Головна підгрупа VIIA групи: H, F, Cl, Br, I, At

В ПСЀщено в головній підгрупі ІА групи (в дужках), а у головній підгрупі VIIA групи — без дужок. Цим умовно висловлена більша подібність водню до галогенів, ніж до лужних металів. На зовнішньому рівні галогенів сім електронів ns ² p ⁵. До стійкої оболонки благородних газів як у атомів водні, так і у атомів галогенів бракує одного електрона, приєднуючи який атоми цих елементів перетворюються в негативно заряджені іони Н^– і Г^– відповідно в гідридах та галідах.

Самий сильний окислювач — фтор, який має найменший радіус атома серед галогенів і найбільшу електронегатівність. Із збільшенням радіуса атома галогенів закономірно зменшуються іонізаційні потенціали і окислювальна активність, зростають відновлювальні властивості, особливо йоду і астату, які мають деяку подібність з металами. У такій же послідовності одні галогени можуть витісняти інші зі сполук (F ® Cl ® Br ® I). Усі галогени мають наступні загальні властивості: молекулярну кристалічну структуру, леткість, здатність утворювати негативно заряджені іоні Е^– (Г^–) у сполуках з металами головних підгруп, ковалентні зв’язки з металами побічних підгруп у вищому ступені окислення із неметалами (ТіСl₄, VF₅, SF₆ і інші), вступати у взаємодію з більшістю металів і неметалів, утворюючи галіди, гідриди і інші сполуки.

Контрольні питання

141. Після обробки 6,81 г суміші KCl і NaCl сірчаною кислотою одержали 8,06 г суміші K₂SO₄ і Na₂SO₄. Визначте склад суміші хлоридів і сульфатів. Відповідь: 2,34 г NaCl; 4,47 г KCl; 2,84 г Na₂SO₄; 5,22 г K₂SO₄.

142. Обчисліть відсотковий вміст KMnO₄ в солі, якщо при дії на 20 г її концентрованим розчином HBr одержано 40 г брому (враховуючи, що виділився увесь бром). Відповідь: 79%.

143. Обчисліть, яку кількість бертолетової солі KClO₃ можна одержати з 168 г KOH. Відповідь: 61,2 г.

144. Скільки грамів 20% розчину NaHSO₃ потрібно для виділення всього йоду з 1,6 л розчину NaIO₃ з C_М=0,4? В результаті реакції утворюються гідросульфат і сульфат натрію. Відповідь: 832 г.

145. До 200 см³ розчину, що містить 11,9 г калію броміду, додали 300 см³ розчину, який містить 25,5 г AgNO₃. Осад, що утворився, відфільтрували. Обчисліть молярну концентрацію солей у фільтраті.

Відповідь: C_М =0,2; C_М =0,1.

146. До 200 см³ розчину мідь(II) сульфату CuSO₄ додали розчин калію йодиду KI, при цьому утворилося 10,16 г йоду. Обчисліть молярну концентрацію CuSO₄. Відповідь: C_М=0,4.

147. На окислення йоду витрачено 2,34 л хлору (н.у.). Скільки йодатної кислоти HIO₃ утворилося при цьому? Відповідь: 7,36 г.

148. При обробці 7,66 г суміші KCl і NaCl надлишком концентрованої сірчаної кислоти отримали 300 см³ розчину соляної кислоти з C_М=0,4. Обчисліть вміст хлоридів калію і натрію в суміші. Відповідь: 4,68 г NaCl; 2,98 г KCl.

149. Оксид хлору містить 47,42 г кисню. Густина його пари за воднем 33,73. Знайдіть формулу оксиду. Відповідь: ClO₂.

150. У 100 г води при 20°C розчиняється 3,6 г брому. Скільки грамів бромної води потрібно для окислення 7,6 г FeSO₄ у розчині H₂SO₄? Відповідь: 115 г.

151. При температурі 300°C ступінь термічної дисоціації HI становить 25%. Визначте при цій температурі рівноважні концентрації H₂ і I₂ у системі H₂ + I₂ «2HI, якщо рівноважна концентрація HI дорівнює 0,96 моль/л? Відповідь: 0,12 моль/л.

152. Деяку кількість хлорного вапна додали до підкисленого розчину KI. Маса йоду, що виділилася, дорівнює 0, 258 г. Скільки активного хлору вмістилося у пробі хлорного вапна? Відповідь: 0,072 г.

153. Який об’єм 6,8% розчину KClO₃ (густина 1,04 г/см³) потрібно взяти для того, щоб у розчині H₂SO₄ окислити 250 см³ 21% розчину FeSO₄ (густина 1,22 г/см³)?

Відповідь: 121,7 см³.

154. Виходячи з теплот утворення NaCl (–411,6 кДж/моль) і NaBr (–362,4 кДж/моль), обчисліть теплоту хімічної реакції, що протікає за рівнянням: Cl₂ + 2NaBr ® Br₂ + 2NaCl. Відповідь: –98,4 кДж.

155. Скільки кілограмів плавікового шпату, що містить 97,5% CаF₂ і скільки літрів 98% розчину H₂SO₄ (густина 1,84 г/см³) потрібно для одержання 1 кг HF? Відповідь: 2 кг; 1,36 л.

156. У зразку чилійської селітри міститься 0,2% домішки NaIO₃. Обчисліть, скільки йоду можна добути з однієї тонни цієї селітри. Відповідь: 1,28 кг.

