Галогены в овр для егэ

1. Химические свойства галогенов и их соединений с точки зрения изменения степеней окисления

В данном разделе реакции выходят за рамки С части ЕГЭ, но могут встретиться в тестовой части экзамена.

Все основные правила составления ОВР для С части, представлены в другом разделе.

Потренироваться составлять реакции онлайн (в рамках ЕГЭ) можно тут.

Правило 1.1. Простые вещества

Водный раствор Cl2 окисляет соединения S^–2 (H2S и сульфиды) до S⁺⁶, восстанавливаясь до степени окисления -1 (так как, находясь в седьмой группе периодической таблицы элементов, принять они могут только один электрон):

4Cl2 + H2S + 4H2O →  H2SO4 + 8HCl

4Cl2 + Na2S + 4H2O →  Na2SO4 + 8HCl

Br2 и I2 являются более слабыми окислителями и поэтому окисляют сероводород преимущественно до S:

Br2 + H2S → S + 2HBr.

Водные растворы Cl2 и Br2 окисляют соединения S⁺⁴ до S⁺⁶:

Cl2 + SO2 + 2H2O →  H2SO4 + 2HCl

Br2 + SO2 + 2H2O →  H2SO4 + 2HBr

Cl2 и Br2 окисляют аммиак с образованием хлорида и бромида аммония:

3Cl2 + 8NH3  →  N2­ + 6NH4Cl

3Br2 + 8NH3  →  N2­ + 6NH4Br

F2, Cl2 и Br2 окисляют пероксид водорода с образованием кислорода:

F2 + H2O2 →  O2­ + 2HF

Cl2 + H2O2 →  O2­­ + 2HCl

Br2 + H2O2 →  O2­­ + 2HBr

F2, Cl2 и Br2 окисляют соединения железа, хрома, марганца и др. в промежуточных степенях окисления, преимущественно в щелочной среде:

3F2 + 2Fe(OH)3 + 10KOH →  2K2FeO4 + 6KF + 8H2O

3Cl2 + 2Fe(OH)3 + 10KOH →  2K2FeO4 + 6KCl + 8H2O

3Br2 + 2Fe(OH)3 + 10KOH →  2K2FeO4 + 6KBr + 8H2O

2Br2 + 2CrCl2 + 8NaOH →  Na2CrO4 + 2NaCl + 4NaBr + 4H2O

3Br2 + 2NaCrO2 + 8NaOH →  2Na2CrO4 + 6NaBr + 4H2O

3Cl2 + 2CrCl3 + 16KOH →  2K2CrO4 + 12KCl + 8H2O

3Br2 + Cr2(SO4)3 + 16NaOH →  2Na2CrO4 + 3Na2SO4 + 6NaBr + 8H2O

3Cl2 + 2K3[Cr(OH)6] + 4KOH →  2K2CrO4 + 6KCl + 8H2O

2Br2 + Mn(NO3)2 + 8NaOH →  Na2MnO4 + 4NaBr + 2NaNO3 + 4H2O

F2 + NaBrO3 + 2NaOH →  NaBrO4 + 2NaF + H2O

I2 + K2SO3 + 2KOH →  K2SO4 + 2KI + H2O

Br2 + 2K2MnO4 →  2KMnO4 + 2KBr

Галогены также окисляют кислоты и кислотные оксиды, в которых неметалл имеет промежуточную степень окисления:

2Cl2 + H3PO2 + 7KOH →  K3PO4 + 4KCl + 5H2O

2I2 + As2O3 + 5H2O →  2H3AsO4 + 4HI

F2 + KClO3 + 2NaOH → KClO4 + 2NaF + H2O.

Правило 1.2. Кислородсодержащие кислоты и соли хлора являются сильными окислителями.

При восстановлении любых соединений с положительными степенями окисления галогенов последние восстанавливается по максимуму, до Г^– .

Восстановление кислот:

5HClO3 + 6P + 9H2O → 5HCl + 6H3PO4

2HClO3 + 3P2O3 + 9H2O → 2HCl + 6H3PO4

4HClO + PH3  → 4HCl + H3PO4

HClO3 + 6HBr → 3Br2 + HCl + 3H2O

HClO3 + 6HI → 3I2 + HCl + 3H2O.

Восстановление солей:

KClO4 + 8HI → KCl + 4I2 + 4H2O

KClO3 + 6HCl → KCl + 3Cl2 + 3H2O

2KClO3 + 3P2O3 → 2KCl + 3P2O5

KClO3 + 3H2O2 → KCl + 3O2 + 3H2O

NaClO3 + 3MnO2 + 6NaOH → 3Na2MnO4 + NaCl + 3H2O.

Исключение: соединения йода в высоких степенях окисления могут восстанавливаться до I2, а не до йодид-иона
KIO3 + 5KI + 3H2SO4 → 3I2 + 3K2SO4 + 3H2O.

В щелочной среде соединения Fe, Cr и Mn окисляются до ферратов (FeO4^2–), хроматов (CrO4^2–) и манганатов (MnO4^2–), соответственно:

2KClO3 + 3FeSO4 + 12KOH → 2KCl + 3K2FeO4 + 3K2SO4 + 6H2O

KClO3 + 2CrCl3 + 10KOH → 7KCl + 2K2CrO4 + 5H2O

KClO3 + 2Cr(OH)3 + 4NaOH → KCl + 2Na2CrO4 + 5H2O

2KClO3 + 3MnO + 6KOH → 2KCl + 3K2MnO4 + 3H2O

KClO3 + 3MnO2 + 6KOH → KCl + 3K2MnO4 + 3H2O

NaClO3 + Cr2O3 + 2K2CO3 → NaCl + 2K2CrO4 + 2CO2

NaClO3 + Cr2O3 + 4NaOH → NaCl + 2Na2CrO4 + 2H2O.

Правило 1.3. При окислении галогенидов Г^– как правило образуются простые вещества (Cl2, Br2 и I2).

Примеры реакций с Cl^–, Br^–, I^– :

16HCl + 2KMnO4 → 5Cl2 + 2KCl + 8H2O + 2MnCl2

4HCl + MnO2 → Cl2 + MnCl2 + 2H2O

14HCl + K2Cr2O7 → 3Cl2 + 2CrCl3 + 2KCl + 7H2O

6HCl + KClO3 → 3Cl2 + KCl + 3H2O

2HCl + KClO → Cl2 + KCl + H2O

HCl + HClO → Cl2 + H2O

4HCl + PbO2 → Cl2 + PbCl2 + 2H2O

4HCl + Ca(ClO)2 → 2Cl2 + CaCl2 + 2H2O

14HI + K2Cr2O7 → 3I2 + 2CrI3 + 2KI + 7H2O

8HI + KClO4 → 4I2 + KCl + 4H2O

6KI + KClO3 + 3H2SO4 → 3I2 + 3K2SO4 + KCl + 3H2O

10KI + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5I2 + 2MnSO4 + 6K2SO4 + 8H2O

2KI + MnO2 + 2H2SO4 → I2 + MnSO4 + K2SO4 + 2H2O

10KBr + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5Br2 + 2MnSO4 + 6K2SO4 + 8H2O

Правило 1.4. Только I^– окисляется соединениями Fe⁺³ и Cu⁺² :

6HI + 2Fe(OH)3 → I2 + 2FeI2 + 6H2O

6HI + Fe2O3 → I2 + 2FeI2 + 3H2O

6KI + 2FeBr3  →  I2 + 2FeI2 + 6KBr

4HI + 2CuCl2 → I2 + 2CuI + 4HCl

4KI + 2CuSO4 → I2 + 2CuI + 2K2SO4

4KI + 2Cu(NO3)2 → I2 + 2CuI + 4KNO3

При взаимодействии HI с соединениями Fe⁺² и Cu⁺¹, а также других галогеноводородов с Fe⁺³ и Cu⁺², идут обычные реакции ионного обмена:

HI + Fe(OH)2 → FeI2 + H2O

3HCl + Fe(OH)3 → FeCl3 + 3H2O

Правило 1.5. Ионы I^– и Br^– могут окисляться кислотами-окислителями:

8HI + H2SO4(к) → 4I2  + H2S­ + 4H2O

2HBr + H2SO4(к) → Br2 + SO2­ + 2H2O

8KI + 5H2SO4(к) → 4I2 + H2S­ + 4K2SO4 + 4H2O

2KBr + 2H2SO4(к) → Br2 + SO2­ + K2SO4 + 2H2O

2KI + 4HNO3(к) → I2 + 2NO2­ + 2KNO3 + 2H2O

2KBr + 4HNO3(к) → Br2 + 2NO2­ + 2KNO3 + 2H2O.

Галогены.

Хлор. Соединения хлора.

1. Хлор — простое вещество

Получение.

• В промышленности хлор получают электролизом расплава или раствора хлорида натрия:

               2NaCl       2Na    +   Cl2↑    

          2NaCl    +    2H2O        H2↑   +   2NaOH    +   Cl2↑        

• В лаборатории хлор получают взаимодействием соляной кислоты с сильными окислителями, например:

MnO2    +    4HCl     =    MnCl2    +    Cl2↑    +   2H2O

2KMnO4    +    16HCl     =    2MnCl2    +   2KCl     +     5Cl2↑    +   8H2O

KClO3    +    6HCl     =      KCl     +     3Cl2↑    +   3H2O

K2Cr2O7    +    14HCl     =    2CrCl3    +   2KCl     +     3Cl2↑    +   7H2O

Химические свойства. Свободный хлор реагирует со всеми простыми веществами, за исключением кислорода, азота и благородных газов. Хлор проявляет сильные окислительные свойства в реакциях как с простыми веществами – неметаллами и металлами, так и со сложными веществами:

• С неметаллами

Cl2   +   H2    =    2HCl             3Cl2+  2P   =   2PCl3           5Cl2   +  2P   =   2PCl5

2Cl2   +   Si   =   SiCl4                      2Cl2   +   C (кокс)  +   2H2O (пар)=    CO2   +   4HCl

• С металлами  

Cl2   +   2Na   =   2NaCl        Cl2   +   Mg   =   MgCl2        3Cl2   +   2Fe   =   2FeCl3

• Со сложными веществами

Cl2    +   H2O↔  HCl   +  HClO      (хлорная вода)

2Cl2    +   2H2O   =  4HCl   +  O2   (на свету или кип.)

Сl2    +   2NaOH(хол.)  =   NaCl   +   NaClO   +   H2O

3Cl2   +   6NaOH(гор.)  =   5NaCl   +   NaClO3   +    3H2O

2Сl2    +   2Са(OH)2 (хол.)  =   СaCl2   +   Сa(ClO)2   +   2H2O хлорная известь

Cl2    +   2NaI   =   2NaCl   +   I2                 Cl2    +    H2S    =    S    +   2HCl

Cl2   +   3H2O2   =   2HCl   +   2H2O   +   O2

Cl2     +     H2O     +     Na2SO3    =    2HCl   +   Na2SO4

1. Соединения хлора.

1. Хлороводород. Хлороводород получают действием концентрированной соляной кислоты на  твердый хлорид натрия:

H2SO4(конц.)     +    NaCl(тверд.)    =   NaHSO4    +   HCl↑

Хлороводород получают также прямым взаимодействием простых веществ: Cl2   +   H2  2HCl

1. Кислоты.

