IV. Йод. Соединения йода.

Галогены.

Хлор. Соединения хлора.

I. Хлор - простое вещество

Получение

· В промышленности хлор получают электролизом расплава или раствора хлорида натрия:

2NaCl 2Na + Cl₂↑

 

2NaCl + 2H₂O H₂↑ + 2NaOH + Cl₂↑

· В лаборатории хлор получают взаимодействием соляной кислоты с сильными окислителями, например:

MnO₂ + 4HCl = MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O

2KMnO₄ + 16HCl = 2MnCl₂ + 2KCl + 5Cl₂↑ + 8H₂O

KClO₃ + 6HCl = KCl + 3Cl₂↑ + 3H₂O

K₂Cr₂O₇ + 14HCl = 2CrCl₃ + 2KCl + 3Cl₂↑ + 7H₂O

 

Химические свойства. Свободный хлор реагирует со всеми простыми веществами, за исключением кислорода, азота и благородных газов. Хлор проявляет сильные окислительные свойства в реакциях как с простыми веществами – неметаллами и металлами, так и со сложными веществами:

· С неметаллами

Cl₂ + H₂ = 2HCl 3Cl₂+ 2P = 2PCl₃ 5Cl₂ + 2P = 2PCl₅

2Cl₂ + Si = SiCl₄ 2Cl₂ + C _(кокс) + 2H₂O _(пар)= CO₂ + 4HCl

· С металлами

Cl₂ + 2Na = 2NaCl Cl₂ + Mg = MgCl₂ 3Cl₂ + 2Fe = 2FeCl₃

· Со сложными веществами

Cl₂ + H₂O↔ HCl + HClO (хлорная вода)

2Cl₂ + 2H₂O = 4HCl + O₂ (на свету или кип.)

Сl₂ + 2NaOH_(хол.) = NaCl + NaClO + H₂O

3Cl₂ + 6NaOH_(гор.) = 5NaCl + NaClO₃ + 3H₂O

2Сl₂ + 2Са(OH)_{2 (хол.)} = СaCl₂ + Сa(ClO)₂ + 2H₂O хлорная известь

Cl₂ + 2NaI = 2NaCl + I₂ Cl₂ + H₂S = S + 2HCl

Cl₂ + 3H₂O₂ = 2HCl + 2H₂O + O₂

Cl₂ + H₂O + Na₂SO₃ = 2HCl + Na₂SO₄

II. Соединения хлора

1) Хлороводород. Хлороводород получают действием концентрированной соляной кислоты на твердый хлорид натрия:

H₂SO_4(конц.) + NaCl_{(тверд.)} = NaHSO₄ + HCl↑

Хлороводород получают также прямым взаимодействием простых веществ:

Cl₂ + H₂ 2HCl

 

2) Кислоты

Соляная кислота. В химических реакциях соляная кислота проявляет все свойства сильных кислот: взаимодействует с металлами, стоящими в ряду напряжений левее водорода, с оксидами (основными, амфотерными), основаниями, амфотерными гидроксидами и солями:

2HCl + Fe = FeCl₂ + H₂

2HCl + CaO = CaCl₂ + H₂O

6HCl + Al₂O₃ = 2AlCl₃ + 3H₂O

HCl + NaOH = NaCl + H₂O

2HCl + Cu(OH)₂ = CuCl₂ + 2H₂O

2HCl + Zn(OH)₂ = ZnCl₂ + 2H₂O

HCl + NaHCO₃ = NaCl + CO₂↑ + H₂O

HCl + AgNO₃ = AgCl↓ + HNO₃ (качественная реакция на галогенид-ионы)

 

6HCl_(конц.) + 2HNO_3(конц.) = 3Cl₂ + 2NO + 4H₂O

 

Кислородсодержащие кислоты:

HClO HClO₂ HClO₃ HClO₄

Хлорноватистая хлористая хлорноватая хлорная

Усиление кислотных свойств

2HClO 2HCl + O₂ HClO + 2HI = HCl + I₂ + H₂O

HClO + H₂O₂ = HCl + H₂O + O₂

3) Соли

Соли соляной кислоты – хлориды.

