Номер 47, страница 197 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.47. Через бромную воду пропустили неизвестный газ. Окраска раствора уси-лилась. Назовите газ. Запишите уравнение реакции.

Решение

Бромная вода — это водный раствор молекулярного брома ($Br_2$), который имеет характерную желто-бурую или оранжевую окраску. Интенсивность окраски зависит от концентрации брома в растворе.

Согласно условию задачи, при пропускании неизвестного газа через бромную воду окраска раствора усилилась. Это означает, что концентрация молекулярного брома ($Br_2$) в растворе увеличилась. Такое возможно только в том случае, если неизвестный газ вступил в химическую реакцию, в результате которой образовался дополнительный бром.

В бромной воде бром частично реагирует с водой, образуя бромоводородную ($HBr$) и бромноватистую ($HBrO$) кислоты. Эта реакция обратима:

$Br_2 + H_2O \rightleftharpoons HBr + HBrO$

Таким образом, в растворе присутствуют бромид-ионы ($Br^-$) из бромоводородной кислоты. Чтобы из них образовался молекулярный бром ($Br_2$), необходим окислитель, более сильный, чем сам бром. Реакция окисления бромид-ионов выглядит так:

$2Br^- - 2e^- \rightarrow Br_2$

В ряду галогенов окислительная способность уменьшается от фтора к иоду: $F_2 > Cl_2 > Br_2 > I_2$. Это означает, что более активный галоген, расположенный выше в периодической таблице, может вытеснять менее активный галоген из его соединений (в данном случае из кислоты).

Хлор ($Cl_2$) — это газ, который является более сильным окислителем, чем бром ($Br_2$). При пропускании хлора через бромную воду он будет окислять бромид-ионы (из $HBr$) до свободного брома.

Уравнение реакции вытеснения брома хлором:

$Cl_2 + 2HBr \rightarrow 2HCl + Br_2$

В результате этой реакции в растворе образуется дополнительное количество брома, что и вызывает усиление его окраски. Следовательно, неизвестный газ — это хлор.

Ответ: Неизвестный газ — хлор ($Cl_2$). Уравнение реакции: $Cl_2 + 2HBr \rightarrow 2HCl + Br_2$.