Соляная кислота. В химических реакциях соляная кислота проявляет все свойства сильных кислот: взаимодействует с металлами, стоящими в ряду напряжений левее водорода, с оксидами (основными, амфотерными), основаниями, амфотерными гидроксидами и солями:

        2HCl    +   Fe   =   FeCl2   +   H2

        2HCl    +    CaO   =   CaCl2    +   H2O

        6HCl     +     Al2O3     =    2AlCl3    +    3H2O

        HCl    +    NaOH    =    NaCl +  H2O

        2HCl     +     Cu(OH)2     =     CuCl2    +   2H2O

        2HCl     +     Zn(OH)2     =     ZnCl2    +   2H2O

        HCl     +   NaHCO3     =   NaCl    +    CO2↑    +   H2O  

        HCl   +    AgNO3    =    AgCl↓    +    HNO3  (качественная реакция на галогенид-ионы)

6HCl(конц.)    +   2HNO3(конц.)    =   3Cl2   +   2NO    +   4H2O

Кислородсодержащие кислоты:

HClO                           HClO2                        HClO3                         HClO4        

Хлорноватистая     хлористая       хлорноватая         хлорная

                     усиление кислотных свойств

2HClO  2HCl   +   O2                            HClO   +  2HI   =  HCl   +   I2   +  H2O

HClO   +  H2O2   =   HCl   +   H2O   +   O2

1. Соли.

Соли соляной кислоты – хлориды.

AgCl    +    2(NH3∙  H2O)   =   [Ag(NH3)2]Cl   +   2H2O

2AgCl  2Ag    +   Cl2

Соли кислородсодержащих кислот.

Кислота	название солей
HClO	гипохлориты
HClO2	хлориты
HClO3	Хлораты
HClO4	перхлораты

NaClO   +   2HCl =  NaCl  +  Cl2   +  H2O

Ca(ClO)2    +   H2SO4   =   CaSO4   +   2HCl   +   O2

Ca(ClO)2    +   CO2   +   H2O    =   CaCO3   +   2HCl + 2O2

Ca(ClO)2    +   Na2CO3    =  CaCO3   +   2NaClO

Ca(ClO)2     CaCl2   +   O2

4KClO3    3KClO4   +   KCl

Бертолетова соль

2KClO3  2KCl   +   3O2↑

KClO4    2O2   +   KCl

III. Бром. Соединения брома. По химической активности бром занимает промежуточное положение между хлором и иодом. 

Br2   +   H2    =    2HBr                                 3Br2   +   2Fe   =   2FeBr3

Br2    +   H2O   = НBr   +   НBrO   – бромная вода

3Br2   +   6NaOH(конц.)  =   5NaBr   +   NaBrO3   +    3H2O при нагревании

Br2   +   2NaOH(конц.)  =   NaBr   +   NаBrO   +    H2O без нагревания

3Br2   +   3Na2CO3    =   5NaBr   +  NaBrO3   +   3CO2

3Br2    +   S   +  4H2O   =   6HBr   +   H2SO4   

Br2    +   SO2 +  2H2O   =   2HBr   +   H2SO4

Br2    +   2NaI   =   2NaBr   +   I2                   Br2    +   H2S   =   S   +   2HBr

4Br2    +   Na2S2O3 +  10NaOH   =  2Na2SO4   +   8NaBr   +   5H2O

14HBr      +    K2Cr2O7    =    2KBr  +    2CrBr3    +    3Br2    +    7H2O

4HBr    +  MnO2  =    MnBr2   +   Br2   +   2H2O

2HBr   +   H2O2    =   Br2   +   2H2O

2KBr   +    2H2SO4 (конц.) =    4K2SO4    +   4Br2   +   SO2   +    2H2O

2KBrO3    3O2   +   2KBr

2KBrO4O2   +   2KBrO3     (до 275°С)

KBrO4    2O2   +   KBr        (выше 390°С)

IV. Йод. Соединения йода.

Йод существенно отличается по химической активности от остальных галогенов. Он не реагирует с большинством неметаллов, а с металлами медленно реагирует только при нагревании.

3I2   +   3P =  2PI3                  I2   +   H2    =    2HI               I2   +   Fe   =   FeI2

Йод практически в воде не растворим и не способен ее окислять даже при нагревании; по этой причине не существует «йодной воды».