AgCl + 2(NH₃∙ H₂O) = [Ag(NH₃)₂]Cl + 2H₂O

2AgCl 2Ag + Cl₂

 

Соли кислородсодержащих кислот.

Кислота	название солей
HClO	гипохлориты
HClO2	хлориты
HClO3	Хлораты
HClO4	перхлораты

 

NaClO + 2HCl = NaCl + Cl₂ + H₂O

Ca(ClO)₂ + H₂SO₄ = CaSO₄ + 2HCl + O₂

Ca(ClO)₂ + CO₂ + H₂O = CaCO₃ + 2HCl + 2O₂

Ca(ClO)₂ + Na₂CO₃ = CaCO₃ + 2NaClO

Ca(ClO)₂ CaCl₂ + O₂

4KClO₃ 3KClO₄ + KCl

Бертолетова соль

2KClO₃ 2KCl + 3O₂↑

KClO₄ 2O₂ + KCl

 

III. Бром. Соединения брома. По химической активности бром занимает промежуточное положение между хлором и иодом.

Br₂ + H₂ = 2HBr 3Br₂ + 2Fe = 2FeBr₃

Br₂ + H₂O = НBr + НBrO – бромная вода

3Br₂ + 6NaOH_(конц.) = 5NaBr + NaBrO₃ + 3H₂O при нагревании

Br₂ + 2NaOH_(конц.) = NaBr + NаBrO + H₂O без нагревания

3Br₂ + 3Na₂CO₃ = 5NaBr + NaBrO₃ + 3CO₂

3Br₂ + S + 4H₂O = 6HBr + H₂SO₄

Br₂ + SO₂ + 2H₂O = 2HBr + H₂SO₄

Br₂ + 2NaI = 2NaBr + I₂ Br₂ + H₂S = S + 2HBr

4Br₂ + Na₂S₂O₃ + 10NaOH = 2Na₂SO₄ + 8NaBr + 5H₂O

14HBr + K₂Cr₂O₇ = 2KBr + 2CrBr₃ + 3Br₂ + 7H₂O

4HBr + MnO₂ = MnBr₂ + Br₂ + 2H₂O

2HBr + H₂O₂ = Br₂ + 2H₂O

2KBr + 2H₂SO_{4 (конц.)} = 4K₂SO₄ + 4Br₂ + SO₂ + 2H₂O

2KBrO₃ 3O₂ + 2KBr

2KBrO₄ O₂ + 2KBrO₃ (до 275°С)

KBrO₄ 2O₂ + KBr (выше 390°С)

IV. Йод. Соединения йода.

Йод существенно отличается по химической активности от остальных галогенов. Он не реагирует с большинством неметаллов, а с металлами медленно реагирует только при нагревании.

3I₂ + 3P = 2PI₃ I₂ + H₂ = 2HI I₂ + Fe = FeI₂

Йод практически в воде не растворим и не способен ее окислять даже при нагревании; по этой причине не существует «йодной воды».

3I₂ + 6NaOH_(гор.) = 5NaI + NaIO₃ + 3H₂O

I₂ + 2NaOH_(хол) =NaI + NaIO + H₂O

 

