Номер 13, страница 194 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.13. Через стеклянную трубку с двумя шариками пропускают хлороводород. Левый шарик заполнен оксидом марганца (IV). В ходе реакции левый шарик нагревают. В правом шарике наблюдают образование жидкости. Что это за жидкость? Какую окраску она имеет? Как изменяется окраска фиолетового раствора лакмуса в ходе протекания реакции?

В левом шарике протекает реакция получения хлора в лабораторных условиях путем окисления хлороводорода оксидом марганца(IV) при нагревании. Уравнение реакции:

$4HCl_{ (газ) } + MnO_{2 (тв)} \xrightarrow{t} MnCl_2_{ (тв) } + Cl_{2 (газ) } + 2H_2O_{ (пар) }$

В результате реакции образуются газообразные продукты – хлор ($Cl_2$) и пары воды ($H_2O$), а также, возможно, непрореагировавший хлороводород ($HCl$). Эта газовая смесь поступает в следующий шарик.

Что это за жидкость?

Правый шарик не нагревается, он имеет более низкую температуру, чем левый. Когда горячая газовая смесь, состоящая из паров воды, хлора и непрореагировавшего хлороводорода, попадает в более холодный правый шарик, пары воды конденсируются, образуя жидкую воду. В этой воде растворяются поступающие газы: хлор и хлороводород. Таким образом, образующаяся жидкость – это водный раствор хлора и хлороводорода (соляной кислоты). Такой раствор часто называют хлорной водой.

Ответ: Жидкость в правом шарике – это вода с растворенными в ней хлором ($Cl_2$) и хлороводородом ($HCl$).

Какую окраску она имеет?

Сам по себе хлор – это газ желто-зеленого цвета. При растворении в воде он придает ей характерную окраску. Поэтому жидкость в правом шарике будет иметь желтоватый или желто-зеленый оттенок.

Ответ: Жидкость имеет желто-зеленую окраску.

Как изменяется окраска фиолетового раствора лакмуса в ходе протекания реакции?

Газы, не сконденсировавшиеся в правом шарике (в основном, хлор и избыток хлороводорода), поступают в колбу с раствором лакмуса. Происходят следующие процессы:

1. Хлороводород, растворяясь в воде, образует соляную кислоту. Хлор, в свою очередь, реагирует с водой, образуя две кислоты – соляную ($HCl$) и хлорноватистую ($HOCl$):
   $Cl_2 + H_2O \rightleftharpoons HCl + HOCl$
2. Обе кислоты ($HCl$ и $HOCl$) создают кислую среду в растворе, в результате чего фиолетовый лакмус изменит свою окраску на красную.
3. Однако хлорноватистая кислота ($HOCl$) является сильным окислителем и обладает отбеливающими свойствами. Она окисляет органический краситель лакмус, разрушая его структуру. В результате этого раствор обесцвечивается.

Таким образом, наблюдается последовательное изменение окраски: сначала раствор станет красным, а затем обесцветится.

Ответ: Фиолетовый раствор лакмуса сначала покраснеет из-за образования кислот, а затем обесцветится вследствие отбеливающего действия хлорноватистой кислоты.