3I2   +   6NaOH(гор.)  =   5NaI   +   NaIO3   +    3H2O

I2    +   2NaOH(хол)  =NaI   +   NaIO   +   H2O

3I2 +  10HNO3(разб)   =  6HIO3   +   10NO   +   2H2O

I2 +  10HNO3(конц.)=  2HIO3   +   10NO2   +   4H2O

I2    +   5NaClO   +  2NaOH   =  5NaCl   +  2NaIO3   +   H2O

I2    +    5Cl2    +    6H2O   =   10HCl   +   2HIO3

I2    +   Na2SO3   +   2NaOH     =   2NaI   +   Na2SO4   +   H2O

2HI    +   2FeCl3   =   I2   +   2FeCl2 +  2HCl  

2HI    +   Fe2(SO4)3    =  2FeSO4   +   I2   +   H2SO4

2HI   +  NO2   =  I2   +   NO   +    H2O

2HI    +   S     =    I2     +    H2S

8KI   +    5H2SO4 (конц.) =    4K2SO4    +   4I2   +   H2S  +    4H2Oили

8KI    +   9H2SO4(конц.)   =    4I2↓ +    H2S↑     +    8KHSO4     +    4H2O

KI    +   3H2O   +  3Cl2   =   HIO3   +  KCl   +   5HCl

10KI   +  8H2SO4   +  2KMnO4   =  5I2   +   2MnSO4   +   6K2SO4   +   8H2O

6KI    +  7H2SO4   +  K2Cr2O7    =  Cr2(SO4)3    +   3I2    +   4K2SO4    +   7H2O

2KI    +   H2SO4   +   H2O2    =   I2    +   K2SO4    +   2H2O

2KI    +   Fe2(SO4)3    =   I2   +    2FeSO4   +  K2SO4

2KI    +   2CuSO4   +   K2SO3   +    H2O    =   2CuI   +   2K2SO4   +   H2SO4

2HIO3  I2O5   +   H2O

2HIO3   +    10HCl   =   I2   +   5Cl2   +   6H2O

2HIO3   +    5Na2SO3 =  5Na2SO4   +  I2   +   H2O

2HIO3   +    5H2SO4  +  10FeSO4   =    Fe2(SO4)3  +  I2   +   6H2O

I2O5   +    5CO    I2   +   5CO2

2KIO3    3O2   +   2KI

2KIO3   +   12HCl(конц.)   =    I2   +   5Cl2    +   2KCl    +   6H2O

KIO3+  3H2SO4   +   5KI    =   3I2     +    3K2SO4   +   3H2O

KIO3   +   3H2O2 =  KI     +   3O2    +   3H2O

2KIO4    O2   +   2KIO3

5KIO4+  3H2O   +   2MnSO4    =   2HMnO4   +  5KIO3   +   2H2SO4

Галогены.

1. Вещество, полученное на аноде при электролизе расплава иодида натрия с инертными электродами, выделили и ввели во взаимодействие с сероводородом. Газообразный продукт последней реакции растворили в воде и к полученному раствору добавили хлорное железо. Образовавшийся осадок отфильтровали и обработали горячим раствором гидроксида натрия. Напишите уравнения описанных реакций.

2.  Вещество, полученное на аноде при электролизе раствора иодида натрия с инертными электродами, ввели в реакцию с калием. Продукт реакции нагрели с концентрированной серной кислотой и выделившийся газ пропустили через горячий раствор хромата калия.Напишите уравнения описанных реакций.

3.   Хлорная вода имеет запах хлора. При подщелачивании запах исчезает, а при добавлении соляной кислоты – становится более сильным, чем был ранее. Напишите уравнения описанных реакций.

4. Бесцветные газы выделяются при выдерживании концентрированной кислоты, как с хлоридом натрия, так и с иодидом натрия. При пропускании этих газов через водный раствор аммиака образуются соли.Напишите уравнения описанных реакций.

5.   При термическом разложении соли А в присутствии диоксида марганца образовались бинарная соль Б и газ, поддерживающий горение и входящий в состав воздуха, при нагревании этой соли без катализатора образуются соль Б и соль кислородсодержащей кислоты. При взаимодействии соли А с соляной кислотой выделяется жёлто-зелёный газ (простое вещество) и образуется соль Б. соль Б окрашивает пламя в фиолетовый цвет, при её взаимодействии с раствором нитрата серебра выпадает осадок белого цвета.Напишите уравнения описанных реакций.

6)   При добавлении раствора кислоты А к диоксиду марганца происходит выделение ядовитого газа жёлто-зелёного газа. Пропустив выделившийся газ через горячий раствор едкого кали, получают вещество, которое используется при изготовлении спичек и некоторых других зажигательных составов. При термическом разложении последнего в присутствии диоксида марганца образуется соль, из которой при взаимодействии с концентрированной серной кислотой можно получить исходную кислоту А, и бесцветный газ , входящий в состав атмосферного воздуха. Напишите уравнения описанных реакций.

7)  Йод нагрели с избытком фосфора, и продукт реакции обработали небольшим количеством воды. Газообразный продукт реакции полностью нейтрализовали раствором едкого натра и добавили в полученный раствор нитрат серебра. Напишите уравнения описанных реакций.

  Газ, выделившийся при нагревании твердой поваренной соли с концентрированной серной кислотой, пропустили через раствор перманганата калия. Газообразный продукт реакции поглотили холодным раствором едкого натра. После добавления в полученный раствор йодоводородной кислоты появляется резкий запах и раствор приобретает тёмную окраску.Напишите уравнения описанных реакций.

9)  Через раствор бромида натрия пропустили газ, выделяющийся при взаимодействии соляной кислоты с перманганатом калия. После окончания реакции раствор выпарили, остаток растворили в воде и подвергли электролизу с графитовыми электродами. Газообразные продукты реакции смешали друг с другом и осветили. В результате произошел взрыв.Напишите уравнения описанных реакций.

10)  К пиролюзиту осторожно прибавили раствор соляной кислоты, и выделившийся газ пропустили в химический стакан, наполненный холодным раствором едкого кали. После окончания реакции стакан накрыли картонкой и оставили, при этом стакан освещали солнечные лучи; через некоторое время в стакан внесли тлеющую лучинку, которая ярко вспыхнула. Напишите уравнения описанных реакций.

11)   Вещество, выделяющееся на катоде и аноде при электролизе раствора йодида натрия с графитовыми электродами, реагируют друг с другом. Продукт реакции взаимодействуют с концентрированной серной кислотой с выделением газа, который пропустили через раствор гидроксида калия.Напишите уравнения описанных реакций.

12)  К оксиду свинца (IV) при нагревании добавили концентрированную соляную кислоту. Выделяющийся газ пропустили через нагретый раствор едкого кали. Раствор охладили, соль кислородсодержащей кислоты отфильтровали и высушили. При нагревании полученной соли с соляной кислотой выделяется ядовитый газ, а при нагревании её в присутствии диоксида марганца – газ, входящий в состав атмосферы. Напишите уравнения описанных реакций.