3I₂ + 10HNO_3(разб) = 6HIO₃ + 10NO + 2H₂O

I₂ + 10HNO₃(_конц.)= 2HIO₃ + 10NO₂ + 4H₂O

I₂ + 5NaClO + 2NaOH = 5NaCl + 2NaIO₃ + H₂O

I₂ + 5Cl₂ + 6H₂O = 10HCl + 2HIO₃

I₂ + Na₂SO₃ + 2NaOH = 2NaI + Na₂SO₄ + H₂O

2HI + 2FeCl₃ = I₂ + 2FeCl₂ + 2HCl

2HI + Fe₂(SO₄)₃ = 2FeSO₄ + I₂ + H₂SO₄

2HI + NO₂ = I₂ + NO + H₂O

2HI + S = I₂ + H₂S

8KI + 5H₂SO_{4 (конц.)} = 4K₂SO₄ + 4I₂ + H₂S + 4H₂Oили

8KI + 9H₂SO_4(конц.) = 4I₂↓ + H₂S↑ + 8KHSO₄ + 4H₂O

KI + 3H₂O + 3Cl₂ = HIO₃ + KCl + 5HCl

10KI + 8H₂SO₄ + 2KMnO₄ = 5I₂ + 2MnSO₄ + 6K₂SO₄ + 8H₂O

6KI + 7H₂SO₄ + K₂Cr₂O₇ = Cr₂(SO₄)₃ + 3I₂ + 4K₂SO₄ + 7H₂O

2KI + H₂SO₄ + H₂O₂ = I₂ + K₂SO₄ + 2H₂O

2KI + Fe₂(SO₄)₃ = I₂ + 2FeSO₄ + K₂SO₄

2KI + 2CuSO₄ + K₂SO₃ + H₂O = 2CuI + 2K₂SO₄ + H₂SO₄

2HIO₃ I₂O₅ + H₂O

2HIO₃ + 10HCl = I₂ + 5Cl₂ + 6H₂O

2HIO₃ + 5Na₂SO₃ = 5Na₂SO₄ + I₂ + H₂O

2HIO₃ + 5H₂SO₄ + 10FeSO₄ = Fe₂(SO₄)₃ + I₂ + 6H₂O

I₂O₅ + 5CO I₂ + 5CO₂

2KIO₃ 3O₂ + 2KI

2KIO₃ + 12HCl_(конц.) = I₂ + 5Cl₂ + 2KCl + 6H₂O

KIO₃+ 3H₂SO₄ + 5KI = 3I₂ + 3K₂SO₄ + 3H₂O

KIO₃ + 3H₂O₂ = KI + 3O₂ + 3H₂O

2KIO₄ O₂ + 2KIO₃

5KIO₄+ 3H₂O + 2MnSO₄ = 2HMnO₄ + 5KIO₃ + 2H₂SO₄

 

 

Галогены.

1. Вещество, полученное на аноде при электролизе расплава иодида натрия с инертными электродами, выделили и ввели во взаимодействие с сероводородом. Газообразный продукт последней реакции растворили в воде и к полученному раствору добавили хлорное железо. Образовавшийся осадок отфильтровали и обработали горячим раствором гидроксида натрия. Напишите уравнения описанных реакций.

2. Вещество, полученное на аноде при электролизе раствора иодида натрия с инертными электродами, ввели в реакцию с калием. Продукт реакции нагрели с концентрированной серной кислотой и выделившийся газ пропустили через горячий раствор хромата калия. Напишите уравнения описанных реакций.

3. Хлорная вода имеет запах хлора. При подщелачивании запах исчезает, а при добавлении соляной кислоты – становится более сильным, чем был ранее. Напишите уравнения описанных реакций.

4. Бесцветные газы выделяются при выдерживании концентрированной кислоты, как с хлоридом натрия, так и с иодидом натрия. При пропускании этих газов через водный раствор аммиака образуются соли. Напишите уравнения описанных реакций.

5. При термическом разложении соли А в присутствии диоксида марганца образовались бинарная соль Б и газ, поддерживающий горение и входящий в состав воздуха, при нагревании этой соли без катализатора образуются соль Б и соль кислородсодержащей кислоты. При взаимодействии соли А с соляной кислотой выделяется жёлто-зелёный газ (простое вещество) и образуется соль Б. соль Б окрашивает пламя в фиолетовый цвет, при её взаимодействии с раствором нитрата серебра выпадает осадок белого цвета. Напишите уравнения описанных реакций.

