Номер 28, страница 196 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.28. Как доказать, что хлорноватистая кислота обладает окислительными свойствами?

Окислительные свойства вещества проявляются в его способности принимать электроны от другого вещества (восстановителя) в ходе окислительно-восстановительной реакции. При этом окислитель восстанавливается, то есть степень окисления его атомов понижается.

Чтобы доказать, что хлорноватистая кислота ($HClO$) обладает окислительными свойствами, необходимо провести реакции, в которых она будет выступать в роли окислителя. Это можно подтвердить как теоретически, так и экспериментально.

Теоретическое обоснование:

В молекуле хлорноватистой кислоты ($H^{+1}Cl^xO^{-2}$) хлор имеет степень окисления +1. Это промежуточная положительная степень окисления для хлора, который может проявлять степени окисления от -1 до +7. Находясь в степени окисления +1, атом хлора может легко принимать электроны и переходить в более низкие степени окисления, чаще всего в -1. Эта способность принимать электроны и обуславливает сильные окислительные свойства хлорноватистой кислоты.

$Cl^{+1} + 2e^- \rightarrow Cl^{-1}$

Экспериментальное доказательство:

Для доказательства окислительных свойств $HClO$ можно использовать реакции с типичными восстановителями, которые сопровождаются наглядными изменениями (изменение цвета, выпадение осадка).

1. Взаимодействие с иодидом калия ($KI$)

При добавлении хлорноватистой кислоты к раствору иодида калия (в присутствии кислоты, например, $HCl$) происходит окисление бесцветных иодид-ионов ($I^-$) до свободного иода ($I_2$), который окрашивает раствор в бурый цвет. Если к раствору добавить крахмал, появится характерное темно-синее окрашивание.

Уравнение реакции:

$HClO + 2KI + HCl \rightarrow I_2 + 2KCl + H_2O$

В этой реакции хлор понижает свою степень окисления с +1 до -1 (восстанавливается), а иод повышает с -1 до 0 (окисляется):

$Cl^{+1} + 2e^- \rightarrow Cl^{-1}$ (окислитель)

$2I^{-1} - 2e^- \rightarrow I_2^0$ (восстановитель)

2. Обесцвечивание красителей

Сильные окислительные свойства хлорноватистой кислоты проявляются в ее способности обесцвечивать многие органические красители (например, индиго, лакмус, чернила). При добавлении раствора $HClO$ к окрашенному веществу происходит разрушение (окисление) его молекул, отвечающих за цвет, что приводит к исчезновению окраски. Это свойство лежит в основе отбеливающего действия "хлорной воды".

3. Взаимодействие с сероводородом ($H_2S$)

При пропускании сероводорода через раствор хлорноватистой кислоты сера, имеющая степень окисления -2, окисляется до свободной серы (степень окисления 0), которая выпадает в виде желтого осадка.

Уравнение реакции:

$HClO + H_2S \rightarrow S \downarrow + HCl + H_2O$

Здесь хлор также является окислителем ($Cl^{+1} \rightarrow Cl^{-1}$), а сера - восстановителем ($S^{-2} \rightarrow S^0$).

Ответ:
Чтобы доказать, что хлорноватистая кислота обладает окислительными свойствами, необходимо провести реакцию с сильным восстановителем. Например, можно добавить раствор хлорноватистой кислоты к раствору иодида калия – в результате выделится иод, который окрасит раствор в бурый цвет (или в синий в присутствии крахмала). Также можно продемонстрировать ее отбеливающее действие на органические красители, что также является результатом окислительного процесса. Проведение любой из этих реакций с видимым эффектом доказывает, что хлорноватистая кислота является окислителем.