13)Йод обработали концентрированной азотной кислотой при нагревании. Продукт реакции осторожно нагрели. Образовавшийся при оксид вступил в реакцию с угарным газом. Выделившееся простое вещество растворили в теплом растворе гидроксида калия. Напишите уравнения описанных реакций.

14)  Раствор иодида калия обработали избытком хлорной воды, при этом сначала наблюдали образование осадка, а затем – его полное растворение. Образовавшуюся при этом йодсодержащую кислоту выделили из раствора, высушили и осторожно нагрели. полученный оксид прореагировал с угарным газом. Напишите уравнения описанных реакций.

15)   Йод обработали хлорноватой кислотой. Продукт реакции осторожно нагрели. продукт реакции осторожно нагрели. Образующийся оксид реагирует с угарным газом  с образованием двух веществ – простого и сложного. Простое вещество растворяется в теплом щелочном растворе сульфита натрия. Напишите уравнения описанных реакций.

16)    Перманганат калия обработали избытком раствора соляной кислоты, образовался раствор и выделился газ. Раствор разделили на две части: к первой добавили гидроксид калия, а ко второй – нитрат серебра. Выделившийся газ прореагировал газ прореагировал с гидроксидом калия при охлаждении. Напишите уравнения описанных реакций.

17)  Расплав хлорида натрия подвергли электролизу. Газ, выделившийся на аноде, прореагировал с водородом с образованием нового газообразного вещества с характерным запахом. Его растворили в воде и обработали расчетным количеством перманганата калия, при этом образовался газ желто-зеленого цвета. Это вещество вступает при охлаждении с гидроксидом натрия.Напишите уравнения описанных реакций.

18)  Перманганат калия обработали концентрированной соляной кислотой. Выделившийся при этом газ собрали, а к реакционной массе по каплям прибавили раствор гидроксида калия до прекращения выделения осадка. Собранный газ пропустили через горячий раствор гидроксида калия, при этом образовалась смесь двух солей. Раствор выпарили, твердый остаток прокалили в присутствии катализатора, после чего в твердом остатке осталась одна соль.Напишите уравнения описанных реакций.

17)  Расплав хлорида натрия подвергли электролизу. Газ, выделившийся на аноде, прореагировал с водородом с образованием нового газообразного вещества с характерным запахом. Его растворили в воде и обработали расчетным количеством перманганата калия, при этом образовался газ желто-зеленого цвета. Это вещество вступает при охлаждении с гидроксидом натрия.Напишите уравнения описанных реакций.

18)  Перманганат калия обработали концентрированной соляной кислотой. Выделившийся при этом газ собрали, а к реакционной массе по каплям прибавили раствор гидроксида калия до прекращения выделения осадка. Собранный газ пропустили через горячий раствор гидроксида калия, при этом образовалась смесь двух солей. Раствор выпарили, твердый остаток прокалили в присутствии катализатора, после чего в твердом остатке осталась одна соль.Напишите уравнения описанных реакций.

Галогены.

1)        2NaI  2Na        +      I2

                                на катоде      на аноде

        I2    +   H2S   =   2HI↑   +   S↓

        2HI    +   2FeCl3   =   I2   +   2FeCl2+  2HCl

        I2    +    6NaOH (гор.)   =   NaIO3   +   5NaI   +   3H2O

2)         2NaI   +   2H2O  2H2     +     2NaOH   +   I2

                                на катоде      на аноде

        I2   +   2K   =    2KI

        8KI    +   8H2SO4(конц.)     =    4I2↓  +    H2S↑     +    4K2SO4     +    4H2Oили

8KI    +   9H2SO4(конц.)   =    4I2↓ +    H2S↑     +    8KHSO4     +    4H2O

3H2S    +   2K2CrO4    +   2H2O   =   2Cr(OH)3   +   3S    +   4KOH

3)        Cl2    +   H2O  ↔HCl   +   HClO

        HCl   +   NaOH   =   NaCl+  H2O

        HClO   +   NaOH   =   NaClO+  H2O

        NaClO   +   2HCl   =  NaCl  +  Cl2   +  H2O

4)        H2SO4(конц.)     +    NaCl(тверд.)    =   NaHSO4    +   HCl↑

        9H2SO4(конц.)     +    8NaI(тверд.)       =    8NaHSO4   +   4I2↓    +   H2S   +   4H2O

