"Химия", Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г.
Соляная кислота — водный раствор хлороводорода HCl. Она проявляет кислотные свойства благодаря ионам H⁺, взаимодействует с активными металлами, основными оксидами, основаниями и некоторыми солями. Соли соляной кислоты называют хлоридами; в них содержатся хлорид-ионы Cl⁻. Главный способ распознать эти ионы — добавить раствор нитрата серебра: появляется белый осадок хлорида серебра AgCl.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Хлороводород — газообразное соединение водорода с хлором, его формула HCl. Это отдельное вещество, а не раствор; при обычных условиях он находится в газообразном состоянии. Такое различие нужно учитывать при записи способов получения и свойств.
Соляная кислота — водный раствор хлороводорода. В воде HCl распадается на ионы, поэтому раствор способен проявлять свойства кислоты. Сам газ без воды не является соляной кислотой.
Хлориды — соли соляной кислоты, например NaCl, KCl и CaCl₂. В составе растворимых хлоридов присутствует хлорид-ион Cl⁻, соединённый с положительно заряженным ионом металла. По названию «хлорид» можно предположить наличие именно этого иона.
Качественная реакция на хлорид-ионы — взаимодействие исследуемого раствора с раствором нитрата серебра. Появление белого осадка AgCl показывает, что в растворе были Cl⁻. Такая реакция нужна для распознавания иона, а не простого вещества хлора Cl₂.
Хлороводород можно получить соединением водорода с хлором: H₂ + Cl₂ → 2HCl. В лаборатории удобнее действовать концентрированной серной кислотой на хлорид натрия: NaCl + H₂SO₄ → NaHSO₄ + HCl↑. Летучий HCl выделяется из смеси, потому что серная кислота вытесняет его из соли.
При растворении HCl в воде образуются ионы водорода и хлорид-ионы: HCl → H⁺ + Cl⁻. Ионы H⁺ взаимодействуют с частицами веществ и определяют кислотные свойства раствора. Поэтому газообразный хлороводород и его водный раствор нельзя считать полностью одинаковыми объектами.
Соляная кислота реагирует с металлами, стоящими в ряду активности до водорода: Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑. С основными оксидами и основаниями происходят реакции обмена и нейтрализации, например CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O и HCl + NaOH → NaCl + H₂O. Во всех случаях образуется соответствующий хлорид, а признаком реакции с металлом служит выделение водорода.
Соли также могут реагировать с соляной кислотой, если возникает газ или осадок. Например, карбонат кальция взаимодействует так: CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂↑. Удаление углекислого газа из раствора помогает реакции идти до конца.
Хлориды получают, в частности, нейтрализацией кислоты основаниями: HCl + NaOH → NaCl + H₂O. Для обнаружения Cl⁻ к раствору добавляют нитрат серебра, ионы которого соединяются с хлорид-ионами: Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl↓. Белый осадок малорастворимого AgCl является наблюдаемым признаком реакции.
| Объект или реакция | Реагенты | Наблюдение | Продукты или вывод |
|---|---|---|---|
| Растворение хлороводорода в воде | HCl и H₂O | Образуется кислый раствор | Ионы H⁺ и Cl⁻; соляная кислота |
| Соляная кислота и активный металл | HCl и Zn | Выделяются пузырьки газа | Хлорид металла и H₂ |
| Соляная кислота и основный оксид или основание | HCl и CuO или NaOH | С основным оксидом образуется раствор, с основанием реакция нейтрализации | Соль и вода |
| Соляная кислота и карбонат | HCl и CaCO₃ | Выделяется CO₂ | Хлорид, вода и углекислый газ |
| Обнаружение хлорид-ионов нитратом серебра | Раствор хлорида и AgNO₃ | Выпадает белый осадок | AgCl; присутствуют Cl⁻ |
Таблицу удобно читать от реагентов к наблюдению, а затем к выводу. Если нужно распознать вещество, сначала обращают внимание на характерный признак, а затем проверяют, какой продукт его вызывает.
Запишите уравнение реакции цинка с соляной кислотой и укажите признаки реакции. Цинк расположен в ряду активности левее водорода, поэтому он способен вытеснить водород из кислоты. Соль цинка будет хлоридом цинка.
Признак реакции — выделение пузырьков бесцветного водорода и постепенное растворение цинка. Ответ: Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑.
К раствору неизвестной соли добавили нитрат серебра, и выпал белый осадок. Нужно установить, какие ионы можно предположить в исходном растворе. Растворимый нитрат серебра даёт ионы Ag⁺, которые образуют малорастворимый AgCl с Cl⁻.
Ответ: в исходном растворе можно предположить присутствие Cl⁻; белый осадок — хлорид серебра AgCl. Для окончательного вывода важно указать, что использовали растворимое соединение серебра.
Найдём массу NaCl при нейтрализации 100 г раствора HCl с массовой долей 7,3% раствором NaOH. Сначала определяем массу чистой кислоты, затем используем соотношение веществ по уравнению HCl + NaOH → NaCl + H₂O. Реакция идёт в соотношении 1:1.
Ответ: можно получить 11,7 г хлорида натрия. Массу раствора щёлочи вычислять не требуется, потому что сказано о полной нейтрализации и известна масса кислоты.
Ошибка — считать хлороводород и соляную кислоту одним веществом. Так происходит из-за общей формулы HCl, но хлороводород является газом, а кислота — его раствором в воде. Проверьте себя: если говорится о растворе и ионах, речь идёт о соляной кислоте.
Нельзя записывать реакцию кислоты с любым металлом. Водород вытесняют только металлы, стоящие до него в ряду активности; например, цинк реагирует, а медь — нет. Перед уравнением найдите металл в ряду.
Хлорид-ион Cl⁻ часто путают с хлором Cl₂. Cl⁻ — частица, входящая в состав солей и растворов, а Cl₂ — простое молекулярное вещество. Проверка проста: заряд и индекс сразу показывают, о какой форме хлора идёт речь.
Белый осадок нельзя считать доказательством хлорид-ионов без указания реагента. Характерный AgCl образуется при добавлении растворимого соединения серебра, например AgNO₃. Записывайте уравнение Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl↓.
Для понимания темы нужны знания о составе кислот и солей, правилах составления формул и уравнений, а также ряд активности металлов. Эти сведения позволяют предсказывать продукты реакций и выбирать коэффициенты.
Тема связана с ионным обменом и качественными реакциями на ионы. Позже тот же подход поможет сравнивать свойства соляной кислоты с другими кислотами и распознавать различные соли.
Чем хлороводород отличается от соляной кислоты?
Хлороводород HCl — газообразное вещество, состоящее из водорода и хлора. Соляная кислота — его водный раствор, в котором образуются ионы H⁺ и Cl⁻.
Почему соляная кислота проявляет свойства кислоты?
В воде молекулы HCl распадаются на ионы водорода H⁺ и хлорид-ионы Cl⁻. Именно ионы H⁺ обусловливают основные кислотные свойства раствора.
С какими металлами реагирует соляная кислота?
Она реагирует с металлами, стоящими в ряду активности до водорода. При этом образуются хлорид металла и водород.
Как получить хлорид натрия из соляной кислоты?
Соляную кислоту нейтрализуют раствором гидроксида натрия: HCl + NaOH → NaCl + H₂O. После удаления воды из раствора можно получить кристаллы хлорида натрия.
Как доказать наличие хлорид-ионов в растворе?
К исследуемому раствору добавляют раствор нитрата серебра. Белый осадок AgCl показывает присутствие хлорид-ионов: Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl↓.
§ 15. Соляная кислота и её соли