6) При добавлении раствора кислоты А к диоксиду марганца происходит выделение ядовитого газа жёлто-зелёного газа. Пропустив выделившийся газ через горячий раствор едкого кали, получают вещество, которое используется при изготовлении спичек и некоторых других зажигательных составов. При термическом разложении последнего в присутствии диоксида марганца образуется соль, из которой при взаимодействии с концентрированной серной кислотой можно получить исходную кислоту А, и бесцветный газ, входящий в состав атмосферного воздуха. Напишите уравнения описанных реакций.

7) Йод нагрели с избытком фосфора, и продукт реакции обработали небольшим количеством воды. Газообразный продукт реакции полностью нейтрализовали раствором едкого натра и добавили в полученный раствор нитрат серебра. Напишите уравнения описанных реакций.

8) Газ, выделившийся при нагревании твердой поваренной соли с концентрированной серной кислотой, пропустили через раствор перманганата калия. Газообразный продукт реакции поглотили холодным раствором едкого натра. После добавления в полученный раствор йодоводородной кислоты появляется резкий запах и раствор приобретает тёмную окраску. Напишите уравнения описанных реакций.

 

 

9) Через раствор бромида натрия пропустили газ, выделяющийся при взаимодействии соляной кислоты с перманганатом калия. После окончания реакции раствор выпарили, остаток растворили в воде и подвергли электролизу с графитовыми электродами. Газообразные продукты реакции смешали друг с другом и осветили. В результате произошел взрыв. Напишите уравнения описанных реакций.

10) К пиролюзиту осторожно прибавили раствор соляной кислоты, и выделившийся газ пропустили в химический стакан, наполненный холодным раствором едкого кали. После окончания реакции стакан накрыли картонкой и оставили, при этом стакан освещали солнечные лучи; через некоторое время в стакан внесли тлеющую лучинку, которая ярко вспыхнула. Напишите уравнения описанных реакций.

11) Вещество, выделяющееся на катоде и аноде при электролизе раствора йодида натрия с графитовыми электродами, реагируют друг с другом. Продукт реакции взаимодействуют с концентрированной серной кислотой с выделением газа, который пропустили через раствор гидроксида калия. Напишите уравнения описанных реакций.

12) К оксиду свинца (IV) при нагревании добавили концентрированную соляную кислоту. Выделяющийся газ пропустили через нагретый раствор едкого кали. Раствор охладили, соль кислородсодержащей кислоты отфильтровали и высушили. При нагревании полученной соли с соляной кислотой выделяется ядовитый газ, а при нагревании её в присутствии диоксида марганца – газ, входящий в состав атмосферы. Напишите уравнения описанных реакций.

13) Йод обработали концентрированной азотной кислотой при нагревании. Продукт реакции осторожно нагрели. Образовавшийся при оксид вступил в реакцию с угарным газом. Выделившееся простое вещество растворили в теплом растворе гидроксида калия. Напишите уравнения описанных реакций.

14) Раствор иодида калия обработали избытком хлорной воды, при этом сначала наблюдали образование осадка, а затем – его полное растворение. Образовавшуюся при этом йодсодержащую кислоту выделили из раствора, высушили и осторожно нагрели. полученный оксид прореагировал с угарным газом. Напишите уравнения описанных реакций.

15) Йод обработали хлорноватой кислотой. Продукт реакции осторожно нагрели. Продукт реакции осторожно нагрели. Образующийся оксид реагирует с угарным газом с образованием двух веществ – простого и сложного. Простое вещество растворяется в теплом щелочном растворе сульфита натрия. Напишите уравнения описанных реакций.

 

16) Перманганат калия обработали избытком раствора соляной кислоты, образовался раствор и выделился газ. Раствор разделили на две части: к первой добавили гидроксид калия, а ко второй – нитрат серебра. Выделившийся газ прореагировал газ прореагировал с гидроксидом калия при охлаждении. Напишите уравнения описанных реакций.

