Для решения данного задания разберем каждую реакцию последовательно.
Оксид марганца (IV) (( \text{MnO}_2 )) взаимодействует с концентрированной соляной кислотой при нагревании, в результате чего происходит окислительно-восстановительная реакция. ( \text{MnO}_2 ) является окислителем, а ( \text{HCl} ) — восстановителем. В результате реакции выделяется хлор (( \text{Cl}_2 )) в виде газа, образуется хлорид марганца (( \text{MnCl}_2 )) и вода (( \text{H}_2\text{O} )).
Уравнение реакции: [ \text{MnO}_2 + 4\text{HCl} \xrightarrow{\text{t}} \text{MnCl}_2 + \text{Cl}_2\uparrow + 2\text{H}_2\text{O} ]
Хлор (( \text{Cl}_2 )) взаимодействует с раствором гидроксида натрия (( \text{NaOH} )) на холоде. Это реакция диспропорционирования, в ходе которой образуется хлорид натрия (( \text{NaCl} )) и гипохлорит натрия (( \text{NaClO} )).
Уравнение реакции: [ \text{Cl}_2 + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{NaCl} + \text{NaClO} + \text{H}_2\text{O} ]
Полученный раствор содержит ( \text{NaCl} ) и ( \text{NaClO} ).
К первой части раствора (которая содержит ( \text{NaCl} ) и ( \text{NaClO} )) добавляют раствор нитрата серебра (( \text{AgNO}_3 )). В результате реакции ионов ( \text{Cl}^- ) из ( \text{NaCl} ) с ионами серебра (( \text{Ag}^+ )) образуется белый осадок хлорида серебра (( \text{AgCl} )).
Уравнение реакции: [ \text{NaCl} + \text{AgNO}_3 \rightarrow \text{AgCl}\downarrow + \text{NaNO}_3 ]
При этом гипохлорит ион (( \text{ClO}^- )) в реакции не участвует.
Ко второй части раствора (которая также содержит ( \text{NaCl} ) и ( \text{NaClO} )) добавляют раствор йодида калия (( \text{KI} )). Гипохлорит-ион (( \text{ClO}^- )) окисляет иодид-ион (( \text{I}^- )) до элементарного йода (( \text{I}_2 )), в результате чего выпадает темно-бурый осадок йода.
Уравнение реакции: [ \text{NaClO} + 2\text{KI} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{I}_2\downarrow + \text{NaCl} + 2\text{KOH} ]
Таким образом, описаны все четыре реакции, указаны продукты и осадки.
Давайте рассмотрим каждую из описанных реакций и составим соответствующие уравнения.
Реакция оксида марганца (IV) с концентрированной соляной кислотой:
Оксид марганца (IV) — это MnO₂. При нагревании с концентрированной соляной кислотой происходит реакция, в результате которой образуется хлор и хлорид марганца (II):
[ MnO_2 + 4 HCl \rightarrow MnCl_2 + 2 Cl_2 + 2 H_2O ]
В этой реакции оксид марганца (IV) восстанавливается до хлорида марганца (II), а ионы хлора окисляются до молекул хлора.
Пропускание выделившегося газа через раствор гидроксида натрия:
Выделившийся газ (хлор) реагирует с гидроксидом натрия, образуя натрий хлорид и натрий гипохлорит:
[ Cl_2 + 2 NaOH \rightarrow NaCl + NaOCl + H_2O ]
Здесь образуется натрий хлорид и натрий гипохлорит.
Добавление раствора нитрата серебра к одной части раствора:
Вторая часть раствора содержит натрий хлорид (NaCl). При добавлении раствора нитрата серебра (AgNO₃) образуется белый осадок хлорида серебра (AgCl):
[ NaCl + AgNO_3 \rightarrow AgCl \downarrow + NaNO_3 ]
Этот осадок имеет белый цвет и является нерастворимым в воде.
Добавление раствора иодида калия к другой части раствора:
Вторая часть раствора, скорее всего, содержит гипохлорит натрия (NaOCl). При добавлении иодида калия (KI) происходит реакция, в результате которой образуется темно-бурый осадок йода (I₂):
[ NaOCl + 2 KI \rightarrow I_2 \downarrow + 2 KCl + NaOH ]
Здесь образуется йод, который имеет характерный темно-бурый цвет и осаждается в виде молекул I₂.
Таким образом, мы составили уравнения всех четырех реакций, происходящих в описанном процессе.
