Задача: Дана схема превращений
\[Br_2 \rightarrow MgBr_2 \xrightarrow{Cl_2} Br_2 \xrightarrow{H_2O} HBr\]
Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения.
Решение:
Рассмотрим каждое превращение по порядку.
1. Превращение: \(Br_2 \rightarrow MgBr_2\)
- Чтобы получить бромид магния (\(MgBr_2\)) из брома (\(Br_2\)), необходимо добавить простое вещество, которое будет реагировать с бромом. Таким веществом является магний (\(Mg\)).
- Уравнение реакции:
\[Br_2 + Mg \rightarrow MgBr_2\] - Это реакция соединения, где бром выступает в роли окислителя, а магний — восстановителя.
2. Превращение: \(MgBr_2 \xrightarrow{Cl_2} Br_2\)
- Чтобы получить бром (\(Br_2\)) из бромида магния (\(MgBr_2\)), необходимо добавить хлор (\(Cl_2\)).
- Хлор является более активным галогеном, чем бром, поэтому он вытесняет бром из раствора его соли.
- Уравнение реакции:
\[MgBr_2 + Cl_2 \rightarrow MgCl_2 + Br_2\] - Это реакция замещения, где хлор окисляет бромид-ионы до свободного брома.
3. Превращение: \(Br_2 \xrightarrow{H_2O} HBr\) (без нагревания и освещения)
- Бром реагирует с водой. В отличие от хлора, реакция брома с водой менее выражена, но она протекает.
- При взаимодействии брома с водой происходит диспропорционирование (самоокисление-самовосстановление) брома, образуя бромоводородную кислоту (\(HBr\)) и бромноватистую кислоту (\(HBrO\)).
- Однако, в схеме указано получение только \(HBr\). Это может быть упрощенная запись или подразумевается дальнейшее разложение \(HBrO\). Если же требуется получить только \(HBr\) из \(Br_2\) и \(H_2O\), то это не совсем корректно без дополнительных условий или восстановителя.
- Если же подразумевается, что \(HBrO\) затем разлагается или восстанавливается, то это уже не одна стадия.
- Наиболее распространенная реакция брома с водой:
\[Br_2 + H_2O \rightleftharpoons HBr + HBrO\] - Если же нужно получить только \(HBr\), то обычно используют реакцию брома с водородом, но в условии указано \(H_2O\).
- Возможно, в задании подразумевается, что \(HBrO\) является нестабильным и разлагается, или что реакция смещена в сторону образования \(HBr\) при определенных условиях. Однако, без дополнительных реагентов, прямое получение только \(HBr\) из \(Br_2\) и \(H_2O\) не является единственным продуктом.
- Если же мы должны выбрать из продуктов только \(HBr\), то это часть реакции диспропорционирования.
- Давайте предположим, что вопрос подразумевает, что \(HBr\) является одним из продуктов.
- Уравнение реакции:
\[Br_2 + H_2O \rightarrow HBr + HBrO\] - Если же требуется получить только \(HBr\), то это возможно, например, при пропускании \(H_2S\) через бромную воду:
\[Br_2 + H_2S \rightarrow 2HBr + S \downarrow\] Но в условии указано только \(H_2O\). - В контексте школьной химии, реакция брома с водой часто записывается как обратимая с образованием \(HBr\) и \(HBrO\). Если же требуется получить только \(HBr\), то это может быть неполная запись или подразумевается, что \(HBrO\) не учитывается как основной продукт.
- Давайте придерживаться наиболее прямого ответа, который соответствует образованию \(HBr\) из \(Br_2\) и \(H_2O\).
- Уравнение реакции:
\[Br_2 + H_2O \rightarrow HBr + HBrO\] - Если же нужно получить только \(HBr\), то это может быть реакция с восстановителем, но в условии только \(H_2O\).
- В данном случае, если мы должны заполнить пропуски, то это будет: \[Br_2 + H_2O \rightarrow HBr + HBrO\]
- Если же подразумевается, что \(HBrO\) не является конечным продуктом, то это может быть неполная запись.
- Давайте запишем реакцию, которая дает \(HBr\) как один из продуктов.
Заполнение пропусков:
1. \(Br_2 + \boxed{Mg} \rightarrow MgBr_2\)
2. \(MgBr_2 + \boxed{Cl_2} \rightarrow \boxed{MgCl_2} + Br_2\)
3. \(Br_2 + \boxed{H_2O} \rightarrow HBr + \boxed{HBrO}\) (без нагревания и освещения)
Окончательные уравнения реакций:
1. \[Br_2 + Mg \rightarrow MgBr_2\]
2. \[MgBr_2 + Cl_2 \rightarrow MgCl_2 + Br_2\]
3. \[Br_2 + H_2O \rightarrow HBr + HBrO\]