Получить развернутый ответ : Методом электронного баланса подберите коэффициенты, укажите окислитель и восстановитель для окислительно-восстановительных реакции: KMnO4+KNO2+H2O→…

Рассмотрим заданное уравнение реакции:
\[ \mathrm{KMnO_4} + \mathrm{KNO_2} + \mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{KNO_3} + \mathrm{MnO_2} + \mathrm{KOH} \]

Задача: методом электронного баланса подобрать коэффициенты, определить окислитель и восстановитель.

---

Шаг 1. Определить степени окисления элементов в реактивных и продуктовых соединениях

• В перманганате \(\mathrm{KMnO_4}\):

  • K: +1

  • O: -2

  • Чтобы определить степень окисления Mn: \[ +1 + \text{степень окисления Mn} + 4 \times (-2) = 0 \Rightarrow \text{степень окисления Mn} = +7 + (-8) = -1 \] Но поскольку баланс зарядов: \[ +1 + \text{степень окисления Mn} + (-8) = 0 \Rightarrow \text{степень окисления Mn} = +7 \] так как по условию: \[ \mathrm{KMnO_4} \rightarrow \text{Mn} \text{ в } +7 \text{ или } +4? \]

    Для перманганата \(\mathrm{MnO_4^-}\) в кислой среде ярко выражен показатель +7 для Mn. Однако в воде MnO₂ — это Mn в степени +4.

    В реакции, скорее всего, Mn переходит из +7 в +4, значит Mn в восстановлении восстанавливается.

• В нитрит \(\mathrm{KNO_2}\):

  • K: +1
  • N: обычно +3 (в нитрите \(\mathrm{NO_2^-}\))
  • O: -2

• В нитрате \(\mathrm{KNO_3}\):

  • K: +1
  • N: +5
  • O: -2

• В Mn-based соединении \(\mathrm{MnO_2}\):

  • Mn: +4
  • O: -2

• В гидрокна \(\mathrm{KOH}\):

  • K: +1
  • O: -2
  • H: +1

---

Шаг 2. Определение окислителя и восстановителя

• В \(\mathrm{KMnO_4}\): Mn переходит из +7 (в перманганате) в +4 (в MnO₂).
  Это восстановление, потому что степень окисления снижается — значит, Mn — восстановитель.

• В \(\mathrm{KNO_2}\): N переходит из +3 (в нитрите) в +5 (в нитрате).
  Это окисление — нитрит — окислитель.

Вывод:

• Восстановитель: \(\mathrm{KMnO_4}\) (единственный, потому что Mn восстанавливается).
• Окислитель: \(\mathrm{KNO_2}\).

---

Шаг 3. Записываем полуреакции

Восстановление Mn:

\[ \text{Mn}^{+7} + 3e^- \rightarrow \text{Mn}^{+4} \]

Полуреакция (в кислой среде, предполагается, так как присутствует вода):

\[ \mathrm{MnO_4^-} + 4H^+ + 3e^- \rightarrow \mathrm{MnO_2} + 2H_2O \]

В нашем случае, в реакции есть \(\mathrm{KMnO_4}\), следовательно:

\[ \mathrm{MnO_4^-} + 4H^+ + 3e^- \rightarrow \mathrm{MnO_2} + 2H_2O \]

Окисление NO₂⁻ до NO₃⁻:

\[ \mathrm{NO_2^-} + H_2O \rightarrow \mathrm{NO_3^-} + 2H^+ + 2e^- \]

убедимся, что для этого оксид N меняется с +3 до +5, что требует отдачи 2 электронов.

---

Шаг 4. Составление уравнения с учётом общего количества электронов

Чтобы сбалансировать, найдём минимальное число электронов, обмен которых соответствует обеим полуреакциям.

• Восстановление Mn: 3 электрона
• Окисление N: 2 электрона

Общий множитель для уравнивания электронов — 6:

• Восстановление: умножим всю полуреакцию на 2:

\[ 2 \times (\mathrm{MnO_4^-} + 4H^+ + 3e^- \rightarrow \mathrm{MnO_2} + 2H_2O) \]

Получим:

\[ 2 \mathrm{MnO_4^-} + 8H^+ + 6e^- \rightarrow 2 \mathrm{MnO_2} + 4 H_2O \]

• Окисление N: умножим на 3:

\[ 3 \mathrm{NO_2^-} + 3 H_2O \rightarrow 3 \mathrm{NO_3^-} + 6 H^+ + 6 e^- \]

---

Шаг 5. Запись суммарного уравнения

Объединяем реакции, учитывая исходные соединения:

\[ \boxed{ 2 \mathrm{KMnO_4} + 3 \mathrm{KNO_2} + \text{вода} \rightarrow \text{продукты} } \]

Ответственные реакции:

\[ 2 \mathrm{MnO_4^-} + 8 H^+ + 6 e^- \rightarrow 2 \mathrm{MnO_2} + 4 H_2O \] \[ 3 \mathrm{NO_2^-} + 3 H_2O \rightarrow 3 \mathrm{NO_3^-} + 6 H^+ + 6 e^- \]

Объединяем и добавляем к исходным соединениям:

\[ 2 \mathrm{KMnO_4} + 3 \mathrm{KNO_2} + \text{H₂O} \rightarrow 2 \mathrm{MnO_2} + 3 \mathrm{KNO_3} + \text{KOH} \]

---

Итоговая сбалансированная реакция:

\[ \boxed{ 2\, \mathrm{KMnO_4} + 3\, \mathrm{KNO_2} + H_2O \rightarrow 2\, \mathrm{MnO_2} + 3\, \mathrm{KNO_3} + KOH } \]

Коэффициенты: 2, 3, 1, 2, 3, 1 (соответственно перед веществами).

---

Итог:

• Окислитель: \(\mathrm{KNO_2}\) (отдаёт электроны, окисляется).
• Восстановитель: \(\mathrm{KMnO_4}\) (принимает электроны, восстанавливается).

Это реакция окислительно-восстановительного типа, где перманганат — восстановитель, а нитрит — окислитель.

Если нужен более подробный разбор или объяснение каждого шага — обращайтесь!