Глава III. Неметаллы и их соединения. § 11. Общая характеристика элементов VIIA-группы — галогенов — с. 67
§ 11. Проверьте свои знания.
1. Дайте общую характеристику галогенов на основании их положения в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева.
1. Дайте общую характеристику галогенов на основании их положения в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева.
Галогены (F, Cl, Br, I, At, Ts) образуют VIIA-группу (главную подгруппу VII группы), расположены в 2–7 периодах перед инертными газами. Атомы имеют на внешнем уровне 7 электронов (ns²np⁵), им не хватает одного электрона до завершения восьмиэлектронного слоя, поэтому галогены — типичные неметаллы и сильные окислители; в соединениях с металлами и водородом проявляют степень окисления −1. От фтора к астату радиус атомов растёт, электроотрицательность и окислительная способность убывают. Фтор — самый электроотрицательный элемент, проявляет только степени окисления −1 и 0; остальные галогены в соединениях с кислородом проявляют положительные степени окисления до +7 (высший оксид Г₂O₇, высшая кислота HГO₄). Простые вещества — двухатомные молекулы F₂, Cl₂, Br₂, I₂ с ковалентной неполярной связью и молекулярной решёткой. Водородные соединения — галогеноводороды HГ.
§ 11. Проверьте свои знания.
2. Расскажите о нахождении галогенов в природе. Какова роль этих элементов в жизнедеятельности организмов?
В природе галогены встречаются только в виде соединений, так как очень активны. Важнейшие минералы: флюорит (плавиковый шпат) CaF₂, криолит K₃AlF₆, каменная соль (галит) NaCl, сильвин KCl. Соединения брома и иода хорошо растворимы, поэтому содержатся в воде морей и океанов; иод накапливают бурые водоросли (ламинария).
Роль в организмах: фтор входит в состав зубной эмали (придаёт твёрдость зубам). Хлор — макро- и микроэлемент (в организме около 0,25 %): хлорид-ионы поддерживают водно-солевой обмен и внутриклеточное давление, соляная кислота входит в состав желудочного сока, участвует в пищеварении и убивает болезнетворные микроорганизмы. Бром (в виде бромид-ионов) участвует в формировании тканей и клеточном иммунитете, влияет на нервную систему. Иод — микроэлемент: входит в гормоны щитовидной железы (тироксин, трийодтиронин); недостаток иода вызывает тяжёлые заболевания; спиртовой раствор иода («иодная настойка») применяют для обработки ран.
Роль в организмах: фтор входит в состав зубной эмали (придаёт твёрдость зубам). Хлор — макро- и микроэлемент (в организме около 0,25 %): хлорид-ионы поддерживают водно-солевой обмен и внутриклеточное давление, соляная кислота входит в состав желудочного сока, участвует в пищеварении и убивает болезнетворные микроорганизмы. Бром (в виде бромид-ионов) участвует в формировании тканей и клеточном иммунитете, влияет на нервную систему. Иод — микроэлемент: входит в гормоны щитовидной железы (тироксин, трийодтиронин); недостаток иода вызывает тяжёлые заболевания; спиртовой раствор иода («иодная настойка») применяют для обработки ран.
§ 11. Проверьте свои знания.
3. Охарактеризуйте физические свойства галогенов. Как изменяется цвет и плотность галогенов в ряду F₂ — Cl₂ — Br₂ — I₂?
Галогены — простые вещества с двухатомными молекулами F₂, Cl₂, Br₂, I₂, образованными ковалентной неполярной связью; в твёрдом состоянии имеют молекулярную кристаллическую решётку (поэтому летучи, имеют невысокие температуры плавления и кипения). Фтор и хлор — газы, бром — жидкость, иод — твёрдое вещество. Все галогены имеют резкий запах и ядовиты. В ряду F₂ — Cl₂ — Br₂ — I₂ окраска углубляется (от светло-жёлтой до чёрно-серой), плотность и температуры плавления и кипения увеличиваются (с ростом молярной массы усиливается межмолекулярное притяжение).