        NH4OH    +   HCl   =   NH4Cl   +   H2O

NH4OH    +   H2S    =   NH4HS   +   H2O

5)          2KClO3  2KCl   +   3O2↑

        4KClO3KCl   +   3KClO4

        KClO3   +   6HCl   =   KCl   +   3Cl2↑+  3H2O

        KCl  +  AgNO3   =   AgCl↓   +   KNO3

6)        4HCl   +  MnO2    =   MnCl2   +   Cl2↑ +   2H2O

        3Cl2   +   6KOH(гор.)      =   5KCl   +   KClO3   +   3H2O

        2KClO3  2KCl   +   3O2↑

H2SO4(конц.)     +    NaCl(тверд.)    =   NaHSO4    +   HCl↑

7)        3I2   +   2P   =  2PI3

PI3 +   3H2O   =   H3PO3   +   3HI

HI   +   NaOH   =    NaI   +   H2O

NaI   +   AgNO3   =   AgI↓   +    NaNO3

        H2SO4(конц.)     +    NaCl(тверд.)    =   NaHSO4    +   HCl↑

        16HCl    +   2KMnO4    =   5Cl2   +   2KCl   +   2MnCl2   +   8H2O

Cl2   +   2NaOH(хол.)      =   NaCl   +   NaClO   +   H2O

        NaClO    +   2HI    =   NaCl   +   I2   +   H2O

9)        16HCl    +   2KMnO4    =   5Cl2   +   2KCl   +   2MnCl2   +   8H2O

        2NaBr    +    Cl2    =   2NaCl   +   Br2

        2NaCl   +   2H2O  2H2     +     2NaOH   +   Cl2

                                на катоде      на аноде

        H2    +    Cl2  =  2HCl

10)        4HCl+  MnO2    =   MnCl2   +   Cl2↑ +   2H2O

Cl2   +   2KOH(хол.)      =   KCl   +   KClO   +   H2O

2KClO3  2KCl   +   3O2↑

C    +   O2   =   CO2

11)        2NaI   +   2H2O  2H2     +     2NaOH   +   I2

                                на катоде      на аноде

        I2    +   H2   =   2HI

8HI    +   H2SO4(конц.)   =    4I2↓ +    H2S↑     +    4H2Oили

2HI    +   H2SO4(конц.)   =    I2↓ +    SO2↑     +    2H2O

а)   H2S   +   2KOH   =   K2S   +  2H2O

H2S   +   K2S   =   2KHSили

б)   SO2   +   2KOH   =   K2SO3   +   2H2O

K2SO3   +   SO2   +   H2O   =   2KHSO3

12)        4HCl+  PbO2    =   PbCl2   +   Cl2↑ +   2H2O

3Cl2   +   6KOH(гор.)      =   5KCl   +   KClO3   +   3H2O

KClO3   +   6HCl   =  KCl  +  3Cl2   +  3H2O

2KClO3  2KCl   +   3O2↑

13)        I2   +   10HNO32HIO3  +  10NO2   +   4H2O

        2HIO3  I2O5   +   H2O

        I2O5   +    5CO    I2   +   5CO2

3I2   +   6KOH(гор.)      =   5KI   +   KIO3   +   3H2O

14)        2KI    +   Cl2    =   2KCl   +   I2

        I2    +    5Cl2    +    6H2O   =   10HCl   +   2HIO3

        2HIO3   I2O5   +   H2O

        I2O5   +   5CO    =   I2    +   5CO2

15)        I2+  2HClO3   =   2HIO3   +   Cl2

        2HIO3  I2O5   +   H2O

I2O5   +    5CO    I2   +   5CO2

I2    +   Na2SO3   +   2NaOH     =   2NaI   +   Na2SO4   +   H2O

16)        16HCl    +   2KMnO4    =   5Cl2   +   2KCl   +   2MnCl2   +   8H2O

MnCl2   +    2KOH    =   Mn(OH)2↓   +   2KCl

KCl  +  AgNO3   =   AgCl↓   +   KNO3

Cl2   +   2KOH(хол.)      =   KCl   +   KClO   +   H2O

17)        2NaCl  2Na        +      CL2

                                на катоде      на аноде

Cl2    +   H2   =   2HCl

16HCl    +   2KMnO4    =   5Cl2   +   2KCl   +   2MnCl2   +   8H2O

Cl2   +   2NaOH(хол.)      =   NaCl   +   NaClO   +   H2O

18)        16HCl    +   2KMnO4    =   5Cl2   +   2KCl   +   2MnCl2   +   8H2O

MnCl2   +    2KOH    =   Mn(OH)2↓   +   2KCl

3Cl2   +   6KOH(гор.)      =   5KCl   +   KClO3   +   3H2O

2KClO3  2KCl   +   3O2↑

Галогены (греч. hals — соль + genes — рождающий) — химические элементы VIIa группы: F, Cl, Br, I, At. Реагируют с большинством
других элементов и органических соединений.

Галогены широко распространены в природе. Их химическая активность падает от фтора к астату.

Общая характеристика элементов VIIa группы

От F к At (сверху вниз в периодической таблице) происходит увеличение: атомного радиуса, металлических, основных, восстановительных свойств.
Уменьшается электроотрицательность, энергия ионизация, сродство к электрону.

Все галогены относятся к неметаллам, являются сильными окислителями.

Электронные конфигурации у данных элементов схожи, так как они находятся в одной группе (главной подгруппе!), общая формула ns²np⁵:

• F — 2s²2p⁵
• Cl — 3s²3p⁵
• Br — 4s²4p⁵
• I — 5s²5p⁵
• At — 6s²6p⁵

Для галогенов характерны нечетные степени окисления: -1, +1, +3, +5, +7. Это связано с электронной конфигурацией атомов
в возбужденном состоянии.

Природные соединения

• NaCl — галит (каменная соль)
• CaF₂ — флюорит, плавиковый шпат
• NaCl*KCl — сильвинит
• 3Ca₃(PO₄)₂*CaF₂ — фторапатит
• MgCl₂*6H₂O — бишофит
• KCl*MgCl₂*6H₂O — карналлит

Простые вещества — F₂, Cl₂, Br₂, I₂

Галогены в чистом виде можно получить путем электролиза водных растворов и расплавов их солей. Например, хлор в промышленности получают
электролизом водного раствора хлорида натрия.

NaCl + H₂O → (электролиз) NaOH + H₂↑ + Cl₂↑

Электролизом расплава гидрофторида калия KHF₂ в безводной плавиковой кислоте — HF — был впервые получен фтор.

HF → F₂ + H₂

Более активные галогены способны вытеснять менее активные. Активность галогенов убывает: F → Cl → Br → I.

Cl₂ + KBr → Br₂ + KCl

Cl₂ + KI → I₂ + KCl

В лабораторных условиях галогены могут быть получены следующими реакциями.

