Номер 1, страница 49 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 3. Галогены. Параграф 13. Хлор. Вопросы в начале параграфа - номер 1, страница 49.

Условие.

● Как можно получить хлор?

Решение.

Решение 2.

Хлор ($Cl_2$) — химически активный неметалл, который в свободном виде в природе не встречается из-за своей высокой реакционной способности. Его получают различными способами, которые можно разделить на промышленные и лабораторные.

Промышленные способы получения

В промышленности хлор в основном получают электролизом водных растворов или расплавов хлоридов щелочных металлов, чаще всего хлорида натрия ($NaCl$).

1. Электролиз водного раствора хлорида натрия.

Это основной метод получения хлора в мировом масштабе. Процесс ведут в специальных электролизерах. Суммарное уравнение реакции выглядит следующим образом:

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

В ходе этого процесса на аноде (положительно заряженном электроде) выделяется газообразный хлор, а на катоде (отрицательно заряженном электроде) — водород. В прикатодном пространстве накапливается гидроксид натрия (каустическая сода), который также является ценным продуктом производства.

2. Электролиз расплава хлорида натрия.

Этот метод используется реже, в основном для одновременного получения металлического натрия.

$2NaCl(расплав) \xrightarrow{электролиз} 2Na + Cl_2 \uparrow$

Хлор выделяется на графитовом аноде, а жидкий натрий — на стальном катоде.

Ответ: В промышленности хлор получают преимущественно электролизом водного раствора хлорида натрия, а также электролизом его расплава.

Лабораторные способы получения

В лабораторных условиях хлор получают действием сильных окислителей на концентрированную соляную кислоту ($HCl$) или на твердые хлориды в присутствии серной кислоты. Реакции обычно проводят при небольшом нагревании.

1. Взаимодействие диоксида марганца с соляной кислотой (реакция Шееле).

Это исторически первый способ получения хлора. При нагревании концентрированной соляной кислоты с оксидом марганца(IV) выделяется хлор:

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

2. Взаимодействие перманганата калия с соляной кислотой.

Эта реакция протекает очень энергично уже при комнатной температуре, нагревание не требуется. Это удобный и распространенный лабораторный метод.

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

3. Взаимодействие дихромата калия с соляной кислотой.

Реакция требует нагревания.

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

4. Взаимодействие хлорной извести с кислотой.

При действии на хлорную известь ($Ca(OCl)Cl$) соляной или серной кислоты выделяется хлор.

$Ca(OCl)Cl + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + Cl_2 \uparrow + H_2O$

Ответ: В лаборатории хлор можно получить окислением концентрированной соляной кислоты сильными окислителями, такими как диоксид марганца ($MnO_2$), перманганат калия ($KMnO_4$) или дихромат калия ($K_2Cr_2O_7$).