HI + KMnO4 + H2SO4 = I2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O Нужно расставить коэффициенты и электронный баланс, а также записать процесс окисления и восстановления.

Для начала, давайте разберемся, что за реакция у нас дана:

HI + KMnO4 + H2SO4 = I2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O

1. Уравнение реакции и расставим коэффициенты

Для того чтобы расставить коэффициенты, нужно учесть, что в реакции участвуют ионы калия, марганца, водорода и йода, а также кислоты и соли. Рассмотрим, что происходит в этой реакции:

• Йод (I) в иодистом водороде (HI) окисляется до молекул I2.

• Марганец в перманганате калия (KMnO4) восстанавливается, превращаясь в Mn²⁺, который входит в состав сульфата марганца (MnSO4).

• Остальные продукты: калий сульфат (K2SO4), вода (H2O).

Теперь расставим коэффициенты.

Общий вид уравнения с коэффициентами:

$2 \text{HI} + 2 \text{KMnO}_4 + 3 \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{I}_2 + 2 \text{MnSO}_4 + K_2SO_4 + 3 \text{H}_2\text{O}$

2. Электронный баланс

Теперь давайте рассмотрим процесс окисления и восстановления. Для этого нам нужно выделить изменения степеней окисления элементов.

• Окисление (процесс отдачи электронов): Йод в HI имеет степень окисления -1. В молекуле I2 йод имеет степень окисления 0. То есть, каждый атом йода отдает один электрон.

  2I⁻ → I₂ + 2e⁻ (Йод окисляется, теряя электроны).

• Восстановление (процесс приема электронов): Марганец в KMnO4 имеет степень окисления +7. В MnSO4 марганец имеет степень окисления +2. То есть, каждый ион марганца принимает 5 электронов.

  MnO₄⁻ + 8H⁺ + 5e⁻ → Mn²⁺ + 4H₂O (Марганец восстанавливается, принимая электроны).

3. Процесс окисления и восстановления

• Окисление: Йод из иодистого водорода (HI) окисляется до молекулярного йода (I2), теряя электроны.

• Восстановление: Перманганат калия (KMnO4) восстанавливается в ионы марганца (Mn²⁺), принимая электроны.

4. Баланс электронов

Для того чтобы сбалансировать электронный баланс, мы должны учесть, что количество потерянных электронов при окислении должно быть равно количеству принятых электронов при восстановлении.

• Каждый атом йода отдает 1 электрон, и у нас 2 молекулы йода, значит, всего 2 электрона.

• Каждый ион перманганата принимает 5 электронов, и у нас 2 молекулы KMnO4, значит, 10 электронов.

Для того чтобы сбалансировать, мы умножаем уравнение окисления йода на 5 и уравнение восстановления марганца на 2:

• Окисление йода: $10I⁻ → 5I₂ + 10e⁻$

• Восстановление марганца: $2MnO₄⁻ + 16H⁺ + 10e⁻ → 2Mn²⁺ + 8H₂O$

Теперь у нас одинаковое количество электронов — 10. Баланс электронов соблюден.

Заключение

Полное сбалансированное уравнение реакции с коэффициентами и процессами окисления и восстановления:

$2 \text{HI} + 2 \text{KMnO}_4 + 3 \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{I}_2 + 2 \text{MnSO}_4 + K_2SO_4 + 3 \text{H}_2\text{O}$

Окисление: $10I⁻ → 5I₂ + 10e⁻$

Восстановление: $2MnO₄⁻ + 16H⁺ + 10e⁻ → 2Mn²⁺ + 8H₂O$