Номер 5, страница 25 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 3. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева. Глава 1. Повторение и углубление знаний - номер 5, страница 25.

Условие.

5. Напишите формулу высшего гидроксида хлора и опишите его кислотно-основные свойства.

Решение.

Решение 2.

Решение

Чтобы определить формулу высшего гидроксида хлора, необходимо сначала найти его высшую степень окисления. Хлор ($Cl$) расположен в 17-й группе (старая классификация — VIIA группа) Периодической таблицы. Высшая положительная степень окисления для элементов этой группы, как правило, совпадает с номером группы и равна +7.

Высший оксид хлора, в котором хлор проявляет степень окисления +7, имеет формулу $Cl_2O_7$ (оксид хлора(VII)).

Гидроксиды неметаллов, соответствующие их высшим оксидам, являются кислородсодержащими кислотами. Формулу кислоты можно получить, добавив воду к оксиду:
$Cl_2O_7 + H_2O \rightarrow 2HClO_4$
Следовательно, формула высшего гидроксида хлора — $HClO_4$. Это хлорная кислота. Проверим степень окисления хлора в этом соединении: $H^{(+1)}Cl^{(x)}O_4^{(-2)}$. Сумма степеней окисления в молекуле равна нулю: $+1 + x + 4 \cdot (-2) = 0$, откуда $x = +7$. Расчет верен.

Кислотно-основные свойства
Хлорная кислота ($HClO_4$) — это одноосновная кислота, являющаяся одной из самых сильных неорганических кислот. Ее сила обусловлена максимальной степенью окисления центрального атома (+7) и наличием трех атомов кислорода, не связанных с водородом. Эти атомы сильно оттягивают на себя электронную плотность, что приводит к сильной поляризации и ослаблению связи $H-O$ и, как следствие, к легкой диссоциации.
В водных растворах хлорная кислота практически полностью диссоциирует на ионы:
$HClO_4 \leftrightarrow H^+ + ClO_4^-$
Как сильная кислота, $HClO_4$ обладает ярко выраженными кислотными свойствами и вступает в реакции, характерные для этого класса соединений:
- Реагирует с основаниями (реакция нейтрализации) с образованием соли (перхлората) и воды:
$HClO_4 + KOH \rightarrow KClO_4 + H_2O$
- Реагирует с основными и амфотерными оксидами:
$2HClO_4 + CuO \rightarrow Cu(ClO_4)_2 + H_2O$
- Реагирует с металлами, стоящими в ряду активности до водорода:
$2HClO_4 + Mg \rightarrow Mg(ClO_4)_2 + H_2\uparrow$
- Вытесняет более слабые кислоты из их солей:
$2HClO_4 + Na_2CO_3 \rightarrow 2NaClO_4 + H_2O + CO_2\uparrow$
Таким образом, высший гидроксид хлора проявляет исключительно кислотные свойства. Основные или амфотерные свойства для хлорной кислоты не характерны.

Ответ: Формула высшего гидроксида хлора — $HClO_4$ (хлорная кислота). Это соединение обладает ярко выраженными кислотными свойствами, являясь одной из самых сильных неорганических кислот. Она вступает во все типичные реакции для сильных кислот: с основаниями, основными/амфотерными оксидами, активными металлами и солями слабых кислот, образуя при этом соли — перхлораты.