Задание №17 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения этой задачи нужно проанализировать химические свойства каждого из предложенных веществ при взаимодействии с концентрированной иодоводородной кислотой (HI). Важно помнить, что иодид-ион (I⁻) является сильным восстановителем, поэтому многие реакции с его участием сопровождаются изменением степеней окисления.

Разберем каждый вариант:

1) Перманганат калия (KMnO₄). Марганец в степени окисления +7 является сильнейшим окислителем. При взаимодействии с HI протекает бурная окислительно-восстановительная реакция (ОВР), в которой марганец восстанавливается, а иод окисляется до свободного состояния:
2KMnO₄ + 16HI → 2MnI₂ + 5I₂ + 2KI + 8H₂O. Это ОВР.

2) Нитрат серебра (AgNO₃). При смешивании растворов нитрата серебра и иодоводородной кислоты происходит реакция ионного обмена. Ионы серебра связываются с иодид-ионами в практически нерастворимый ярко-желтый осадок:
AgNO₃ + HI → AgI↓ + HNO₃.
В этой реакции степени окисления всех элементов сохраняются (Ag⁺, N⁺⁵, I⁻). Следовательно, это не ОВР.

3) Нитрат железа (III) (Fe(NO₃)₃). Ионы железа Fe³⁺ обладают окислительными свойствами и способны окислить иодид-ионы до свободного иода, при этом само железо восстанавливается до степени окисления +2:
2Fe(NO₃)₃ + 2HI → 2Fe(NO₃)₂ + I₂ + 2HNO₃ (или с избытком кислоты образуется FeI₂). Это ОВР.

4) Сульфид калия (K₂S). Это соль слабой летучей кислоты. При взаимодействии с сильной иодоводородной кислотой протекает обычная реакция ионного обмена, в результате которой выделяется сероводород (газ):
K₂S + 2HI → 2KI + H₂S↑.
Степени окисления элементов не меняются (S²⁻ остается S²⁻, I⁻ остается I⁻). Следовательно, это не ОВР.

5) Сульфат меди (II) (CuSO₄). Ионы меди Cu²⁺ в присутствии иодид-ионов проявляют окислительные свойства. Особенность меди в том, что иодид меди (II) неустойчив и сразу разлагается, поэтому образуется осадок иодида меди (I) и свободный иод:
2CuSO₄ + 4HI → 2CuI↓ + I₂ + 2H₂SO₄. Это ОВР.

Таким образом, реакциями ионного обмена (без изменения степеней окисления) являются взаимодействия с нитратом серебра и сульфидом калия.

Ответ: 24

Источник: ФИПИ