ГДЗ по химии, 9 класс, Габриелян, номер p68.6: Галогены

Разберём каждую цепочку превращений по шагам. Для реакций в растворах запишем полные и сокращённые ионные уравнения, а для окислительно-восстановительных процессов проведём балансировку.

а) Цепочка: NaCl→HCl→FeCl₂→FeCl₃→AgCl

1. NaCl→HCl. Реакция обмена между солью и кислотой (или электролиз расплава с последующим синтезом, но в школьной программе чаще рассматривают действие серной кислоты на хлорид натрия при нагревании или взаимодействие с более сильной кислотой). Однако стандартный способ получения HCl из NaCl — это реакция с концентрированной H₂SO₄: 2NaCl+H₂SO₄(конц.)tNa₂SO₄+2HCl↑ Это не реакция в растворе в классическом понимании ионного обмена (так как идёт выделение газа и используется концентрированная кислота), поэтому ионное уравнение обычно не составляют или записывают молекулярно. Если рассматривать получение через электролиз водного раствора, то там образуются другие продукты. Примем вариант с серной кислотой как основной лабораторный метод.
2. HCl→FeCl₂. Взаимодействие соляной кислоты с железом: Fe+2HCl→FeCl₂+H₂↑ Это ОВР. Железо (Fe⁰) восстанавливается до Fe⁺²? Нет, железо окисляется от 0 до +2, а водород из +1 восстанавливается до 0. Электронный баланс: Fe⁰-2e^-→Fe⁺² 2H⁺¹+2e^-→H02 Окислитель: HCl (ион H⁺). Восстановитель: Fe. Ионное уравнение (реакция в растворе): Полное: Fe+2H⁺+2Cl^-→Fe²⁺+2Cl^-+H₂↑ Сокращённое: Fe+2H⁺→Fe²⁺+H₂↑
3. FeCl₂→FeCl₃. Окисление хлорида железа(II) до хлорида железа(III). Можно использовать хлорную воду или пероксид водорода в кислой среде. Возьмём реакцию с хлором: 2FeCl₂+Cl₂→2FeCl₃ ОВР: Fe⁺²-1e^-→Fe⁺³ (умножить на 2) Cl02+2e^-→2Cl^-1 Окислитель: Cl₂. Восстановитель: FeCl₂ (ион Fe²⁺). Ионное уравнение: Полное: 2Fe²⁺+4Cl^-+Cl₂→2Fe³⁺+6Cl^- Сокращённое: 2Fe²⁺+Cl₂→2Fe³⁺+2Cl^-
4. FeCl₃→AgCl. Реакция обмена с нитратом серебра: FeCl₃+3AgNO₃→3AgCl↓+Fe(NO₃)₃ Ионное уравнение: Полное: Fe³⁺+3Cl^-+3Ag⁺+3NO-3→3AgCl↓+Fe³⁺+3NO-3 Сокращённое: Ag⁺+Cl^-→AgCl↓

б) Цепочка: KBr→Br₂→ZnBr₂→HBr→Br₂→NaBrO₃

1. KBr→Br₂. Вытеснение брома более активным галогеном (хлором): 2KBr+Cl₂→2KCl+Br₂ ОВР: 2Br^-1-2e^-→Br02 Cl02+2e^-→2Cl^-1 Окислитель: Cl₂. Восстановитель: KBr (ион Br^-). Ионное уравнение: Полное: 2K⁺+2Br^-+Cl₂→2K⁺+2Cl^-+Br₂ Сокращённое: 2Br^-+Cl₂→2Cl^-+Br₂
2. Br₂→ZnBr₂. Синтез соли из простых веществ: Zn+Br₂→ZnBr₂ ОВР: Zn⁰-2e^-→Zn⁺² Br02+2e^-→2Br^-1 Окислитель: Br₂. Восстановитель: Zn. Реакция не протекает в водном растворе в обычном смысле (обычно нагревание сухих веществ или растворение цинка в броме/растворе брома, но если раствор, то ионы цинка и брома уже есть). Если считать, что цинк реагирует с раствором брома: Ионное уравнение: Zn+Br₂→Zn²⁺+2Br^-
3. ZnBr₂→HBr. Получение безводного HBr действием фосфорной кислоты на бромид цинка (аналогично получению HCl): ZnBr₂+H₃PO₄→Zn(H₂PO₄)₂+2HBr↑ Или проще: гидролиз, но он обратим. В школьной практике часто используют обмен с сильной нелетучей кислотой. Это не ОВР. Ионное уравнение в растворе не составляется, так как продукт улетучивается или реакция идёт в условиях, отличных от разбавленного раствора.
4. HBr→Br₂. Окисление бромоводорода. Например, кислородом воздуха при хранении или сильным окислителем (KMnO₄, MnO₂). Возьмём реакцию с диоксидом марганца: 4HBr+MnO₂→MnBr₂+Br₂+2H₂O ОВР: 2Br^-1-2e^-→Br02 (в скобках учитываем, что 4 молекулы HBr дают 2 молекулы Br2? Нет, 4 HBr->2 Br2 требует потери 4 e-. Проверим баланс. 2Br^--2e^-→Br₂ Mn⁺⁴+2e^-→Mn⁺² Коэффициенты: 2 перед Br₂? Нет, в уравнении выше Br₂ один. Значит, нужно 2 электрона от 2 бромид-ионов. Но в реакции участвуют 4 HBr. Два идут на образование соли MnBr₂, два окисляются. Баланс: 2Br^-1-2e^-→Br02 Mn⁺⁴+2e^-→Mn⁺² Окислитель: MnO₂. Восстановитель: HBr (часть ионов Br^-).
5. Br₂→NaBrO₃. Диспропорционирование брома в щелочи при нагревании: 3Br₂+6NaOHt5NaBr+NaBrO₃+3H₂O ОВР: Br02-10e^-→2Br⁺⁵ (один атом брома переходит в степень +5, теряя 5 электронов, так как молекула Br₂ содержит 2 атома, то для одной молекулы, переходящей в бромат, нужно учесть стехиометрию. Проще писать по атомам: Br⁰-5e^-→Br⁺⁵ Br⁰+1e^-→Br^-1 Чтобы число электронов совпало, умножаем вторую схему на 5: 5(Br⁰+1e^-→Br^-1) Итого: 1 атом окисляется, 5 атомов восстанавливаются. Всего 6 атомов брома = 3 молекулы Br₂. Окислитель и восстановитель одновременно: Br₂.