§ 11. Проверьте свои знания.
4. Определите вид химической связи и тип кристаллической решётки в следующих веществах: иод, хлорид калия, бромоводород.
Иод I₂: связь ковалентная неполярная (между одинаковыми атомами), кристаллическая решётка молекулярная.
Хлорид калия KCl: связь ионная (металл + неметалл, ионы K⁺ и Cl⁻), решётка ионная.
Бромоводород HBr: связь ковалентная полярная (общая электронная пара смещена к более электроотрицательному брому), в твёрдом состоянии решётка молекулярная.
Хлорид калия KCl: связь ионная (металл + неметалл, ионы K⁺ и Cl⁻), решётка ионная.
Бромоводород HBr: связь ковалентная полярная (общая электронная пара смещена к более электроотрицательному брому), в твёрдом состоянии решётка молекулярная.
§ 11. Проверьте свои знания.
5. Охарактеризуйте химические свойства галогенов.
Для галогенов наиболее характерны окислительные свойства, которые убывают от фтора к иоду.
1) С металлами образуют соли — галогениды: 2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃; 2Al + 3I₂ = 2AlI₃ (катализатор — вода); 2Sb + 5Cl₂ = 2SbCl₅.
2) С водородом образуют галогеноводороды: H₂ + Cl₂ = 2HCl (фтор взрывается даже в темноте, иод реагирует обратимо при нагревании: H₂ + I₂ ⇄ 2HI).
3) Более активный галоген вытесняет менее активный из растворов его солей: 2KI + Br₂ = 2KBr + I₂; 2KI + Cl₂ = 2KCl + I₂; 2KBr + Cl₂ = 2KCl + Br₂. Фтор реагирует с водой: 2H₂O + 2F₂ = 4HF + O₂.
4) С растворами щелочей реагируют по-разному в зависимости от температуры (диспропорционирование): Br₂ + 2NaOH = NaBr + NaBrO + H₂O (20 °C); 3Br₂ + 6NaOH = 5NaBr + NaBrO₃ + 3H₂O (при нагревании); Cl₂ + 2KOH = KCl + KClO + H₂O.
Галогены с кислородом непосредственно не реагируют; в реакциях с водородом и металлами они — окислители, в реакциях со щелочами — и окислители, и восстановители.
1) С металлами образуют соли — галогениды: 2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃; 2Al + 3I₂ = 2AlI₃ (катализатор — вода); 2Sb + 5Cl₂ = 2SbCl₅.
2) С водородом образуют галогеноводороды: H₂ + Cl₂ = 2HCl (фтор взрывается даже в темноте, иод реагирует обратимо при нагревании: H₂ + I₂ ⇄ 2HI).
3) Более активный галоген вытесняет менее активный из растворов его солей: 2KI + Br₂ = 2KBr + I₂; 2KI + Cl₂ = 2KCl + I₂; 2KBr + Cl₂ = 2KCl + Br₂. Фтор реагирует с водой: 2H₂O + 2F₂ = 4HF + O₂.
4) С растворами щелочей реагируют по-разному в зависимости от температуры (диспропорционирование): Br₂ + 2NaOH = NaBr + NaBrO + H₂O (20 °C); 3Br₂ + 6NaOH = 5NaBr + NaBrO₃ + 3H₂O (при нагревании); Cl₂ + 2KOH = KCl + KClO + H₂O.
Галогены с кислородом непосредственно не реагируют; в реакциях с водородом и металлами они — окислители, в реакциях со щелочами — и окислители, и восстановители.
§ 11. Примените свои знания.
6. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
а) NaCl → HCl → FeCl₂ → FeCl₃ → AgCl
б) KBr → Br₂ → ZnBr₂ → HBr → Br₂ → NaBrO₃
Для реакций, протекающих в растворах, запишите ионные уравнения. В уравнениях окислительно-восстановительных реакций расставьте коэффициенты методом электронного баланса, укажите окислитель и восстановитель.
а) NaCl → HCl → FeCl₂ → FeCl₃ → AgCl
б) KBr → Br₂ → ZnBr₂ → HBr → Br₂ → NaBrO₃
Для реакций, протекающих в растворах, запишите ионные уравнения. В уравнениях окислительно-восстановительных реакций расставьте коэффициенты методом электронного баланса, укажите окислитель и восстановитель.
а)
1) NaCl(тв.) + H₂SO₄(конц.) =(t) NaHSO₄ + HCl↑ (обменная реакция, не ОВР).
2) 2HCl + Fe = FeCl₂ + H₂↑ (ОВР)
Fe⁰ − 2e → Fe²⁺ | ×1 (восстановитель — Fe)
2H⁺ + 2e → H₂⁰ | ×1 (окислитель — H⁺ кислоты)
Ионное: 2H⁺ + 2Cl⁻ + Fe = Fe²⁺ + 2Cl⁻ + H₂↑; сокращённое: 2H⁺ + Fe = Fe²⁺ + H₂↑.
3) 2FeCl₂ + Cl₂ = 2FeCl₃ (ОВР)
Fe²⁺ − 1e → Fe³⁺ | ×2 (восстановитель — FeCl₂)
Cl₂⁰ + 2e → 2Cl⁻ | ×1 (окислитель — Cl₂)
Ионное: 2Fe²⁺ + Cl₂ = 2Fe³⁺ + 2Cl⁻.
4) FeCl₃ + 3AgNO₃ = 3AgCl↓ + Fe(NO₃)₃
Ионное полное: Fe³⁺ + 3Cl⁻ + 3Ag⁺ + 3NO₃⁻ = 3AgCl↓ + Fe³⁺ + 3NO₃⁻; сокращённое: Ag⁺ + Cl⁻ = AgCl↓ (белый творожистый осадок).
б)
1) 2KBr + Cl₂ = 2KCl + Br₂ (ОВР)
2Br⁻ − 2e → Br₂⁰ | ×1 (восстановитель — KBr)
Cl₂⁰ + 2e → 2Cl⁻ | ×1 (окислитель — Cl₂)
Ионное: 2Br⁻ + Cl₂ = Br₂ + 2Cl⁻.
2) Br₂ + Zn = ZnBr₂ (ОВР)
Zn⁰ − 2e → Zn²⁺ (восстановитель — Zn); Br₂⁰ + 2e → 2Br⁻ (окислитель — Br₂).
3) ZnBr₂(тв.) + 2H₃PO₄(конц.) =(t) Zn(H₂PO₄)₂ + 2HBr↑ (по аналогии с получением HBr из KBr; серная кислота не подходит — она окисляет бромоводород).
4) 2HBr + Cl₂ = 2HCl + Br₂ (ОВР)
2Br⁻ − 2e → Br₂⁰ (восстановитель — HBr); Cl₂⁰ + 2e → 2Cl⁻ (окислитель — Cl₂).
Ионное: 2Br⁻ + Cl₂ = Br₂ + 2Cl⁻.
5) 3Br₂ + 6NaOH =(t) 5NaBr + NaBrO₃ + 3H₂O (диспропорционирование)
Br₂⁰ + 2e → 2Br⁻ | ×5 (окислитель — Br₂)
Br⁰ − 5e → Br⁺⁵ | ×1 (восстановитель — Br₂; 6 атомов: 5 принимают, 1 отдаёт)
Ионное: 3Br₂ + 6OH⁻ = 5Br⁻ + BrO₃⁻ + 3H₂O.
Оговорка: реакцию ZnBr₂ → HBr в книге нет; предложен один из возможных способов.
1) NaCl(тв.) + H₂SO₄(конц.) =(t) NaHSO₄ + HCl↑ (обменная реакция, не ОВР).
