Газ, выделившийся при нагревании твердой поваренной соли с концентрированной серной кислотой, пропустили через раствор перманганата калия, а затем газообразный продукт реакции поглотили холодным раствором едкого натра. После добавления в полученный раствор йодоводородной кислоты он приобретает темную окраску. Напишите уравнения описанных реакций.
1) Реакция образования газа при нагревании твердой поваренной соли (например, NaCl) с концентрированной серной кислотой (H2SO4):
NaCl(s) + H2SO4(l) -> NaHSO4(s) + HCl(g)
2) Реакция газа (HCl), пропущенного через раствор перманганата калия (KMnO4):
2KMnO4(aq) + 16HCl(g) -> 2MnCl2(aq) + 5Cl2(g) + 2KCl(aq) + 8H2O(l)
3) Реакция поглощения газообразного продукта (Cl2) холодным раствором едкого натра (NaOH):
Cl2(g) + 2NaOH(aq) -> NaClO(aq) + NaCl(aq) + H2O(l)
4) Реакция темного окрашивания раствора после добавления йодоводородной кислоты (HI):
2NaClO(aq) + 2HI(aq) -> 2NaCl(aq) + I2(s) + 2H2O(l)
Для анализа цепочки реакций, начнем с первой реакции: нагревание твердой поваренной соли (хлорид натрия, NaCl) с концентрированной серной кислотой (H₂SO₄). В этой реакции образуется хлороводород (HCl):
[ \text{NaCl (тверд.)} + \text{H}_2\text{SO}_4 (\text{конц.}) \rightarrow \text{NaHSO}_4 (\text{тверд.}) + \text{HCl (газ)} ]
Газообразный хлороводород (HCl) далее пропускается через раствор перманганата калия (KMnO₄). Перманганат калия является сильным окислителем и может окислять хлороводород до хлора (Cl₂):
[ 2 \text{KMnO}_4 + 16 \text{HCl} \rightarrow 2 \text{MnCl}_2 + 5 \text{Cl}_2 + 8 \text{H}_2\text{O} + 2 \text{KCl} ]
Следующий шаг: газообразный хлор (Cl₂) поглощается холодным раствором едкого натра (гидроксид натрия, NaOH). В этой реакции образуются гипохлорит натрия (NaOCl) и хлорид натрия (NaCl):
[ \text{Cl}_2 + 2 \text{NaOH (холодн.)} \rightarrow \text{NaOCl} + \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O} ]
Затем в полученный раствор добавляют йодоводородную кислоту (HI). Гипохлорит натрия окисляет йодоводородную кислоту до элементарного йода (I₂), который придает раствору темную окраску:
[ \text{NaOCl} + 2 \text{HI} \rightarrow \text{NaI} + \text{I}_2 + \text{H}_2\text{O} ]
Таким образом, уравнения всех описанных реакций выглядят следующим образом:
Нагревание NaCl с H₂SO₄: [ \text{NaCl (тверд.)} + \text{H}_2\text{SO}_4 (\text{конц.}) \rightarrow \text{NaHSO}_4 (\text{тверд.}) + \text{HCl (газ)} ]
Пропускание HCl через KMnO₄: [ 2 \text{KMnO}_4 + 16 \text{HCl} \rightarrow 2 \text{MnCl}_2 + 5 \text{Cl}_2 + 8 \text{H}_2\text{O} + 2 \text{KCl} ]
Поглощение Cl₂ холодным NaOH: [ \text{Cl}_2 + 2 \text{NaOH (холодн.)} \rightarrow \text{NaOCl} + \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O} ]
Реакция NaOCl с HI: [ \text{NaOCl} + 2 \text{HI} \rightarrow \text{NaI} + \text{I}_2 + \text{H}_2\text{O} ]
Эти реакции объясняют образование темной окраски в растворе после добавления йодоводородной кислоты.
