Лабораторный опыт 3, страница 32 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 6. Фтор, бром, иод и их соединения. Глава 1. Неметаллы - страница 32.

Условие.

Лабораторный опыт 3. Свойства брома, иода и их солей

1. Налейте в пробирку 1 мл бромной воды. Какой цвет имеет раствор? Добавьте к нему несколько капель раствора иодида натрия. Что наблюдаете? Проделайте аналогичный опыт с хлоридом натрия. Напишите уравнение реакции.

2. В пробирки с веществами, образовавшимися в результате предыдущего опыта, внесите крахмальный клейстер. В каком случае возникает окрашивание?

3. На растворы хлорида, бромида и иодида натрия (калия) подействуйте раствором нитрата серебра. Какой цвет имеют образующиеся осадки? Прилейте к ним раствор азотной кислоты. Растворяются ли осадки? Напишите уравнения реакций в молекулярном и сокращённом ионном виде.

4. К растворам бромида и иодида калия добавьте хлорную воду (опыт проводят в вытяжном шкафу). Что наблюдаете? К полученным растворам добавьте немного гексана. Опишите происходящие явления. Сделайте вывод о сравнительной растворимости галогенов в воде и в гексане.

Решение.

Решение 2.

1. Бромная вода, представляющая собой водный раствор брома ($Br_2$), имеет характерный желто-оранжевый цвет.

При добавлении к бромной воде раствора иодида натрия ($NaI$) наблюдается изменение окраски с желто-оранжевой на бурую. Это происходит потому, что бром является более активным галогеном, чем иод, и вытесняет его из раствора соли. Образующийся молекулярный иод ($I_2$) и придает раствору бурый цвет. Уравнение реакции:

$Br_2 + 2NaI \rightarrow 2NaBr + I_2$

При проведении аналогичного опыта с раствором хлорида натрия ($NaCl$) никаких видимых изменений не происходит. Раствор остается желто-оранжевым. Это связано с тем, что бром менее активен, чем хлор, и не может вытеснить его из раствора соли. Реакция не идет:

$Br_2 + NaCl \nrightarrow$

Ответ: Бромная вода имеет желто-оранжевый цвет. При добавлении иодида натрия раствор становится бурым из-за образования иода ($Br_2 + 2NaI \rightarrow 2NaBr + I_2$). При добавлении хлорида натрия реакция не идет, видимых изменений нет.

2. В первой пробирке, где бромная вода прореагировала с иодидом натрия, образовался свободный иод ($I_2$). При внесении в эту пробирку крахмального клейстера наблюдается появление интенсивного сине-черного окрашивания. Это качественная реакция на молекулярный иод.

Во второй пробирке, куда к бромной воде добавляли хлорид натрия, реакция не произошла, и иод не образовался. Поэтому при добавлении крахмального клейстера характерное сине-черное окрашивание не возникает. Раствор просто немного разбавится и, возможно, слегка пожелтеет от самого крахмала, смешанного с бромной водой.

Ответ: Окрашивание (сине-черное) возникает в пробирке, где к бромной воде добавляли раствор иодида натрия, так как в результате реакции выделился свободный иод.

3. При действии раствора нитрата серебра ($AgNO_3$) на растворы галогенидов натрия (или калия) образуются осадки галогенидов серебра, различающиеся по цвету:

• В пробирке с раствором хлорида натрия ($NaCl$) выпадает белый творожистый осадок хлорида серебра ($AgCl$).
  Молекулярное уравнение: $AgNO_3 + NaCl \rightarrow AgCl\downarrow + NaNO_3$
  Сокращенное ионное уравнение: $Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow$

• В пробирке с раствором бромида натрия ($NaBr$) выпадает светло-желтый (кремовый) осадок бромида серебра ($AgBr$).
  Молекулярное уравнение: $AgNO_3 + NaBr \rightarrow AgBr\downarrow + NaNO_3$
  Сокращенное ионное уравнение: $Ag^+ + Br^- \rightarrow AgBr\downarrow$

• В пробирке с раствором иодида натрия ($NaI$) выпадает желтый осадок иодида серебра ($AgI$).
  Молекулярное уравнение: $AgNO_3 + NaI \rightarrow AgI\downarrow + NaNO_3$
  Сокращенное ионное уравнение: $Ag^+ + I^- \rightarrow AgI\downarrow$

При добавлении к этим осадкам раствора азотной кислоты ($HNO_3$) растворения не происходит. Все три галогенида серебра ($AgCl, AgBr, AgI$) нерастворимы в сильных кислотах.

Ответ: При реакции с нитратом серебра образуются осадки: $AgCl$ (белый творожистый), $AgBr$ (светло-желтый) и $AgI$ (желтый). Эти осадки не растворяются в азотной кислоте. Уравнения реакций приведены выше.

4. При добавлении хлорной воды (раствор $Cl_2$ в воде) к растворам бромида и иодида калия наблюдаются следующие явления:

• В пробирке с раствором бромида калия ($KBr$) бесцветный раствор приобретает желто-оранжевую окраску из-за вытеснения брома хлором: $Cl_2 + 2KBr \rightarrow 2KCl + Br_2$.

• В пробирке с раствором иодида калия ($KI$) бесцветный раствор становится бурым из-за вытеснения иода хлором: $Cl_2 + 2KI \rightarrow 2KCl + I_2$.

При добавлении к полученным растворам гексана (неполярный органический растворитель) и встряхивании происходит процесс экстракции. Гексан не смешивается с водой и, будучи менее плотным, образует верхний слой.

• В пробирке с образовавшимся бромом ($Br_2$) наблюдается расслоение жидкости. Верхний гексановый слой окрашивается в интенсивный оранжево-красный цвет, а нижний водный слой практически обесцвечивается. Это говорит о том, что бром перешел из водного раствора в гексан.

• В пробирке с образовавшимся иодом ($I_2$) также происходит расслоение. Верхний гексановый слой приобретает характерную фиолетовую окраску, а нижний водный слой светлеет. Это показывает, что иод перешел из воды в гексан.

Вывод о сравнительной растворимости: Галогены (бром и иод) как неполярные молекулы значительно лучше растворяются в неполярном органическом растворителе (гексане), чем в полярном растворителе (воде). Это иллюстрирует правило "подобное растворяется в подобном".

Ответ: При добавлении хлорной воды к $KBr$ раствор желтеет (образуется $Br_2$), а к $KI$ - буреет (образуется $I_2$). При добавлении гексана бром экстрагируется в гексановый слой, окрашивая его в оранжево-красный цвет, а иод - в фиолетовый. Вывод: растворимость галогенов в гексане намного выше, чем в воде.