2) 2HCl + Fe = FeCl₂ + H₂↑ (ОВР)
Fe⁰ − 2e → Fe²⁺ | ×1 (восстановитель — Fe)
2H⁺ + 2e → H₂⁰ | ×1 (окислитель — H⁺ кислоты)
Ионное: 2H⁺ + 2Cl⁻ + Fe = Fe²⁺ + 2Cl⁻ + H₂↑; сокращённое: 2H⁺ + Fe = Fe²⁺ + H₂↑.
3) 2FeCl₂ + Cl₂ = 2FeCl₃ (ОВР)
Fe²⁺ − 1e → Fe³⁺ | ×2 (восстановитель — FeCl₂)
Cl₂⁰ + 2e → 2Cl⁻ | ×1 (окислитель — Cl₂)
Ионное: 2Fe²⁺ + Cl₂ = 2Fe³⁺ + 2Cl⁻.
4) FeCl₃ + 3AgNO₃ = 3AgCl↓ + Fe(NO₃)₃
Ионное полное: Fe³⁺ + 3Cl⁻ + 3Ag⁺ + 3NO₃⁻ = 3AgCl↓ + Fe³⁺ + 3NO₃⁻; сокращённое: Ag⁺ + Cl⁻ = AgCl↓ (белый творожистый осадок).
б)
1) 2KBr + Cl₂ = 2KCl + Br₂ (ОВР)
2Br⁻ − 2e → Br₂⁰ | ×1 (восстановитель — KBr)
Cl₂⁰ + 2e → 2Cl⁻ | ×1 (окислитель — Cl₂)
Ионное: 2Br⁻ + Cl₂ = Br₂ + 2Cl⁻.
2) Br₂ + Zn = ZnBr₂ (ОВР)
Zn⁰ − 2e → Zn²⁺ (восстановитель — Zn); Br₂⁰ + 2e → 2Br⁻ (окислитель — Br₂).
3) ZnBr₂(тв.) + 2H₃PO₄(конц.) =(t) Zn(H₂PO₄)₂ + 2HBr↑ (по аналогии с получением HBr из KBr; серная кислота не подходит — она окисляет бромоводород).
4) 2HBr + Cl₂ = 2HCl + Br₂ (ОВР)
2Br⁻ − 2e → Br₂⁰ (восстановитель — HBr); Cl₂⁰ + 2e → 2Cl⁻ (окислитель — Cl₂).
Ионное: 2Br⁻ + Cl₂ = Br₂ + 2Cl⁻.
5) 3Br₂ + 6NaOH =(t) 5NaBr + NaBrO₃ + 3H₂O (диспропорционирование)
Br₂⁰ + 2e → 2Br⁻ | ×5 (окислитель — Br₂)
Br⁰ − 5e → Br⁺⁵ | ×1 (восстановитель — Br₂; 6 атомов: 5 принимают, 1 отдаёт)
Ионное: 3Br₂ + 6OH⁻ = 5Br⁻ + BrO₃⁻ + 3H₂O.
Оговорка: реакцию ZnBr₂ → HBr в книге нет; предложен один из возможных способов.
§ 11. Примените свои знания.
7. Какой объём хлора (н. у.) можно получить из 100 мл 25 %-ной соляной кислоты (ρ = 1,12 г/мл) в результате реакций с двумя окислителями — перманганатом калия и оксидом марганца(IV)?
Совпали ли полученные значения?
Дано: V(р-ра HCl) = 100 мл; w(HCl) = 25 %; ρ = 1,12 г/мл.
Найти: V(Cl₂) в реакциях с KMnO₄ и MnO₂.
Решение:
1) m(р-ра) = 100 мл · 1,12 г/мл = 112 г; m(HCl) = 112 · 0,25 = 28 г; M(HCl) = 36,5 г/моль; n(HCl) = 28 / 36,5 ≈ 0,767 моль.
