Номер 10, страница 51 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

6. Галогены и их соединения. Упражнения и задачи для самостоятельного решения - номер 10, страница 51.

Условие.

10. Определите, с какими из перечисленных соединений будет взаимодействовать хлор: $H_2$, $N_2$, $H_2O$, $Fe$, $Cu$, $O_2$, $NaOH$. Составьте уравнения возможных реакций, укажите условия их протекания.

Решение.

Решение 2.

Хлор ($Cl_2$) — химически активный неметалл и сильный окислитель. Из предложенного списка он будет взаимодействовать с водородом ($H_2$), водой ($H_2O$), железом ($Fe$), медью ($Cu$) и гидроксидом натрия ($NaOH$).

Хлор не взаимодействует напрямую с азотом ($N_2$) и кислородом ($O_2$) в обычных условиях, так как это тоже сильные окислители, а кислород к тому же обладает большей электроотрицательностью, чем хлор. Реакции между ними возможны, но требуют особых, экстремальных условий и не являются типичными.

Ниже приведены уравнения возможных реакций и условия их протекания.

Взаимодействие с водородом ($H_2$)

Реакция хлора с водородом приводит к образованию хлороводорода. Реакция протекает по цепному механизму и инициируется нагреванием или облучением ультрафиолетовым светом. Смесь водорода с хлором взрывоопасна.

$H_2 + Cl_2 \xrightarrow{t^\circ \text{ или } h\nu} 2HCl$

Ответ: Хлор взаимодействует с водородом.

Взаимодействие с водой ($H_2O$)

При растворении в воде хлор частично и обратимо реагирует с ней, вступая в реакцию диспропорционирования. В результате образуются две кислоты: соляная и хлорноватистая. Хлорноватистая кислота неустойчива и под действием света разлагается, смещая равновесие реакции вправо.

$Cl_2 + H_2O \rightleftharpoons HCl + HClO$

Ответ: Хлор взаимодействует с водой.

Взаимодействие с железом ($Fe$)

Хлор является сильным окислителем и при нагревании окисляет железо до его высшей устойчивой степени окисления +3 с образованием хлорида железа(III).

$2Fe + 3Cl_2 \xrightarrow{t^\circ} 2FeCl_3$

Ответ: Хлор взаимодействует с железом.

Взаимодействие с медью ($Cu$)

При нагревании хлор окисляет медь до степени окисления +2, в результате чего образуется хлорид меди(II).

$Cu + Cl_2 \xrightarrow{t^\circ} CuCl_2$

Ответ: Хлор взаимодействует с медью.

Взаимодействие с гидроксидом натрия ($NaOH$)

Хлор реагирует с растворами щелочей. Продукты этой реакции диспропорционирования зависят от температуры:

1. В холодном растворе щёлочи образуются хлорид натрия, гипохлорит натрия и вода. Раствор гипохлорита натрия известен как "белизна".

$Cl_2 + 2NaOH_{\text{(хол.)}} \rightarrow NaCl + NaClO + H_2O$

2. В горячем концентрированном растворе щёлочи образуются хлорид натрия, хлорат натрия и вода.

$3Cl_2 + 6NaOH_{\text{(гор.)}} \xrightarrow{t^\circ} 5NaCl + NaClO_3 + 3H_2O$

Ответ: Хлор взаимодействует с гидроксидом натрия.