Номер 3, страница 267 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 7. Неметаллы. Параграф 37. Кислородные соединения хлора - номер 3, страница 267.

Условие.

3. Установите взаимосвязь между свойствами и применением солей кислородных кислот хлора.

Решение.

Решение 2.

Решение

Применение солей кислородных кислот хлора напрямую связано с их химическими свойствами, в первую очередь — с их сильной окислительной способностью. Атом хлора в этих солях находится в положительных степенях окисления ($+1, +3, +5, +7$) и стремится принять электроны, переходя в более устойчивую степень окисления $-1$. Эта способность проявляется по-разному и определяет конкретную область применения для каждого типа солей.

Соли хлорноватистой кислоты (гипохлориты)

В гипохлоритах (например, гипохлорит натрия $NaClO$, гипохлорит кальция $Ca(ClO)_2$) хлор имеет степень окисления $+1$. Эти соли являются сильными окислителями, но при этом термически и химически неустойчивы, легко разлагаются на свету или при нагревании. Именно их высокая окислительная активность обусловливает их отбеливающие и дезинфицирующие (бактерицидные) свойства. Благодаря этим свойствам гипохлориты широко применяются в быту и промышленности: водный раствор гипохлорита натрия известен как отбеливатель «Белизна», а гипохлорит кальция является действующим веществом хлорной извести, используемой для дезинфекции.

Ответ: Сильные окислительные и бактерицидные свойства гипохлоритов, обусловленные наличием хлора в степени окисления $+1$, а также их относительная неустойчивость, определяют их применение в качестве бытовых отбеливателей и дезинфицирующих средств, действующих при обычных условиях.

Соли хлористой кислоты (хлориты)

В хлоритах (например, хлорит натрия $NaClO_2$) хлор находится в степени окисления $+3$. Они также являются сильными окислителями, но более стабильны, чем гипохлориты. Это свойство позволяет использовать их в промышленности для отбеливания целлюлозы, бумаги и текстильных материалов, где требуется более мягкое и контролируемое воздействие по сравнению с гипохлоритами, чтобы не повредить волокна.

Ответ: Сильные, но более «мягкие» по сравнению с гипохлоритами, окислительные свойства хлоритов (хлор в степени окисления $+3$) позволяют использовать их для промышленного отбеливания материалов, где важно минимизировать повреждение структуры волокон.

Соли хлорноватой кислоты (хлораты)

Хлораты (например, хлорат калия $KClO_3$, известный как бертолетова соль) содержат хлор в степени окисления $+5$. Это очень сильные окислители, особенно при повышенных температурах. Их ключевое свойство — способность при нагревании разлагаться с выделением большого количества кислорода (например, $2KClO_3 \rightarrow 2KCl + 3O_2$). Смеси хлоратов с восстановителями (углём, серой, органическими веществами) взрывоопасны и легко воспламеняются от удара или трения. Это свойство — быть источником кислорода для быстрой реакции горения — обусловило их применение в производстве спичек (входят в состав головки), в пиротехнических составах для фейерверков и сигнальных ракет, а также в некоторых взрывчатых веществах.

Ответ: Свойство хлоратов (хлор в степени окисления $+5$) разлагаться при нагревании с выделением большого количества кислорода и бурно реагировать с горючими веществами лежит в основе их применения в пиротехнике, производстве спичек и взрывчатых веществ, где они выступают в роли сильного окислителя.

Соли хлорной кислоты (перхлораты)

В перхлоратах (например, перхлорат аммония $NH_4ClO_4$, перхлорат калия $KClO_4$) хлор проявляет свою высшую степень окисления $+7$. Это одни из самых сильных окислителей. В чистом виде они достаточно устойчивы, но их смеси с горючими веществами (органическими соединениями, порошками металлов) являются мощными взрывчатыми веществами и компонентами твёрдого ракетного топлива. При реакции они выделяют огромное количество энергии и газообразных продуктов, создавая реактивную тягу. Перхлорат аммония — основной окислитель в твёрдотопливных ускорителях космических шаттлов и многих баллистических ракет.

Ответ: Экстремально сильные окислительные свойства перхлоратов, в которых хлор находится в высшей степени окисления $+7$, и их способность выделять огромное количество энергии в реакциях с восстановителями (горючим) обусловили их ключевую роль как компонентов твёрдого ракетного топлива и мощных взрывчатых веществ.