2) С перманганатом: 16HCl + 2KMnO₄ = 2MnCl₂ + 2KCl + 5Cl₂↑ + 8H₂O. n(Cl₂) = 0,767 · 5 / 16 ≈ 0,240 моль; V(Cl₂) = 0,240 · 22,4 ≈ 5,37 л.
3) С оксидом марганца(IV): 4HCl + MnO₂ = MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O. n(Cl₂) = 0,767 / 4 ≈ 0,192 моль; V(Cl₂) = 0,192 · 22,4 ≈ 4,30 л.
Ответ: 5,37 л (с KMnO₄) и 4,30 л (с MnO₂). Значения не совпали: в реакции с перманганатом на 1 моль Cl₂ расходуется 16/5 = 3,2 моль HCl, а в реакции с MnO₂ — 4 моль HCl (часть кислоты в обеих реакциях идёт на солеобразование), поэтому из того же количества кислоты первым способом получается больше хлора.
Найти: V(Cl₂) в реакциях с KMnO₄ и MnO₂.
Решение:
1) m(р-ра) = 100 мл · 1,12 г/мл = 112 г; m(HCl) = 112 · 0,25 = 28 г; M(HCl) = 36,5 г/моль; n(HCl) = 28 / 36,5 ≈ 0,767 моль.
2) С перманганатом: 16HCl + 2KMnO₄ = 2MnCl₂ + 2KCl + 5Cl₂↑ + 8H₂O. n(Cl₂) = 0,767 · 5 / 16 ≈ 0,240 моль; V(Cl₂) = 0,240 · 22,4 ≈ 5,37 л.
3) С оксидом марганца(IV): 4HCl + MnO₂ = MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O. n(Cl₂) = 0,767 / 4 ≈ 0,192 моль; V(Cl₂) = 0,192 · 22,4 ≈ 4,30 л.
Ответ: 5,37 л (с KMnO₄) и 4,30 л (с MnO₂). Значения не совпали: в реакции с перманганатом на 1 моль Cl₂ расходуется 16/5 = 3,2 моль HCl, а в реакции с MnO₂ — 4 моль HCl (часть кислоты в обеих реакциях идёт на солеобразование), поэтому из того же количества кислоты первым способом получается больше хлора.
§ 11. Примените свои знания.
8. Какую массу иода можно получить из 30 г иодида натрия действием избытка хлорной воды, если выход продукта реакции составляет 65 %?
Дано: m(NaI) = 30 г; η(I₂) = 65 %.
Найти: m(I₂) практ. — ?
Решение:
1) 2NaI + Cl₂ = 2NaCl + I₂.
2) M(NaI) = 23 + 127 = 150 г/моль; n(NaI) = 30 / 150 = 0,2 моль.
3) По уравнению n(I₂) = n(NaI) / 2 = 0,1 моль; M(I₂) = 254 г/моль; m(I₂) теор. = 0,1 · 254 = 25,4 г.
4) m(I₂) практ. = 25,4 · 0,65 ≈ 16,5 г.
Ответ: ≈ 16,5 г иода.
Найти: m(I₂) практ. — ?
Решение:
1) 2NaI + Cl₂ = 2NaCl + I₂.
2) M(NaI) = 23 + 127 = 150 г/моль; n(NaI) = 30 / 150 = 0,2 моль.
3) По уравнению n(I₂) = n(NaI) / 2 = 0,1 моль; M(I₂) = 254 г/моль; m(I₂) теор. = 0,1 · 254 = 25,4 г.
4) m(I₂) практ. = 25,4 · 0,65 ≈ 16,5 г.
Ответ: ≈ 16,5 г иода.
§ 11. Используйте дополнительную информацию.
9. Подготовьте сообщение об истории открытия, свойствах и применении одного из галогенов. Аргументируйте свой выбор галогена.
Иод (выбор: иод — единственный галоген, твёрдый при обычных условиях, и важный для здоровья человека).
