Методом электронного баланса подберите коэффициенты в схемах окислительно-восстановительных реакций. Укажите окислитель и восстановитель. HCl + MnO₂ → MnCl₂ + Cl₂ + H₂O

Рассмотрим уравнение реакции:

HCl + MnO₂ → MnCl₂ + Cl₂ + H₂O

Эта реакция является окислительно-восстановительной. Для подбора коэффициентов методом электронного баланса выполним следующие шаги.

1. Определим степени окисления элементов:

Вещество слева:

• HCl: H (+1), Cl (–1)

• MnO₂: Mn (+4), O (–2)

Вещества справа:

• MnCl₂: Mn (+2), Cl (–1)

• Cl₂: Cl (0)

• H₂O: H (+1), O (–2)

2. Определим, какие элементы изменяют степень окисления:

• Mn: было +4, стало +2 → восстановление (принял 2 электрона)

• Cl: было –1, стало 0 → окисление (отдал 1 электрон)

3. Составим уравнение электронного баланса:

• Mn⁴⁺ + 2e⁻ → Mn²⁺ (восстановление)

• 2Cl⁻ → Cl₂⁰ + 2e⁻ (окисление)

Здесь видно, что 2 хлора отдают 2 электрона, которых хватает для восстановления одного атома марганца.

4. Подбор коэффициентов:

Исходя из баланса:

• 2Cl⁻ → Cl₂, значит, должно быть 2 моля HCl на 1 молекулу Cl₂

• На 1 молекулу MnO₂ требуется 2 моля HCl, чтобы обеспечить 2 Cl⁻

• Но также нужно учитывать образование MnCl₂ — на это требуется 2 моля HCl для образования 2 Cl⁻, связывающихся с Mn

Итого:

• Для каждого MnO₂ нужно 4 моля HCl:

  • 2 моля HCl → Cl₂

  • 2 моля HCl → MnCl₂

5. Сбалансированное уравнение:

MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

6. Указание окислителя и восстановителя:

• Окислитель: MnO₂ (Mn⁴⁺ → Mn²⁺)

• Восстановитель: HCl (Cl⁻ → Cl₂⁰)

Таким образом, реакция сбалансирована, и роли веществ в окислительно-восстановительном процессе определены.