Задание, страница 173 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Задания в параграфе. Параграф 24. Галогены. Глава 5. Металлы и неметаллы - страница 173.

Условие.

Задание. Приведите уравнения химических реакций, иллюстрирующие химические свойства соляной кислоты.

Решение.

Решение 2.

Соляная кислота ($HCl$) — это сильная одноосновная кислота, водный раствор хлороводорода. Она проявляет все общие химические свойства, характерные для класса кислот, а также восстановительные свойства за счет хлорид-иона ($Cl^-$) в степени окисления -1.

1. Взаимодействие с металлами

Соляная кислота реагирует с металлами, стоящими в электрохимическом ряду напряжений до водорода ($H_2$). В ходе реакции происходит замещение атомов водорода в кислоте на атомы металла, в результате чего образуется соль (хлорид) и выделяется газообразный водород. Металлы, стоящие после водорода (например, $Cu, Ag, Au, Pt$), с соляной кислотой (не в присутствии окислителей) не взаимодействуют.

Пример с цинком:

$Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2 \uparrow$

Пример с железом:

$Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2 \uparrow$

Пример с алюминием:

$2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2 \uparrow$

Ответ: Уравнения реакций с металлами: $Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2 \uparrow$; $Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2 \uparrow$; $2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2 \uparrow$.

2. Взаимодействие с основными и амфотерными оксидами

Соляная кислота вступает в реакцию обмена с основными и амфотерными оксидами, образуя соответствующую соль (хлорид) и воду. Эта реакция является типичной для всех кислот.

Пример с основным оксидом (оксид магния):

$MgO + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2O$

Пример с амфотерным оксидом (оксид цинка):

$ZnO + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2O$

Ответ: Уравнения реакций с оксидами: $MgO + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2O$; $ZnO + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2O$.

3. Взаимодействие с основаниями (реакция нейтрализации)

Соляная кислота реагирует как с растворимыми основаниями (щелочами), так и с нерастворимыми основаниями и амфотерными гидроксидами. Эта реакция называется реакцией нейтрализации, так как кислота и основание взаимно нейтрализуют друг друга с образованием соли и воды.

Пример со щелочью (гидроксид калия):

$KOH + HCl \rightarrow KCl + H_2O$

Пример с нерастворимым основанием (гидроксид меди(II)):

$Cu(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + 2H_2O$

Пример с амфотерным гидроксидом (гидроксид алюминия):

$Al(OH)_3 + 3HCl \rightarrow AlCl_3 + 3H_2O$

Ответ: Уравнения реакций нейтрализации: $KOH + HCl \rightarrow KCl + H_2O$; $Cu(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + 2H_2O$; $Al(OH)_3 + 3HCl \rightarrow AlCl_3 + 3H_2O$.

4. Взаимодействие с солями

Соляная кислота вступает в реакцию с солями в том случае, если в результате реакции обмена образуется осадок или выделяется газ. Это соответствует правилу Бертолле: реакция идет до конца, если один из продуктов покидает сферу реакции.

Пример с образованием осадка (качественная реакция на хлорид-ион):

$AgNO_3 + HCl \rightarrow AgCl \downarrow + HNO_3$

Пример с выделением газа (реакция с карбонатом натрия):

$Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2 \uparrow$

Пример с выделением газа (реакция с сульфитом калия):

$K_2SO_3 + 2HCl \rightarrow 2KCl + H_2O + SO_2 \uparrow$

Ответ: Уравнения реакций с солями: $AgNO_3 + HCl \rightarrow AgCl \downarrow + HNO_3$; $Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2 \uparrow$; $K_2SO_3 + 2HCl \rightarrow 2KCl + H_2O + SO_2 \uparrow$.

5. Окислительно-восстановительные свойства

Концентрированная соляная кислота проявляет восстановительные свойства при взаимодействии с сильными окислителями. Хлорид-ион ($Cl^-$) окисляется, образуя молекулярный хлор ($Cl_2$).

Пример с диоксидом марганца (реакция используется для получения хлора в лаборатории):

$MnO_2 + 4HCl_{ (конц.) } \xrightarrow{t} MnCl_2 + Cl_2 \uparrow + 2H_2O$

Пример с перманганатом калия:

$2KMnO_4 + 16HCl_{ (конц.) } \rightarrow 2KCl + 2MnCl_2 + 5Cl_2 \uparrow + 8H_2O$

Ответ: Уравнения окислительно-восстановительных реакций: $MnO_2 + 4HCl_{ (конц.) } \xrightarrow{t} MnCl_2 + Cl_2 \uparrow + 2H_2O$; $2KMnO_4 + 16HCl_{ (конц.) } \rightarrow 2KCl + 2MnCl_2 + 5Cl_2 \uparrow + 8H_2O$.