Кислородсодержащие кислоты хлора и качественные реакции
Четыре кислоты одного элемента и качественная реакция на галогенид-ионы.
6. Кислородсодержащие кислоты хлора и их соли
Хлор, находясь в положительных степенях окисления, образует целый ряд кислот и их солей. Для ЕГЭ нужно идеально знать их названия.
| Степень окисления | Кислота | Соли |
|---|---|---|
| +1 | HClO Хлорноватистая |
KClO Гипохлориты |
| +3 | HClO2 Хлористая |
KClO2 Хлориты |
| +5 | HClO3 Хлорноватая |
KClO3 Хлораты (Бертолетова соль) |
| +7 | HClO4 Хлорная |
KClO4 Перхлораты |
Закономерности:
- С ростом количества кислорода: HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4 → Сила кислоты РАСТЕТ! (Хлорная HClO4 — одна из самых сильных кислот в химии).
- Но с ростом количества кислорода: HClO > HClO2 > HClO3 > HClO4 → Окислительная способность ПАДАЕТ! (Хлорноватистая HClO и гипохлориты — самые "злые" окислители, легко отщепляющие кислород).
Свойства кислородсодержащих солей и кислот
| Соединения | Реакции и свойства |
|---|---|
| Гипохлориты (ClO⁻) и HClO Сильнейшие окислители |
Диспропорционирование гипохлорита при нагревании:
3NaClO t°→ 2NaCl + NaClO3Вытеснение кислой более слабой HClO из солей углекислым газом: (Хлорная известь разрушается на воздухе)
Ca(ClO)2 + CO2 + H2O → CaCO3↓ + 2HClOСопропорционирование с хлоридами в кислой среде:
NaClO + 2HCl → NaCl + Cl2↑ + H2OНеожиданное окисление пероксида (выделяется O₂):
HClO + H2O2 → HCl + O2↑ + H2O
 |
| Хлораты (ClO₃⁻) Бертолетова соль KClO₃ |
Легендарное разложение Бертолетовой соли (Два пути!):
С катализатором (MnO₂): выделяется ценный кислород.
2KClO3 MnO₂, t°→ 2KCl + 3O2↑ Без катализатора (~400°C): происходит диспропорционирование. 4KClO3 t°→ 3KClO4 + KCl Окисление неметаллов: (Хлорат входит в состав спичечной головки, реагирует с фосфором при трении)
5KClO3 + 6P t°→ 5KCl + 3P2O52KClO3 + 3S t°→ 2KCl + 3SO2  |
| Перхлораты (ClO₄⁻) и HClO₄ Устойчивые, но жесткие окислители |
Хлорная кислота HClO₄ — одна из сильнейших кислот. При нагревании окисляет почти всё:
8HClO4 + 14C t°→ 14CO2 + 4Cl2 + 4H2OРазложение перхлоратов при сильном нагревании:
KClO4 t°→ KCl + 2O2↑Взрывное порошковое топливо с восстановителями:
3KClO4 + 8Al t°→ 3KCl + 4Al2O3
 |
Вопрос 1: Кислородсодержащие кислоты хлора
ПроверкаНазовите кислоты: $HClO$, $HClO_2$, $HClO_3$, $HClO_4$. Как изменяется их сила и окислительная способность в этом ряду?
Ответ: Хлорноватистая, хлористая, хлорноватая, хлорная.
С увеличением степени окисления хлора сила кислот возрастает (хлорная — одна из сильнейших), но окислительная способность, как ни парадоксально, падает ($HClO$ — самый сильный окислитель из-за неустойчивости).
7. Качественные реакции (на галогенид-ионы)
Лучший друг галогенид-ионов — катион серебра Ag⁺! Реактивом является нитрат серебра (AgNO₃). Образующиеся осадки не растворяются даже в сильных минеральных кислотах (например, в HNO₃).
Зато качественной реакцией на растворимые соли кальция (Ca²⁺) является добавление фторида — выпадает осадок CaF₂.
Вопрос 1: Качественные реакции на галогенид-ионы
ПроверкаКак визуально отличить хлорид, бромид и иодид натрия с помощью раствора нитрата серебра?
Ответ: При добавлении $AgNO_3$:
$AgCl$ — белый творожистый осадок.
$AgBr$ — желтоватый (светло-желтый) осадок.
$AgI$ — насыщенно-желтый осадок.
С фторидом ($AgF$) осадка не будет, он растворим.
8. Видео эксперименты
Рекомендуем посмотреть опыты с галогенами на канале Thoisoi: