Номер B, страница 134 - гдз по химии 9 класс учебник Усманова, Сакарьянова

B

1. Каким методом собирают хлор и почему?

2. Объясните тип связи в молекуле хлора.

3. Напишите уравнения реакции соединения хлора с простыми и сложными веществами, уравняйте их методом электронного баланса.

4. Какой объем кислорода образуется в нормальных условиях при разложении 0,5 моль соли Бертолле в присутствии катализатора?

Ответ: 16,8 л.

1. Каким методом собирают хлор и почему?

Хлор собирают методом вытеснения воздуха, помещая сосуд-приемник (например, колбу или газовую банку) дном вниз. Этот способ обусловлен физическими свойствами хлора. Молярная масса хлора $M(Cl_2)$ составляет $2 \times 35,5 = 71$ г/моль, в то время как средняя молярная масса воздуха равна примерно 29 г/моль. Поскольку хлор почти в 2,5 раза тяжелее воздуха, он опускается вниз, вытесняя более легкий воздух из сосуда. Собирать хлор над водой (методом вытеснения воды) не рекомендуется, так как он умеренно растворим в воде, что приведет к потерям газа и загрязнению воды.

Ответ: Хлор собирают методом вытеснения воздуха (в сосуд, расположенный дном вниз), так как он значительно тяжелее воздуха.

2. Объясните тип связи в молекуле хлора.

Молекула хлора ($Cl_2$) является двухатомной и состоит из двух одинаковых атомов неметалла — хлора. Поскольку атомы одинаковы, их электроотрицательность также одинакова, и разность электроотрицательностей равна нулю. Химическая связь образуется за счет формирования одной общей электронной пары, в которую каждый атом хлора вносит по одному неспаренному электрону со своего внешнего энергетического уровня. Связь, образованная между атомами одного и того же неметалла за счет обобществления электронов, называется ковалентной неполярной.

Ответ: Тип связи в молекуле хлора — ковалентная неполярная.

3. Напишите уравнения реакции соединения хлора с простыми и сложными веществами, уравняйте их методом электронного баланса.

Реакция с простым веществом (на примере железа):

$2Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3$

Электронный баланс:

$Fe^0 - 3e^- \rightarrow Fe^{+3}$ | 2 | окисление, $Fe^0$ — восстановитель

$Cl_2^0 + 2e^- \rightarrow 2Cl^{-1}$ | 3 | восстановление, $Cl_2$ — окислитель

Реакция со сложным веществом (на примере бромида калия):

$Cl_2 + 2KBr \rightarrow 2KCl + Br_2$

Электронный баланс:

$2Br^{-1} - 2e^- \rightarrow Br_2^0$ | 1 | окисление, $Br^{-1}$ — восстановитель

$Cl_2^0 + 2e^- \rightarrow 2Cl^{-1}$ | 1 | восстановление, $Cl_2$ — окислитель

Ответ: Пример реакции с простым веществом: $2Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3$. Пример реакции со сложным веществом: $Cl_2 + 2KBr \rightarrow 2KCl + Br_2$.

4. Какой объем кислорода образуется в нормальных условиях при разложении 0,5 моль соли Бертолле в присутствии катализатора?

Дано:

Количество вещества хлората калия $n(KClO_3) = 0,5$ моль

Условия: нормальные (н.у.)

Найти:

Объем кислорода $V(O_2)$ — ?

Решение:

1. Записываем уравнение реакции термического разложения хлората калия (соли Бертолле) в присутствии катализатора ($MnO_2$):

$2KClO_3 \xrightarrow{t^\circ, MnO_2} 2KCl + 3O_2$

2. Согласно стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции, из 2 моль $KClO_3$ образуется 3 моль $O_2$. Мольное соотношение $n(KClO_3) : n(O_2) = 2 : 3$.

Найдем количество вещества кислорода, которое образуется при разложении 0,5 моль $KClO_3$:

$n(O_2) = \frac{3}{2} \times n(KClO_3) = \frac{3}{2} \times 0,5 \text{ моль} = 0,75 \text{ моль}$

3. Объем газа при нормальных условиях (н.у.) вычисляется по формуле $V = n \times V_m$, где $n$ — количество вещества газа, а $V_m$ — молярный объем газа при н.у., равный 22,4 л/моль.

$V(O_2) = n(O_2) \times V_m = 0,75 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} = 16,8 \text{ л}$

Ответ: 16,8 л.