История: в 1811 г. французский химик Б. Куртуа, обрабатывая золу морских водорослей серной кислотой, заметил фиолетовые пары, оседавшие в виде тёмных кристаллов. В 1813–1814 гг. Ж. Гей-Люссак и Х. Дэви установили, что это новый элемент; название от греч. «иодес» — фиолетовый.
Свойства: чёрно-серые кристаллы с металлическим блеском, при нагревании легко возгоняются (переходят в фиолетовый пар), плохо растворяются в воде, хорошо — в спирте и органических растворителях; молекула I₂, решётка молекулярная. Окислительные свойства слабее, чем у хлора и брома: 2Al + 3I₂ = 2AlI₃ (катализатор — вода), H₂ + I₂ ⇄ 2HI. Качественная реакция на иод — синее окрашивание крахмала.
Нахождение и роль: в природе в виде иодидов в морской воде, водорослях (ламинария), буровых водах. В организме человека — в составе гормонов щитовидной железы, недостаток вызывает заболевания; для профилактики используют иодированную соль.
Применение: спиртовой раствор иода (иодная настойка) — антисептик; синтез лекарств и красителей, фотоматериалы, катализаторы, добавки в корм скоту.
Выбор обоснован тем, что иод одновременно показывает типичные свойства галогена и находит широкое практическое применение в медицине.
История: в 1811 г. французский химик Б. Куртуа, обрабатывая золу морских водорослей серной кислотой, заметил фиолетовые пары, оседавшие в виде тёмных кристаллов. В 1813–1814 гг. Ж. Гей-Люссак и Х. Дэви установили, что это новый элемент; название от греч. «иодес» — фиолетовый.
Свойства: чёрно-серые кристаллы с металлическим блеском, при нагревании легко возгоняются (переходят в фиолетовый пар), плохо растворяются в воде, хорошо — в спирте и органических растворителях; молекула I₂, решётка молекулярная. Окислительные свойства слабее, чем у хлора и брома: 2Al + 3I₂ = 2AlI₃ (катализатор — вода), H₂ + I₂ ⇄ 2HI. Качественная реакция на иод — синее окрашивание крахмала.
Нахождение и роль: в природе в виде иодидов в морской воде, водорослях (ламинария), буровых водах. В организме человека — в составе гормонов щитовидной железы, недостаток вызывает заболевания; для профилактики используют иодированную соль.
Применение: спиртовой раствор иода (иодная настойка) — антисептик; синтез лекарств и красителей, фотоматериалы, катализаторы, добавки в корм скоту.
Выбор обоснован тем, что иод одновременно показывает типичные свойства галогена и находит широкое практическое применение в медицине.
§ 11. Используйте дополнительную информацию.
10. Разделитесь на группы по 5–6 человек для создания коллажей по темам «Использование соединений хлора в быту» и «Применение соединений хлора в промышленности». Распределите в группе обязанности и сделайте презентацию своей работы.
План работы группы. Роли: руководитель (распределяет задачи, следит за сроками), 2–3 «исследователя» (ищут информацию и фотографии), дизайнер (собирает коллаж), докладчик (представляет работу), оппонент-редактор (проверяет химические формулы и факты).
Тема «Использование соединений хлора в быту»: поваренная соль NaCl (пища, консервирование); отбеливатели и дезинфицирующие средства на основе гипохлорита натрия NaClO, «хлорка» (хлорная известь); соляная кислота в средствах для удаления накипи и ржавчины (с осторожностью); хлорирование питьевой воды и воды в бассейнах; пластик ПВХ (линолеум, трубы, оконные профили, клеёнки); лекарства (хлорид кальция, хлоргексидин).
Тема «Применение соединений хлора в промышленности»: получение хлороводорода и соляной кислоты; отбеливание тканей и бумаги; производство пластмасс (поливинилхлорид), синтетического каучука и волокон, красителей, растворителей, лекарств; средства защиты растений; получение иода и брома, а также металлов (титан, кремний); обеззараживание воды.
