Подобрать коэффициенты ионно-электронным способом, указать окислитель, восстановитель: KI + H2SO4 + KMnO4 → I2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O.

Конечно! Давайте разберем задачу по подбору коэффициентов ионно-электронным способом, а также определим окислитель и восстановитель. **Дано:** Реакция: KI + H₂SO₄ + KMnO₄ → I₂ + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O --- ### Шаг 1. Определение веществ-участников и их окислительно-восстановительный характер - **KI** — нитрид калия, содержит ионы I⁻. Возможен окислительный процесс (I⁻ → I₂) — окислитель или восстановитель? - **KMnO₄** — калий перманганат, в кислой среде (с H₂SO₄) Mn принимает окисление из Mn⁷⁺ в Mn²⁺ — следовательно, MnO₄⁻ — окислитель, отдающий электроны. - **H₂SO₄** — кислота, обеспечивает кислую среду для реакции. - **I₂** — продукт оксида, получившийся из I⁻. - **MnSO₄** — продукт восстановления Mn7+ до Mn2+. - **K₂SO₄** — калий сульфат — соль, не участвует в изменениях окисления. --- ### Шаг 2. Определение окислителей и восстановителей в реакции - **Восстановитель:** частица, которая отдаёт электроны. Ионий I⁻ в KI отдаёт электроны, превращаясь в I₂. - **Окислитель:** частица, которая принимает электроны. MnO₄⁻ (в MnO₄⁻ в KMnO₄) принимает электроны, превращаясь в Mn²⁺. **Итак:** - Восстановитель: I⁻ (из KI) - Окислитель: MnO₄⁻ (из KMnO₄) --- ### Шаг 3. Запись ионных уравнений для окисления и восстановления #### Восстановление (от I⁻ до I₂): I⁻ → I₂ **Балансировка по электронам:** Ионное уравнение (кислотное): 2 I⁻ → I₂ + 2 e⁻ --- #### Восстановление (от MnO₄⁻ до Mn²⁺): MnO₄⁻ + 8 H⁺ + 5 e⁻ → Mn²⁺ + 4 H₂O (это стандартное ионное уравнение для перманганата в кислой среде) --- ### Шаг 4. Балансировка по электронам Чтобы сбалансировать реакцию, нужно привести числа электронов к равенству. - Восстановление I⁻: 2 e⁻ (за 2 I⁻) - Восстановление MnO₄⁻: 5 e⁻ (за 1 MnO₄⁻) Чтобы сравнить, ищем общий множитель для обоих уравнений, чтобы число электронов было одинаковым. Общий минимум: LCM(2, 5) = 10 - Умножим уравнение ионное для I⁻ на 5: 10 I⁻ → 5 I₂ + 10 e⁻ - Умножим уравнение для MnO₄⁻ на 2: 2 MnO₄⁻ + 16 H⁺ + 10 e⁻ → 2 Mn²⁺ + 8 H₂O --- ### Шаг 5. Объединение уравнений Объединяем, учитывая исходные вещества: **Общий ионный уравень:** ``` (5 И⁻) + (2 MnO₄⁻ + 16 H⁺) → 5 I₂ + 2 Mn²⁺ + 8 H₂O ``` В исходных веществах: - 5 I⁻ взято из 5 KI. - 2 MnO₄⁻ из 2 KMnO₄. - Вводим H₂SO₄ для обеспечения H⁺. В перманганате в кислой среде H₂SO₄ выступает как источник H⁺. **Преобразуем в молекулярностную форму, добавляя компоненты:** - 5 KI → 5 K⁺ + 5 I⁻ - 2 KMnO₄ → 2 K⁺ + 2 MnO₄⁻ - H₂SO₄ даёт 2 H₂SO₄ → 4 H⁺ и SO₄²⁻, но так как нам нужны 16 H⁺, то нужно добавить соответствующий коэфф. (соответственно, коэффициенты для H₂SO₄). ### Шаг 6. Подбор коэффициентов для всей реакции Общий реакционный баланс: - KI — источник I⁻, титруемый количеством I₂. - KMnO₄ — источник MnO₄⁻. - H₂SO₄ — обеспечивает кислую среду (H⁺). Перепишем реакцию: 2 KMnO₄ + 10 KI + H₂SO₄ → 5 I₂ + 2 MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O Почему именно так? - Итак, по изонтернатам: - 2 KMnO₄ → 2 MnO₄⁻ - 10 KI → 10 I⁻ - В H₂SO₄ нужно H⁺ для реакции MnO₄⁻. Уравнение: 2 MnO₄⁻ + 16 H⁺ → 2 Mn²⁺ + 8 H₂O Значит, нужно 8 H₂SO₄ для 2 MnO₄⁻, и 10 KI продуцируют 10 I⁻ для образов I₂ (по 2 I⁻ на 1 I₂): - 10 I⁻ → 5 I₂ (так как 2 I⁻ → I₂) - В этом случае: Общая реакция: **2 MnO₄⁻ + 16 H⁺ + 10 I⁻ → 2 Mn²⁺ + 8 H₂O + 5 I₂** И включаем реакцию с сульфатами: - Mn²⁺ соединяется с SO₄²⁻ из H₂SO₄, образуя MnSO₄. - K⁺ из KI и KMnO₄ соединяется с SO₄²⁻, образуя K₂SO₄. Общий итог: **2 KMnO₄ + 10 KI + H₂SO₄ → 5 I₂ + 2 MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O** --- ### **Итог: окончательный уравненый баланс** \[ \boxed{ \text{2 KMnO}_4 + 10 \text{ KI} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 5 \text{ I}_2 + 2 \text{ MnSO}_4 + \text{K}_2\text{SO}_4 + H_2O } \] **Ключевые моменты:** - **Окислитель:** KMnO₄ (Mn в окислительном состоянии +7). - **Восстановитель:** KI (I⁻). - **Порция кислоты:** H₂SO₄ для обеспечения кислой среды. Если нужно более подробно или с пояснениями по каждому шагу — скажите!