Номер A, страница 137 - гдз по химии 9 класс учебник Усманова, Сакарьянова

A

1. Найдите ошибку в тексте.

Хлороводород относится к многоосновным кислородным кислотам. Хлороводород вступает только в реакции присоединения. Хлороводород – слабая кислота.

2. Напишите уравнения реакций, соответствующих следующим превращениям:

$NaCl \to HCl \to Cl_2 \to KClO$

3. Напишите уравнения реакций взаимодействия соляной кислоты с данными веществами:

$Fe, FeO, Fe_2O_3, Fe(OH)_2, Fe(OH)_3.$

4. Рассчитайте относительную плотность хлороводорода по воздуху и по водороду.

5. Рассчитайте массы 1 л хлора и хлороводорода при н.у.

6. Подготовьте презентацию по применению соединений хлора.

1. Найдите ошибку в тексте.

В представленном тексте все три утверждения содержат ошибки. Разберем каждое из них:

1. «Хлороводород относится к многоосновным кислородным кислотам». Это неверно. Хлороводород ($HCl$) является одноосновной кислотой, так как его молекула содержит только один атом водорода, способный замещаться на металл. Кроме того, он относится к бескислородным кислотам, поскольку в его составе нет атомов кислорода.

2. «Хлороводород вступает только в реакции присоединения». Это утверждение неверно. Хотя хлороводород и может вступать в реакции присоединения (например, с алкенами), это далеко не единственный тип реакций для него. Как типичная кислота, он участвует в реакциях замещения (с металлами, основными оксидами), нейтрализации (с основаниями) и обмена (с солями), а также в окислительно-восстановительных реакциях.

3. «Хлороводород – слабая кислота». Это также неверно. Соляная кислота, которая является водным раствором хлороводорода, является одной из самых сильных неорганических кислот. В водных растворах она практически полностью диссоциирует на ионы $H^+$ и $Cl^-$.

Ответ: Исправленный текст: Хлороводород ($HCl$) является одноосновной бескислородной кислотой. Он вступает в реакции замещения, обмена, нейтрализации, а также в окислительно-восстановительные реакции. Соляная кислота (водный раствор $HCl$) является сильной кислотой.

2. Напишите уравнения реакций, соответствующих следующим превращениям: NaCl → HCl → Cl₂ → KClO.

Для осуществления данной цепочки превращений необходимо провести следующие реакции:

1. Получение хлороводорода ($HCl$) из хлорида натрия ($NaCl$) действием концентрированной серной кислоты при нагревании.

$2NaCl_{ (тв.) } + H_2SO_{4 (конц.) } \xrightarrow{t} Na_2SO_4 + 2HCl\uparrow$

(Возможен также вариант с образованием кислой соли: $NaCl + H_2SO_4 \rightarrow NaHSO_4 + HCl\uparrow$)

2. Получение хлора ($Cl_2$) путем окисления соляной кислоты сильным окислителем, например, оксидом марганца(IV) ($MnO_2$).

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

3. Получение гипохлорита калия ($KClO$) при реакции хлора с холодным разбавленным раствором гидроксида калия ($KOH$). Это реакция диспропорционирования.

$Cl_2 + 2KOH_{ (хол., разб.) } \rightarrow KCl + KClO + H_2O$

Ответ:

$2NaCl + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + 2HCl\uparrow$

$MnO_2 + 4HCl \rightarrow MnCl_2 + Cl_2\uparrow + 2H_2O$

$Cl_2 + 2KOH \rightarrow KCl + KClO + H_2O$

3. Напишите уравнения реакций взаимодействия соляной кислоты с данными веществами: Fe, FeO, Fe₂O₃, Fe(OH)₂, Fe(OH)₃.

Примечание: в условии, вероятно, допущена опечатка «Fe₂O₂», имеется в виду оксид железа(III) Fe₂O₃.

1. Взаимодействие с железом ($Fe$). Железо, как металл, стоящий в ряду активности до водорода, вытесняет его из кислоты с образованием соли железа(II).

$Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2\uparrow$

2. Взаимодействие с оксидом железа(II) ($FeO$). Это реакция обмена между основным оксидом и кислотой с образованием соли и воды.

$FeO + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2O$

3. Взаимодействие с оксидом железа(III) ($Fe_2O_3$). Реакция обмена между основным оксидом и кислотой.

$Fe_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2FeCl_3 + 3H_2O$

4. Взаимодействие с гидроксидом железа(II) ($Fe(OH)_2$). Реакция нейтрализации между основанием и кислотой.

$Fe(OH)_2 + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + 2H_2O$

5. Взаимодействие с гидроксидом железа(III) ($Fe(OH)_3$). Реакция нейтрализации.

$Fe(OH)_3 + 3HCl \rightarrow FeCl_3 + 3H_2O$

Ответ:

$Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2\uparrow$

$FeO + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2O$

$Fe_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2FeCl_3 + 3H_2O$

$Fe(OH)_2 + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + 2H_2O$

$Fe(OH)_3 + 3HCl \rightarrow FeCl_3 + 3H_2O$

4. Рассчитайте относительную плотность хлороводорода по воздуху и по водороду.

Дано:

Газ 1: хлороводород ($HCl$)

Газ 2: воздух

Газ 3: водород ($H_2$)

Найти:

$D_{воздух}(HCl)$ - ?

$D_{H_2}(HCl)$ - ?