17) Расплав хлорида натрия подвергли электролизу. Газ, выделившийся на аноде, прореагировал с водородом с образованием нового газообразного вещества с характерным запахом. Его растворили в воде и обработали расчетным количеством перманганата калия, при этом образовался газ желто-зеленого цвета. Это вещество вступает при охлаждении с гидроксидом натрия. Напишите уравнения описанных реакций.

18) Перманганат калия обработали концентрированной соляной кислотой. Выделившийся при этом газ собрали, а к реакционной массе по каплям прибавили раствор гидроксида калия до прекращения выделения осадка. Собранный газ пропустили через горячий раствор гидроксида калия, при этом образовалась смесь двух солей. Раствор выпарили, твердый остаток прокалили в присутствии катализатора, после чего в твердом остатке осталась одна соль. Напишите уравнения описанных реакций.

17) Расплав хлорида натрия подвергли электролизу. Газ, выделившийся на аноде, прореагировал с водородом с образованием нового газообразного вещества с характерным запахом. Его растворили в воде и обработали расчетным количеством перманганата калия, при этом образовался газ желто-зеленого цвета. Это вещество вступает при охлаждении с гидроксидом натрия. Напишите уравнения описанных реакций.

18) Перманганат калия обработали концентрированной соляной кислотой. Выделившийся при этом газ собрали, а к реакционной массе по каплям прибавили раствор гидроксида калия до прекращения выделения осадка. Собранный газ пропустили через горячий раствор гидроксида калия, при этом образовалась смесь двух солей. Раствор выпарили, твердый остаток прокалили в присутствии катализатора, после чего в твердом остатке осталась одна соль. Напишите уравнения описанных реакций.

 

Галогены.

1) 2NaI 2Na + I₂

на катоде на аноде

I₂ + H₂S = 2HI↑ + S↓

2HI + 2FeCl₃ = I₂ + 2FeCl₂+ 2HCl

I₂ + 6NaOH _(гор.) = NaIO₃ + 5NaI + 3H₂O

 

2) 2NaI + 2H₂O 2H₂ + 2NaOH + I₂

на катоде на аноде

I₂ + 2K = 2KI

8KI + 8H₂SO_4(конц.) = 4I₂↓ + H₂S↑ + 4K₂SO₄ + 4H₂O или

8KI + 9H₂SO_4(конц.) = 4I₂↓ + H₂S↑ + 8KHSO₄ + 4H₂O

3H₂S + 2K₂CrO₄ + 2H₂O = 2Cr(OH)₃ + 3S + 4KOH

 

3) Cl₂ + H₂O ↔HCl + HClO

HCl + NaOH = NaCl+ H₂O

HClO + NaOH = NaClO+ H₂O

NaClO + 2HCl = NaCl + Cl₂ + H₂O

 

4) H₂SO_4(конц.) + NaCl_{(тверд.)} = NaHSO₄ + HCl↑

9H₂SO_4(конц.) + 8NaI_{(тверд.)} = 8NaHSO₄ + 4I₂↓ + H₂S + 4H₂O

NH₄OH + HCl = NH₄Cl + H₂O

NH₄OH + H₂S = NH₄HS + H₂O

 

5) 2KClO₃ 2KCl + 3O₂↑

4KClO₃ KCl + 3KClO₄

KClO₃ + 6HCl = KCl + 3Cl₂↑+ 3H₂O

KCl + AgNO₃ = AgCl↓ + KNO₃

 

6) 4HCl + MnO₂ = MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O

3Cl₂ + 6KOH_(гор.) = 5KCl + KClO₃ + 3H₂O

2KClO₃ 2KCl + 3O₂↑

H₂SO_4(конц.) + NaCl_{(тверд.)} = NaHSO₄ + HCl↑

 

