₂ ставим коэффициент 1 (или не пишем), перед HI ставим коэффициент 2.
• Перед HClO₃ ставим коэффициент 1, перед HCl ставим коэффициент 1.
• Теперь уравняем остальные атомы:
• Йод: 2I в левой части, 2I в правой.
• Хлор: 1Cl в левой части, 1Cl в правой.
• Водород: 2H (из 2HI) + 1H (из HClO₃) = 3H в левой. В правой части: 1H (из HCl) + 2H (из H₂O) = 3H.
• Кислород: 3O в левой части (из HClO₃), 1O в правой (из H₂O). Необходимо поставить коэффициент 3 перед H₂O.
• Проверяем водород: 2H (из 2HI) + 1H (из HClO₃) = 3H. В правой части: 1H (из HCl) + 2*3H (из 3H₂O) = 7H. Не совпадает.

Пересмотрим баланс и коэффициенты.

Электронный баланс:

• 2I⁻¹ → I₂⁰ + 2e⁻ (окислитель)
• Cl⁺⁵ + 6e⁻ → Cl⁻¹ (окислитель)

Наименьшее общее кратное для 2 и 6 равно 6.

• 2I⁻¹ → I₂⁰ + 2e⁻ | x3
• Cl⁺⁵ + 6e⁻ → Cl⁻¹ | x1

Расставляем коэффициенты:

• Перед HI ставим 6 (так как 3*2=6 электронов отдал йод).
• Перед I₂ ставим 3 (так как в степени окисления 0 йод в виде I₂).
• Перед HClO₃ ставим 1.
• Перед HCl ставим 1 (так как 1 электрон принял хлор).

Получаем:

• 6HI + HClO₃ → HCl + 3I₂ + H₂O

Уравниваем водород и кислород:

• Левая часть: 6H (из HI) + 1H (из HClO₃) = 7H. 3O (из HClO₃).
• Правая часть: 1H (из HCl) + 2*3H (из 3H₂O) = 7H. 1*3O (из 3H₂O) = 3O.

Уравнение сбалансировано.

Уравнение реакции:

• 6HI + HClO₃ → HCl + 3I₂ + 3H₂O

Окислитель: HClO₃ (принимает электроны, степень окисления хлора понижается).

Восстановитель: HI (отдает электроны, степень окисления йода повышается).

Ответ:

• Электронный баланс: 2I⁻¹ - 2e⁻ → I₂⁰ ; Cl⁺⁵ + 6e⁻ → Cl⁻¹
• Окислитель: HClO₃
• Восстановитель: HI
• Уравнение реакции: 6HI + HClO₃ → HCl + 3I₂ + 3H₂O