Задача 1
Условие (кратко)
Дайте сравнительную характеристику галогеноводородных кислот, укажите черты сходства и различия, подтвердите уравнениями в молекулярной и ионной формах.
Решение
Сходство. Все — растворы газов HГ в воде, в растворе дают ионы \(\mathrm{H^+}\), имеют кислый вкус, меняют окраску индикаторов, проявляют общие свойства кислот (на примере HCl):
с металлами до водорода
\[\mathrm{Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\uparrow}, \quad \mathrm{Zn + 2H^+ \rightarrow Zn^{2+} + H_2\uparrow}\]
с основными оксидами
\[\mathrm{CuO + 2HBr \rightarrow CuBr_2 + H_2O}, \quad \mathrm{CuO + 2H^+ \rightarrow Cu^{2+} + H_2O}\]
с основаниями
\[\mathrm{NaOH + HI \rightarrow NaI + H_2O}, \quad \mathrm{OH^- + H^+ \rightarrow H_2O}\]
с солями
\[\mathrm{Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow}, \quad \mathrm{CO_3^{2-} + 2H^+ \rightarrow H_2O + CO_2\uparrow}\]
Различия.
- Сила: растёт от HF к HI. HCl, HBr, HI — сильные кислоты, HF — слабая, в ионных уравнениях её пишут молекулой:
\[\mathrm{HF + NaOH \rightarrow NaF + H_2O}, \quad \mathrm{HF + OH^- \rightarrow F^- + H_2O}\]
- Только плавиковая кислота реагирует с оксидом кремния(IV) и разъедает стекло:
\[\mathrm{4HF + SiO_2 \rightarrow SiF_4 + 2H_2O}\]
- Восстановительные свойства анионов усиливаются от \(\mathrm{F^-}\) к \(\mathrm{I^-}\). Соляная кислота окисляется только сильными окислителями:
\[\mathrm{MnO_2 + 4HCl \rightarrow MnCl_2 + Cl_2\uparrow + 2H_2O}\]а иодоводородную окисляет даже концентрированная серная кислота:\[\mathrm{8HI + H_2SO_4 \rightarrow 4I_2 + H_2S\uparrow + 4H_2O}\]
- Отношение к солям серебра: HCl, HBr, HI дают осадки (\(\mathrm{Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow}\) — белый; AgBr — светло-жёлтый; AgI — жёлтый), а HF осадка не даёт.
Ответ
Сходство — общие свойства кислот; различия — сила растёт от HF к HI, HF растворяет SiO₂, восстановительные свойства растут от HF к HI, разное отношение к Ag⁺
Почему так
Общие свойства кислот объясняются ионами H⁺, различия — изменением радиуса атома галогена и прочности связи H–Г.
Подробнее — в теме «Соединения галогенов».