Номер 9, страница 21 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 3. Хлор. Глава 1. Неметаллы - номер 9, страница 21.

Условие.

9. Как получают хлор:

а) в промышленности;

б) в лаборатории?

Решение.

Решение 2.

а) в промышленности

В промышленных масштабах хлор получают преимущественно электролизом концентрированного водного раствора хлорида натрия ($NaCl$). Этот процесс является одним из важнейших в химической промышленности и называется хлор-щелочным процессом.

Исходным сырьем служит рассол — концентрированный раствор поваренной соли. При пропускании постоянного электрического тока через раствор протекают следующие реакции на электродах:

• На аноде (положительном электроде) происходит окисление ионов хлора: $2Cl^- - 2e^- \rightarrow Cl_2 \uparrow$
• На катоде (отрицательном электроде) происходит восстановление молекул воды: $2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 \uparrow + 2OH^-$

Ионы натрия ($Na^+$) и образовавшиеся гидроксид-ионы ($OH^-$) образуют гидроксид натрия ($NaOH$).

Суммарное уравнение электролиза выглядит так:

$2NaCl + 2H_2O \xrightarrow{электролиз} 2NaOH + H_2 \uparrow + Cl_2 \uparrow$

Таким образом, наряду с хлором, получают еще два важных продукта — водород и гидроксид натрия (каустическую соду).

Ответ: В промышленности хлор получают электролизом концентрированного водного раствора хлорида натрия.

б) в лаборатории

В лабораторных условиях хлор получают реакциями окисления концентрированной соляной кислоты ($HCl$) сильными окислителями. Реакции, как правило, требуют небольшого нагревания.

Наиболее часто используются следующие реакции:

1. Действие оксида марганца(IV) ($MnO_2$) на концентрированную соляную кислоту при нагревании. Это исторически первый способ получения хлора (метод Карла Шееле).

$MnO_2 + 4HCl_{(конц.)} \xrightarrow{t} MnCl_2 + Cl_2 \uparrow + 2H_2O$

2. Действие перманганата калия ($KMnO_4$) на концентрированную соляную кислоту. Эта реакция удобна тем, что протекает без нагревания, при комнатной температуре.

$2KMnO_4 + 16HCl_{(конц.)} \rightarrow 2KCl + 2MnCl_2 + 5Cl_2 \uparrow + 8H_2O$

3. Действие дихромата калия ($K_2Cr_2O_7$) на концентрированную соляную кислоту при нагревании.

$K_2Cr_2O_7 + 14HCl_{(конц.)} \xrightarrow{t} 2KCl + 2CrCl_3 + 3Cl_2 \uparrow + 7H_2O$

Ответ: В лаборатории хлор получают действием сильных окислителей, таких как оксид марганца(IV) ($MnO_2$) или перманганат калия ($KMnO_4$), на концентрированную соляную кислоту.