Презентация (7–10 слайдов): цель и актуальность; формулы и свойства; схема получения; области применения с иллюстрациями; правила безопасного обращения (хлор ядовит); вывод; список источников.
Тема «Использование соединений хлора в быту»: поваренная соль NaCl (пища, консервирование); отбеливатели и дезинфицирующие средства на основе гипохлорита натрия NaClO, «хлорка» (хлорная известь); соляная кислота в средствах для удаления накипи и ржавчины (с осторожностью); хлорирование питьевой воды и воды в бассейнах; пластик ПВХ (линолеум, трубы, оконные профили, клеёнки); лекарства (хлорид кальция, хлоргексидин).
Тема «Применение соединений хлора в промышленности»: получение хлороводорода и соляной кислоты; отбеливание тканей и бумаги; производство пластмасс (поливинилхлорид), синтетического каучука и волокон, красителей, растворителей, лекарств; средства защиты растений; получение иода и брома, а также металлов (титан, кремний); обеззараживание воды.
Презентация (7–10 слайдов): цель и актуальность; формулы и свойства; схема получения; области применения с иллюстрациями; правила безопасного обращения (хлор ядовит); вывод; список источников.
§ 11. Выразите своё мнение.
11. Минерал пиролюзит (MnO₂) раньше считался разновидностью магнитного железняка (Fe₃O₄). В 1774 г. шведский химик К. Шееле предположил, что пиролюзит представляет собой не соединение железа, а соединение неизвестного в то время металла. Какой эксперимент привёл учёного к такому выводу?
Какой газ получил Шееле реакцией соляной кислоты с пиролюзитом?
Позиция: вывод Шееле был обоснован экспериментом, поэтому предположение о новом металле было верным.
Аргументы:
1) Пиролюзит вёл себя иначе, чем соединения железа: при обработке соляной кислотой он выделял жёлто-зелёный газ с резким запахом, тогда как магнитный железняк Fe₃O₄ при этом просто растворяется с образованием хлоридов железа(II) и (III) и без выделения газа: Fe₃O₄ + 8HCl = FeCl₂ + 2FeCl₃ + 4H₂O.
2) Шееле получил газ — хлор («дефлогистонированную соляную кислоту»): MnO₂ + 4HCl =(t) MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O. Окислителем выступает Mn⁺⁴ (Mn⁺⁴ + 2e → Mn⁺²), восстановителем — Cl⁻ (2Cl⁻ − 2e → Cl₂⁰).
3) Растворы, полученные из пиролюзита, не давали реакций на ионы железа и содержали соль другого металла (этот металл вскоре выделил Ю. Ган — марганец), что подтвердило мысль Шееле.
Оговорка: подробности эксперимента, не указанные в учебнике, даны по историческим сведениям в обобщённом виде.
Аргументы:
1) Пиролюзит вёл себя иначе, чем соединения железа: при обработке соляной кислотой он выделял жёлто-зелёный газ с резким запахом, тогда как магнитный железняк Fe₃O₄ при этом просто растворяется с образованием хлоридов железа(II) и (III) и без выделения газа: Fe₃O₄ + 8HCl = FeCl₂ + 2FeCl₃ + 4H₂O.
2) Шееле получил газ — хлор («дефлогистонированную соляную кислоту»): MnO₂ + 4HCl =(t) MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O. Окислителем выступает Mn⁺⁴ (Mn⁺⁴ + 2e → Mn⁺²), восстановителем — Cl⁻ (2Cl⁻ − 2e → Cl₂⁰).
3) Растворы, полученные из пиролюзита, не давали реакций на ионы железа и содержали соль другого металла (этот металл вскоре выделил Ю. Ган — марганец), что подтвердило мысль Шееле.
Оговорка: подробности эксперимента, не указанные в учебнике, даны по историческим сведениям в обобщённом виде.