Номер 2, страница 177 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Готовимся к ЕГЭ. Глава 5. Металлы и неметаллы - номер 2, страница 177.

Условие.

2. Выберите реагенты, при взаимодействии которых образуется бром.

1) $NaBr + Cl_2 \rightarrow$

2) $HBr + H_2S \rightarrow$

3) $HBr + K_2Cr_2O_7 \rightarrow$

4) $NaBr + I_2 \rightarrow$

5) $NaBrO_3 + NaI + H_2SO_4 \rightarrow$

6) $FeBr_3 + Na_2S \rightarrow$

Ответ:

Решение.

Решение 2.

1) $NaBr + Cl_2 \rightarrow$

В данной реакции хлор ($Cl_2$) взаимодействует с бромидом натрия ($NaBr$). Хлор является более активным галогеном, чем бром, и стоит выше в группе в периодической таблице, обладая более сильными окислительными свойствами. Поэтому хлор вытесняет бром из его солей. Происходит окислительно-восстановительная реакция, в которой бромид-ион ($Br^{-}$) окисляется до молекулярного брома ($Br_2$), а хлор ($Cl_2$) восстанавливается до хлорид-иона ($Cl^{-}$). Уравнение реакции: $2NaBr + Cl_2 \rightarrow 2NaCl + Br_2$. В результате реакции образуется свободный бром.

Ответ: образуется бром.

2) $HBr + H_2S \rightarrow$

В этой реакции и бромоводород ($HBr$), и сероводород ($H_2S$) являются потенциальными восстановителями (за счет бромид-иона $Br^{-}$ и сульфид-иона $S^{2-}$ соответственно). Для образования молекулярного брома ($Br_2$) необходимо окислить бромид-ион, для чего требуется окислитель. Сероводород является восстановителем и не может окислить $Br^{-}$. Реакция в данном направлении не идет.

Ответ: бром не образуется.

3) $HBr + K_2Cr_2O_7 \rightarrow$

При взаимодействии бромоводорода ($HBr$) с дихроматом калия ($K_2Cr_2O_7$) происходит окислительно-восстановительная реакция. Дихромат калия в кислой среде (которую создает сам $HBr$) является сильным окислителем за счет хрома в степени окисления +6 ($Cr^{+6}$). Бромид-ион ($Br^{-}$) в $HBr$ является восстановителем. $Cr^{+6}$ окисляет $Br^{-}$ до молекулярного брома ($Br_2$), а сам восстанавливается до иона хрома(III) ($Cr^{+3}$). Уравнение реакции: $K_2Cr_2O_7 + 14HBr \rightarrow 2KBr + 2CrBr_3 + 3Br_2 + 7H_2O$. В результате реакции образуется бром.

Ответ: образуется бром.

4) $NaBr + I_2 \rightarrow$

В этой реакции йод ($I_2$) взаимодействует с бромидом натрия ($NaBr$). Йод является менее активным галогеном, чем бром, и находится ниже в группе. Он является более слабым окислителем, чем бром, и поэтому не может вытеснить бром из его соли. Реакция в данном направлении самопроизвольно не протекает.

Ответ: бром не образуется.

5) $NaBrO_3 + NaI + H_2SO_4 \rightarrow$

Это окислительно-восстановительная реакция между броматом натрия ($NaBrO_3$, окислитель, $Br^{+5}$) и иодидом натрия ($NaI$, восстановитель, $I^{-}$) в кислой среде. Окислительные свойства $BrO_3^-$ сильнее, чем у $I_2$, а восстановительные свойства $I^-$ сильнее, чем у $Br^-$. Поэтому термодинамически выгодными продуктами являются самый слабый окислитель ($I_2$) и самый слабый восстановитель ($Br^-$) из возможных. Иодид-ион окисляется до йода, а бромат-ион восстанавливается до бромид-иона. Уравнение реакции: $NaBrO_3 + 6NaI + 3H_2SO_4 \rightarrow NaBr + 3I_2 + 3Na_2SO_4 + 3H_2O$. Молекулярный бром ($Br_2$) в этой реакции не образуется.

Ответ: бром не образуется.

6) $FeBr_3 + Na_2S \rightarrow$

В реакции между бромидом железа(III) ($FeBr_3$) и сульфидом натрия ($Na_2S$) ион железа(III) ($Fe^{3+}$) является окислителем, а сульфид-ион ($S^{2-}$) — восстановителем. Происходит окислительно-восстановительная реакция, в которой $Fe^{3+}$ восстанавливается до $Fe^{2+}$, а $S^{2-}$ окисляется до элементарной серы ($S^0$). Бромид-ион ($Br^{-}$) является ионом-наблюдателем (спектатором) и не изменяет свою степень окисления. Ионное уравнение: $2Fe^{3+} + S^{2-} \rightarrow 2Fe^{2+} + S\downarrow$. Бром не образуется.

Ответ: бром не образуется.

Проанализировав все варианты, мы приходим к выводу, что бром образуется в реакциях под номерами 1 и 3.

Ответ: 13