В заданиях ЕГЭ по химии мы привыкли к тому, что для создания кислой среды в ОВР используют серную кислоту. И это не случайно: ее сульфат-ион (SO₄²⁻) — «стойкий оловянный солдатик», который не вступает в реакцию. А вот соляная кислота — совсем другая история.
В реакциях с сильными окислителями концентрированная HCl перестает быть просто кислотой. Она выходит на арену в главной роли — в роли восстановителя. Именно на этих реакциях, где окисляется хлорид-ион (Cl⁻), теряют баллы даже подготовленные ребята. Давайте разберем все эти случаи.
Главный принцип: окисление хлорид-иона
Чтобы заставить стабильный хлорид-ион Cl⁻ отдать свои электроны, нужен очень сильный окислитель. Во всех перечисленных ниже реакциях происходит один и тот же процесс окисления:
2Cl⁻¹ - 2e⁻ ⟶ Cl₂⁰
Продуктом всегда будет молекулярный хлор. А вот что станет с окислителем — зависит от конкретного реагента.
Реакции, которые нужно знать: полный список для ЕГЭ
Вот исчерпывающий список окислителей, которые могут вступить в такую реакцию с концентрированной HCl на экзамене.
1. Перманганат калия (KMnO₄)
Марганец в степени окисления +7 — один из сильнейших окислителей.
2KMnO₄ + 16HCl (конц.) ⟶ 2KCl + 2MnCl₂ + 5Cl₂↑ + 8H₂O
- Окислитель: Mn⁺⁷ + 5e⁻ → Mn⁺²
- Восстановитель: 2Cl⁻¹ - 2e⁻ → Cl₂⁰
- Нюанс: Часть молекул HCl (10 из 16) выступает в роли восстановителя, а другая часть (6 из 16) — связывает ионы калия и марганца в соли.
2. Дихромат калия (K₂Cr₂O₇)
Хром в степени окисления +6 — также мощный окислитель.
K₂Cr₂O₇ + 14HCl (конц.) ⟶ 2KCl + 2CrCl₃ + 3Cl₂↑ + 7H₂O
- Окислитель: 2Cr⁺⁶ + 6e⁻ → 2Cr⁺³
- Восстановитель: 2Cl⁻¹ - 2e⁻ → Cl₂⁰
3. Хлорат калия (KClO₃, бертолетова соль)
Самая коварная реакция, потому что и окислитель, и восстановитель — это хлор. Это реакция конпропорционирования.
KClO₃ + 6HCl (конц.) ⟶ KCl + 3Cl₂↑ + 3H₂O
- Окислитель: Cl⁺⁵ (в KClO₃)
- Восстановитель: Cl⁻¹ (в HCl)
- Продукт: Оба атома хлора переходят в промежуточную степень окисления 0. В продуктах мы видим и хлор, который был частью окислителя и восстановился до -1 (в KCl), и хлор, который получился в результате ОВР (Cl₂).
4. Оксиды металлов в высших степенях окисления
- Диоксид марганца (MnO₂): Лабораторный способ получения хлора.
MnO₂ + 4HCl (конц.) ⟶ MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O
Окислитель: Mn⁺⁴ + 2e⁻ → Mn⁺²
Восстановитель: 2Cl⁻¹ - 2e⁻ → Cl₂⁰
- Диоксид свинца (PbO₂): Аналогично диоксиду марганца.
PbO₂ + 4HCl (конц.) ⟶ PbCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O
Окислитель: Pb⁺⁴ + 2e⁻ → Pb⁺²
Восстановитель: 2Cl⁻¹ - 2e⁻ → Cl₂⁰
- Оксид свинца(II, IV) (Pb₃O₄, свинцовый сурик): Можно рассматривать как смешанный оксид 2PbO·PbO₂. В ОВР вступает только та часть, где свинец +4. Pb₃O₄ + 8HCl (конц.) ⟶ 3PbCl₂ + Cl₂↑ + 4H₂O
Главный вывод: Увидели в задании один из перечисленных сильных окислителей и концентрированную соляную кислоту — будьте начеку. С вероятностью 99% HCl будет здесь восстановителем, а продуктом окисления будет Cl₂.
А можете ли вы вспомнить реакцию, где восстановителем выступает не соляная, а, например, бромоводородная кислота? Напишите уравнение в комментариях!