HCl + MnO₂ → MnCl₂ + Cl₂ + H₂O

HCl + KMnO₄ → MnCl₂ + Cl₂ + KCl + H₂O

Химические свойства

• Реакции с металлами

Для галогенов характерна высокая реакционная способность. Фтор реагирует со всеми металлами без исключения, некоторые из них в атмосфере
фтора самовоспламеняются.

Al + F₂ → AlF₃

Cu + Cl₂ → CuCl₂

Na + Br₂ → NaBr

• Реакции с неметаллами

Хлор, как и фтор, химически весьма активен. Не реагирует только с кислородом, азотом и благородными газами.

Cl₂ + Si → SiCl₄

Cl₂ + H₂ → HCl (на свету)



F₂ + H₂ → HF (в темноте со взрывом)

Галогены вступают в реакцию друг с другом. Чтобы определить степени окисления в получающихся соединениях, вспомните электроотрицательность

Br₂ + F₂ → BrF (фтор более электроотрицателен, чем бром — F^—)

Br₂ + I₂ → IBr₃ (бром более электроотрицателен, чем йод — Br^—)

• Реакции с водой

Реакция фтора с водой протекает очень энергично, носит взрывной характер.

H₂O + F₂ → HF + O₂

Хлор реагирует с водой обратимо, образуя хлорную воду — смесь хлорноватистой и соляной кислоты. Бром вступает в те же реакции, что и хлор.

Cl₂ + H₂O → HCl + HClO

H₂O + Br₂ → HBr + HBrO



Замечу, что активность йода существенно ниже, чем у остальных галогенов. С неметаллами йод почти не реагирует, а с металлами — только при
нагревании.

• Реакции с щелочами

Cl₂ + NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

Cl₂ + NaOH → (t) NaCl + NaClO₃ + H₂O

• Окислительные способности

Галогены способны вытеснять друг друга из солей. Более активные вытесняют менее активные.

KCl + F₂ → KF + Cl₂

KBr + Cl₂ → KCl + Br₂

KBr + I₂ ⇸ (реакция не идет, так как йод менее активен, чем бром)

Галогеноводороды

Соединения, образованные из галогенов и водорода. К галогеноводородам относятся следующие вещества:

• HF — фтороводород (газ), фтороводородная (плавиковая) кислота (жидкость)
• HCl — хлороводород (газ), соляная кислота (жидкость)
• HBr — бромоводород, бромоводородная кислота
• HI — йодоводород, йодоводородная кислота
• HAt — астатоводород, астатоводородная кислота

При н.у. HCl, HBr, HI — газы, хорошо растворимые в воде.

Получение

В промышленности применяют получение прямым методом: реакцией водорода с галогенами.

H₂ + Cl₂ → HCl

В лабораторных условиях галогеноводороды можно получить в реакциях обмена между галогенсодержащими солями и сильными кислотами.

NaCl + H₂SO₄ → NaHSO₄ + HCl↑

CaF₂ + H₂SO₄ → CaSO₄ + HF

PBr₃ + H₂O → HBr↑ + H₃PO₃

H₂S + I₂ → S + HI

Химические свойства

• Кислотные свойства

HF — является слабой кислотой, HCl, HBr, HI — сильные кислоты. Металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода, способны вытеснить
водород из кислоты.

Mg + HBr → MgBr₂ + H₂↑

Zn + HCl → ZnCl₂ + H₂↑



Галогеноводороды реагируют с основными, амфотерными оксидами и основаниями с образованием соответствующих солей.

Na₂O + HCl → NaCl + H₂O

ZnO + HI → ZnI₂ + H₂O

KOH + HCl → KCl + H₂O (реакция нейтрализации)



Cr(OH)₃ + HCl → CrCl₃ + H₂O

• С солями

Реакции протекают в тех случаях, если в результате выпадает осадок, выделяется газ или образуется слабый электролит (вода).

AgNO₃ + HCl → AgCl + HNO₃

Li₂CO₃ + HBr → LiBr + H₂CO₃

• Восстановительные свойства

В некоторых реакциях проявляют себя как сильные восстановители, особенно HI.

HI + MnO₂ → I₂ + MnI₂ + H₂O

HI + H₂SO₄ → I₂ + H₂S + H₂O

HI + O₂ → H₂O + I₂

HI + Br₂ → HBr + I₂

HBr + H₂SO₄ → Br₂ + SO₂ + H₂O



• Реакция с оксидом кремния

В целом взаимодействие галогеноводородов с оксидами неметаллов нехарактерно. В этой связи важно выделить реакцию SiO₂ с
плавиковой кислотой.

SiO₂ + HF → SiF₄ + H₂O

Мы продолжаем рассматривать вопросы 6 задания ЕГЭ по химии и сегодня рассмотрим галогены. Каждый галоген – предпоследний элемент каждого периода и имеет максимальное значение сродства к электрону и электроотрицательности. Электронная конфигурация атомов галогена в основном состоянии выглядит как ns²np⁵, степень окисления в большинстве соединений равна – 1. Но все галогены (за исключением фтора) уступают по значению электроотрицательности кислороду. В соединениях кислорода с галогенами степень окисления последних положительная и равна семи. Есть мнение, что при образовании соединений галоген-кислород происходит образование вакантной nd-орбитали.

Тенденция к присоединению электрона и завершению энергетического уровня объясняет в большинстве своем химические свойства галогенов. Атомы могут образовывать одну ковалентную связь и существуют в форме двухатомной молекулы.

Давайте разберемся теперь немного, почему атомы галогенов настолько реакционноспособные. Все объяснимо энергией активации и экзотермичностью процессов. Обладание высокой электроотрицательностью, и склонностью к завершению энергетического уровня переход от неполярной связи в молекуле галогена к полярной (либо ионной) с иными элементами сопровождается выделением энергии и высокой экзотремичностью реакции (вспоминайте, что такое экзотремичная реакция и в чем ее отличие по сравнению с эндотремичной).

Энергия разрыва одинарных связей в молекуле галогена крайне мала, соответственно энергия активации реакции между галогеном и иным элементов также невелика. Отсюда и следует высокая реакционная способность галогенов.

Свободные галогены получают посредством окисления ионов галогенов. При этом окислительные свойства уменьшаются сверху вниз по группе, а восстановительные, напротив возрастают. Это означает, что более легкие галогены окисляют более тяжелые.

Давайте теперь посмотрим, как получают каждый галоген и какие его химические свойства.

Фтор. Этот неметалл получают либо электролизом расплава KF-2HF ( наиболее распространенный метод), либо термическим разложением высших фторидов ( к примеру гексафторида рутения или платины). Последний метод невыгоден, слишком малый выход фтора.

Химические свойства элемента.

Электронная конфигурация атома фтора имеет следующий вид: 1s²2s²p5 электронная оболочка атома отличается отсутствием р-электронов в остове и нет вакантных d-орбиталей. В небольшом по размерам атоме электроны имеют прочную связь с ядром и атом имеет высокий потенциал ионизации. Также фтор обладает большим сродством к электрону и небольшой энергией разрыва связи в двухатомной молекуле, что является определяющими факторам химических свойств элемента.

Характерные реакции и свойства фтора

1. Не проявляет положительной степени окисления в соединениях (ни в каких)
2. Обладает колоссально низкой энергией активации реакции. Это означает, что большинство простых и сложных веществ самовозгораются в атмосфере фтора даже при температуре – 190 градусов (температура жидкого воздуха)
3. В реакциях превращения молекулы в ион происходит выделение большого количества энергии. Это объясняет факт окисления фтором любых элементов как в виде простого вещества, так и в соединениях.
4. Фтор по максимуму использует валентные электроны своих партнеров по реакции. Поэтому высшие формы окисления большинства элементов реализованы именно в виде фторидов. Фтор активно используется в органическом полимерном синтезе. Благодаря своему маленькому радиусу он может замещать атомы водорода в органических соединениях.

Хлор.  Этот неметалл получают в промышленных масштабах путем электролиза водного раствора хлорида натрия. при этом происходит «убийство двух зайцев одним выстрелом». Получаем и хлор, и щелочь одновременно.  В лаборатории хлор можно получить реакцией окисления соляной кислоты одним из окислителей (диоксид марганца, перманганат марганца, дихромат калия и прочими).

Химические свойства элемента хлор

Электронная конфигурация атома хлора имеет вид  1s²2s²p⁶3s²p⁵3d¹⁰ в атоме хлора валентные электроны расположены на более дальнем расстоянии по сравнению с атомом фтора, это обуславливает и меньший потенциал ионизации хлора.

Атом хлора имеет самое высокое сродство к электрону среди всей группы галогенов.  Это объясняется более низким межэлектродным отталкиванием валентных электронов в хлоре по сравнению со фтором.

Энтальпия реакции хлора несколько ниже, чем у фтора, но намного выше чем у брома и иода, поэтому хлор является очень сильным окислителем.

В большинстве соединений степень окисления этого неметалл равна – 1. Однако. Есть соединения, где хлор имеет положительную степень окисления (чуть выше у нас было обсуждение почему так происходит) Стоит помнить, что молекула хлора значительно прочнее фтора и энергия активации реакций с хлором выше чем со фтором. Хлориды подразделяются на ковалентные и ионные.

Бром. В промышленности получают это вещество методом окисления соответствующего ионного соединения в водном растворе хлором. В лаборатории свободный бром можно получить в ходе окислительно-восстановительной реакции бромида калия с диоксидом марганца в кислой среде.

Химические свойства брома

Химические свойства молекулы объясняются резким увеличением размеров валентной оболочки и атома. А значит происходит уменьшение энергии связи у валентных электронов с ядром, следовательно, уменьшается потенциал ионизации и сродство к электрону. При этом энергия связи уменьшается не только в самой двухатомной молекуле брома, но и в соединения брома с другими элементами. При этом межмолекулярное взаимодействие значительно выше у брома по сравнению с фтором и хлором. Это объясняется увеличением числа электронов и размерами атома.

Наибольшей реакционной способностью обладает бром в жидкой фазе, к примеру амфотерный алюминий или амфотерное железо при стандартных условиях не реагируют с газообразным хлором, а в жидкой среде брома возгораются. Напомним электронную конфигурацию атома брома: 1s²2s²p⁶3s²p⁶d¹⁰4s²p⁵4d⁰ то есть основные электроны брома имеют s- p- d-электроны, а значит вакантные d-орбитали менее экранированы от ядра и более активно принимают участие в образовании химических связей.

Степень окисления в соединения -1. Положительные степени окисления – редкое явление для атома брома.

Иод. Получение иода по принципу схоже с бромом. В промышленности его получают окислением в водном растворе ионов иода хлором. В лаборатории возможно получение свободного иода диоксидом марганца в сернокислой среде на галогенид (допустим иодит натрия).

Химические свойства иода.

Электронная конфигурация иода выглядит как 1s²2s²p⁶3s²p⁶d¹⁰4s²p⁶d¹⁰5s²p⁵5d¹⁰ Энергия взаимодействия электронов с ядром мала благодаря увеличению главного квантового числа валентных электронов и сближения энергетических уровней. Реакционная способность этого элемента значительно ниже его предшественников в группе, но при этом иод при нагревании легко вступает в реакции с большинством элементов с образованием иодидов.

Как вы помните иод в основном применяется фармацевтике, медицине. Плюс, вы еще сможете столкнуться с ионами иода в аналитической химии при проведении иодометрии.