157. Який об’єм 6% розчину KBrO₃ (густина 1,04 г/см³) потрібно для окислення 50 см³ розчину FeSO₄ з C_М=0,75 у розчині H₂SO₄? Відповідь: 16,7 см³.

158. Обчисліть об’єм хлору, який виділиться при обробці концентрованою соляною кислотою 80 г KMnO₄, що містить 1,25% не реагуючих з кислотою домішок. Відповідь: 28 л.

159. Обчисліть відсотковий вміст KIO₃ у розчині, якщо 3,21 г розчину, що реагує з надлишком KI у розчині H₂SO₄, утворює 0,635 г йоду. Відповідь: 5,55%.

160. Скільки грамів йоду виділиться при взаємодії розчину KI з 150 см³ 6% розчину KMnO₄ (густина 1,04 г/см³) у кислому середовищі? Відповідь: 37,6 г.

161. Який ступінь окислення може проявляти водень у своїх сполуках? Наведіть приклади реакцій, у яких газоподібний водень відіграє властивості окислювача і у яких відновника.

162. Які сполуки називають хлорним вапном? Складіть рівняння реакцій одержання CaOCl₂ і Ca(OH)₂. Що таке «активний хлор хлорного вапна»?. В яких умовах зберігається хлорне вапно? Чому?

163. Складіть електронні і молекулярні рівняння реакцій: а) хлору з холодним розчином KOH, б) фтору з розчином NaOH.

164. Назвіть три ізотопи водню. Вкажіть склад їх ядер. Що уявляє собою важка вода? Як її одержують і які її властивості?

165. Яким шляхом можливо одержати гідрид кальцію і гідрид берилію? Напишіть рівняння реакції цих сполук з водою. Для окислювально-відновних реакцій складіть електронно-іонні рівняння.

166. Чому пероксид водню здатний диспропорціювати (самоокислюватися-самовідновлюватися)? Складіть електронні і молекулярні рівняння процесу розкладу H₂O₂.

167. Які властивості може проявляти пероксид водню в окислювально-відновних реакціях? Чому? Напишіть рівняння реакцій H₂O₂: а) з Ag₂O, б) з KI у кислому середовищі.

168. Як змінюються окислювальні властивості галогенів при переході від фтору до йоду і відновлювальні властивості їх негативно заряджених іонів? Чому? Закінчить рівняння реакцій:

а) Cl₂ + I₂ + H₂O ® … б) KI + Br₂ ® …

169. Складіть електронні і молекулярні рівняння реакції, яка протікає при пропусканні хлору через гарячий розчин KOH. До якого типу ОВР відноситься дана реакція?

170. Напишіть формули і дайте назву кисневовмісним кислотам хлору, вкажіть ступінь окислення хлору у кожній з них. Яка з кислот більш сильний окислювач?

171. На підставі електронно-іонного рівняння закінчить рівняння реакції: KI + NaClO + H₂SO₄ ® I₂ + … Хлор набуває нижчого ступеня окислення. Вкажіть окислювач і відновник, процес відновлення і окислення.

172. Чому фтор являється сильним окислювачем? Закінчити рівняння реакцій:

а) SiO₂ + F₂ ® … б) F₂ + H₂O ® …

в) S + F₂ ® … г) Xe + F₂ ® …

173. Напишіть рівняння реакцій одержання фториду водню: а) з CaF₂, б) синтезом з елементів H₂ + F₂. Які властивості має фтороводнева (плавикова) кислота? Поясніть можливість існування такої сполуки, як KHF₂.

174. Наведіть приклади сполук, у яких хлор проявляє ступінь окислення +7. Дайте характеристику оксиду хлору (VII) — Cl₂O₇ (фізичні властивості, дипольний момент, методи добування). Закінчити рівняння реакцій:

а) Cl₂O₇ + H₂O ® … б) Cl₂O₇ + KOH ® …

175. Поясніть, як змінюється сила і окислювальні властивості кислот в ряду: HClO — HClO₂ — HClO₃ — HClO₄. Чому?

176. Які сполуки називаються галогенангідридами? Наведіть приклади їх одержання. Які продукти утворюються при взаємодії:

а) PCl₃ + H₂O ® … б) PBr₃ + H₂O ® …

в) POCl₃ + H₂O ® …

177. Напишіть формули і дайте назву кисневовмісним кислотам брому, вкажіть ступінь окислення брому. За допомогою електронно-іонного методу знайдіть коефіцієнти в реакціях:

а) KBrO₃ + KBr + H₂SO₄ ® Br₂ + …

б) Br₂ + Cl₂ + H₂O ® HBrO₃ + …

в) NaBrO₃ + F₂ + NaOH ® NaBrO₄ + …

178. На підставі електронно-іонного рівняння закінчити рівняння реакції: KIO₃ + KI + H₂SO₄ ® I₂ + … Вкажіть окислювач і відновник, процес відновлення і окислення.

179. На підставі електронно-іонного рівняння закінчити рівняння реакцій:

а) F₂ + NaOH ® OF₂ + …

б) Cl₂ + NaOH NaClO₃ + …

Вкажіть окислювач і відновник, процес відновлення і окислення.

180. На підставі електронно-іонного рівняння закінчити рівняння реакцій:

а) NaH + H₂O ® H₂ + …

б) Cl₂ + H₂O ® …

Вкажіть окислювач і відновник, процес окислення і відновлення.