Решение:

Относительная плотность одного газа по другому ($D_B(A)$) равна отношению их молярных масс $M$:

$D_B(A) = \frac{M(A)}{M(B)}$

1. Рассчитаем молярные массы необходимых веществ, используя периодическую таблицу. Атомные массы округляем: $Ar(H) = 1$, $Ar(Cl) = 35.5$.

Молярная масса хлороводорода:

$M(HCl) = Ar(H) + Ar(Cl) = 1 + 35.5 = 36.5$ г/моль.

Молярная масса водорода:

$M(H_2) = 2 \cdot Ar(H) = 2 \cdot 1 = 2$ г/моль.

Средняя молярная масса воздуха принимается равной $29$ г/моль.

$M(воздуха) = 29$ г/моль.

2. Рассчитаем относительную плотность хлороводорода по воздуху:

$D_{воздух}(HCl) = \frac{M(HCl)}{M(воздуха)} = \frac{36.5}{29} \approx 1.26$

3. Рассчитаем относительную плотность хлороводорода по водороду:

$D_{H_2}(HCl) = \frac{M(HCl)}{M(H_2)} = \frac{36.5}{2} = 18.25$

Ответ: Относительная плотность хлороводорода по воздуху равна $1.26$, а по водороду – $18.25$.

5. Рассчитайте массы 1 л хлора и хлороводорода при н.у.

Дано:

$V(Cl_2) = 1$ л

$V(HCl) = 1$ л

Условия: н.у. (нормальные условия)

Найти:

$m(Cl_2)$ - ?

$m(HCl)$ - ?

Решение:

При нормальных условиях (н.у.) 1 моль любого газа занимает объем $V_m = 22.4$ л/моль (молярный объем).

Массу газа можно найти по формуле: $m = n \cdot M$, где $n$ – количество вещества, $M$ – молярная масса.

Количество вещества можно найти из объема: $n = \frac{V}{V_m}$.

Объединив формулы, получаем: $m = \frac{V}{V_m} \cdot M$.

1. Расчет для хлора ($Cl_2$):

Молярная масса хлора: $M(Cl_2) = 2 \cdot Ar(Cl) = 2 \cdot 35.5 = 71$ г/моль.

Масса 1 л хлора:

$m(Cl_2) = \frac{1 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} \cdot 71 \text{ г/моль} \approx 3.17$ г.

2. Расчет для хлороводорода ($HCl$):

Молярная масса хлороводорода: $M(HCl) = Ar(H) + Ar(Cl) = 1 + 35.5 = 36.5$ г/моль.

Масса 1 л хлороводорода:

$m(HCl) = \frac{1 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} \cdot 36.5 \text{ г/моль} \approx 1.63$ г.

Ответ: Масса 1 л хлора при н.у. составляет примерно $3.17$ г, а масса 1 л хлороводорода – $1.63$ г.

6. Подготовьте презентацию по применению соединений хлора.

Тезисы для презентации "Применение соединений хлора"

Слайд 1: Введение

Хлор и его соединения играют ключевую роль в современной промышленности и повседневной жизни. От очистки питьевой воды до создания пластмасс и лекарств – их влияние огромно.

Слайд 2: Очистка воды и дезинфекция

Основное применение – обеззараживание питьевой воды, воды в бассейнах и сточных вод. Используются газообразный хлор ($Cl_2$), гипохлорит натрия ($NaClO$, "хлорка"), диоксид хлора ($ClO_2$). Хлорирование позволило практически полностью искоренить такие болезни, как холера и брюшной тиф, в развитых странах.

Слайд 3: Производство полимеров и пластмасс

Около трети всего производимого в мире хлора идет на синтез поливинилхлорида (ПВХ). ПВХ – один из самых распространенных пластиков, из него делают оконные рамы, трубы, линолеум, изоляцию для кабелей, медицинские изделия (капельницы, перчатки).

Слайд 4: Отбеливающие средства

Соединения хлора (гипохлориты) являются мощными отбеливателями. Они используются в целлюлозно-бумажной промышленности для отбеливания бумаги и в текстильной промышленности для отбеливания тканей (хлопка, льна).

Слайд 5: Промышленный органический и неорганический синтез

Хлор используется для производства:

• Растворителей (например, дихлорметан, тетрахлорэтилен для химчисток).
• Соляной кислоты ($HCl$) – важнейшего продукта химической промышленности.
• Хлоридов металлов, используемых в катализе и металлургии.
• Промежуточных продуктов для синтеза красителей, пестицидов, фармацевтических препаратов.

Слайд 6: Фармацевтика и агрохимия

Многие лекарственные препараты содержат в своей структуре атомы хлора, что изменяет их биологическую активность. В сельском хозяйстве хлорсодержащие соединения применяются в качестве гербицидов и инсектицидов для защиты урожая (хотя использование некоторых из них, как ДДТ, ограничено из-за экологических рисков).

Слайд 7: Бытовая химия

Гипохлорит натрия ($NaClO$) является активным компонентом большинства бытовых отбеливателей («Белизна») и дезинфицирующих чистящих средств для сантехники и кухонных поверхностей.

Слайд 8: Заключение

Применение соединений хлора обширно и разнообразно. Несмотря на существующие экологические проблемы, связанные с некоторыми хлорсодержащими веществами, их роль в обеспечении санитарной безопасности, производстве материалов и развитии химической промышленности остается незаменимой.

Ответ: Основными областями применения соединений хлора являются: дезинфекция воды и поверхностей, производство поливинилхлорида (ПВХ), отбеливание бумаги и тканей, синтез растворителей, лекарств и пестицидов, а также использование в бытовой химии.