написать уравнение реакций KBr=Br2=ZnBr2=HBr=Br2=NaBrO3

Краткий ответ

Цепочка из пяти переходов:

\[ 2\mathrm{KBr}+\mathrm{Cl_2}\rightarrow 2\mathrm{KCl}+\mathrm{Br_2} \]

\[ \mathrm{Zn}+\mathrm{Br_2}\rightarrow \mathrm{ZnBr_2} \]

\[ \mathrm{ZnBr_2}+\mathrm{H_2SO_4}\rightarrow \mathrm{ZnSO_4}+2\mathrm{HBr}\uparrow \]

\[ 2\mathrm{HBr}+\mathrm{Cl_2}\rightarrow 2\mathrm{HCl}+\mathrm{Br_2} \]

\[ 3\mathrm{Br_2}+6\mathrm{NaOH}\rightarrow 5\mathrm{NaBr}+\mathrm{NaBrO_3}+3\mathrm{H_2O} \]

Как рассуждать по шагам

1. \(\mathrm{KBr}\rightarrow \mathrm{Br_2}\) — нужно окислить бромид-ион. Более активный галоген вытесняет менее активный: хлор «забирает» калий, а бром выделяется как простое вещество. \[ 2\mathrm{KBr}+\mathrm{Cl_2}\rightarrow 2\mathrm{KCl}+\mathrm{Br_2} \] (Годится и электролиз расплава: \(2\mathrm{KBr}\rightarrow 2\mathrm{K}+\mathrm{Br_2}\).)

2. \(\mathrm{Br_2}\rightarrow \mathrm{ZnBr_2}\) — простое вещество соединяется с металлом, получается соль. \[ \mathrm{Zn}+\mathrm{Br_2}\rightarrow \mathrm{ZnBr_2} \]

3. \(\mathrm{ZnBr_2}\rightarrow \mathrm{HBr}\) — вытесняем летучую кислоту сильной нелетучей кислотой (при нагревании HBr уходит из сферы реакции). \[ \mathrm{ZnBr_2}+\mathrm{H_2SO_4}\rightarrow \mathrm{ZnSO_4}+2\mathrm{HBr}\uparrow \] Можно взять и фосфорную: \(3\mathrm{ZnBr_2}+2\mathrm{H_3PO_4}\rightarrow \mathrm{Zn_3(PO_4)_2}+\ldots\) — она не окисляет HBr.

4. \(\mathrm{HBr}\rightarrow \mathrm{Br_2}\) — обратный процесс: бромид-ион отдаёт электроны, его окисляют хлором (или кислородом с катализатором). \[ 2\mathrm{HBr}+\mathrm{Cl_2}\rightarrow 2\mathrm{HCl}+\mathrm{Br_2} \]

5. \(\mathrm{Br_2}\rightarrow \mathrm{NaBrO_3}\) — ключевой момент: в горячей концентрированной щёлочи бром диспропорционирует, сам себя и окисляя, и восстанавливая. Бромат натрия \(\mathrm{NaBrO_3}\) — продукт окисления. \[ 3\mathrm{Br_2}+6\mathrm{NaOH}\rightarrow 5\mathrm{NaBr}+\mathrm{NaBrO_3}+3\mathrm{H_2O} \]

Проверка последнего уравнения по атомам

Всё сходится — коэффициенты верные.

Общий принцип цепочки: на каждом шаге меняется только один элемент, а реагент подбирается так, чтобы он был либо более сильным окислителем (Cl₂, O₂), либо сильной нелетучей кислотой, либо щёлочью — в зависимости от того, что нужно получить.