7) 3I₂ + 2P = 2PI₃

PI₃ + 3H₂O = H₃PO₃ + 3HI

HI + NaOH = NaI + H₂O

NaI + AgNO₃ = AgI↓ + NaNO₃

8) H₂SO_4(конц.) + NaCl_{(тверд.)} = NaHSO₄ + HCl↑

16HCl + 2KMnO₄ = 5Cl₂ + 2KCl + 2MnCl₂ + 8H₂O

Cl₂ + 2NaOH_(хол.) = NaCl + NaClO + H₂O

NaClO + 2HI = NaCl + I₂ + H₂O

 

9) 16HCl + 2KMnO₄ = 5Cl₂ + 2KCl + 2MnCl₂ + 8H₂O

2NaBr + Cl₂ = 2NaCl + Br₂

2NaCl + 2H₂O 2H₂ + 2NaOH + Cl₂

на катоде на аноде

H₂ + Cl₂ = 2HCl

 

10) 4HCl+ MnO₂ = MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O

Cl₂ + 2KOH_(хол.) = KCl + KClO + H₂O

2KClO₃ 2KCl + 3O₂↑

C + O₂ = CO₂

 

11) 2NaI + 2H₂O 2H₂ + 2NaOH + I₂

на катоде на аноде

I₂ + H₂ = 2HI

8HI + H₂SO_4(конц.) = 4I₂↓ + H₂S↑ + 4H₂Oили

2HI + H₂SO_4(конц.) = I₂↓ + SO₂↑ + 2H₂O

а) H₂S + 2KOH = K₂S + 2H₂O

H₂S + K₂S = 2KHSили

б) SO₂ + 2KOH = K₂SO₃ + 2H₂O

K₂SO₃ + SO₂ + H₂O = 2KHSO₃

 

12) 4HCl+ PbO₂ = PbCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O

3Cl₂ + 6KOH_(гор.) = 5KCl + KClO₃ + 3H₂O

KClO₃ + 6HCl = KCl + 3Cl₂ + 3H₂O

2KClO₃ 2KCl + 3O₂↑

 

13) I₂ + 10HNO₃ 2HIO₃ + 10NO₂ + 4H₂O

2HIO₃ I₂O₅ + H₂O

I₂O₅ + 5CO I₂ + 5CO₂

3I₂ + 6KOH_(гор.) = 5KI + KIO₃ + 3H₂O

 

 

14) 2KI + Cl₂ = 2KCl + I₂

I₂ + 5Cl₂ + 6H₂O = 10HCl + 2HIO₃

2HIO₃ I₂O₅ + H₂O

I₂O₅ + 5CO = I₂ + 5CO₂

 

15) I₂+ 2HClO₃ = 2HIO₃ + Cl₂

2HIO₃ I₂O₅ + H₂O

I₂O₅ + 5CO I₂ + 5CO₂

I₂ + Na₂SO₃ + 2NaOH = 2NaI + Na₂SO₄ + H₂O

 

16) 16HCl + 2KMnO₄ = 5Cl₂ + 2KCl + 2MnCl₂ + 8H₂O

MnCl₂ + 2KOH = Mn(OH)₂↓ + 2KCl

KCl + AgNO₃ = AgCl↓ + KNO₃

Cl₂ + 2KOH_(хол.) = KCl + KClO + H₂O

 

17) 2NaCl 2Na + CL₂

на катоде на аноде

Cl₂ + H₂ = 2HCl

16HCl + 2KMnO₄ = 5Cl₂ + 2KCl + 2MnCl₂ + 8H₂O

Cl₂ + 2NaOH_(хол.) = NaCl + NaClO + H₂O

 

18) 16HCl + 2KMnO₄ = 5Cl₂ + 2KCl + 2MnCl₂ + 8H₂O

MnCl₂ + 2KOH = Mn(OH)₂↓ + 2KCl

3Cl₂ + 6KOH_(гор.) = 5KCl + KClO₃ + 3H₂O

2KClO₃ 2KCl + 3O₂↑