Образцы решения задач

Пример 1. Напишите уравнения реакций, которые нужно провести для осуществления следующих превращений:

NaBr →NaCl→Cl₂→KClO₃→KCl

↓

Ca(ClO)₂

Решение.

1. Хлорид натрия можно получить из бромида натрия. пропуская через его раствор газообразный хлор:

2NaBr + Cl₂ = 2NaCl + Br₂

2. Хлор можно получить из хлорида натрия электролизом его раствора с инертными электродами. При этом на электродах протекают следующие процессы:

(–)Kатод: 2H₂O + 2ē = H₂ + 2OH^–

(+)Aнод: 2Cl^– –2ē = Cl₂

2H₂O + 2Cl– 2OH^– + H₂ + Cl₂

или

2NaCl + 2H₂O 2NaOH + H₂ + Cl₂

3. Хлорат калия КСlО₃ может быть получен при пропускании хлора в раствор гидроксида калия при нaгревании:

3Cl₂ + 6KOH = 5KCl + KClO₃ + 3H₂O

5Cl +1ē = Cl^–

1 Cl + 6OH^– – 5ē = ClO₃^– + 3H₂O

4. Гипохлорит кальция Са(СlО)₂ получают при взаимодействии хлора с гидроксидом кальция (гашеной известью):

2Cl₂ + 2Ca(OH)₂ = Ca(ClO)₂ + CaCl₂ + 2H₂O

5. Хлорид калия образуется при разложении хлората калия:

KClO₃ = 2KCl + 3O₂

Пример 2. Хлороводород, полученный сульфатным способом из хлорида натрия массой 11,7 г, пропустили через раствор нитрата серебра. Получили осадок массой 20,09 г. Считая, что выход продукта второй реакции количественный. Определите выход хлороводорода.

Решение.

При получении хлороводорода действием серной кислоты на хлорид натрия протекает реакция

NaCl + H₂SO₄ = NaHSO₄ + HCl↑

Определяем количество вещества хлорида натрия. взятого для реакции:

моль.

Из уравнения реакции следует:

n(HCl) = n(NaCl) = 0,2 моль.

Следовательно, при количественном выходе образовалось 0,2 моль хлороводорода.

Определяем массу НСl:

m(HCl) =n(HCl)·M(HCl) = 0,2·35,5 = 7,3 г.

Реакция хлороводорода с нитратом серебра протекает по уравнению:

HCl + AgNO₃ = AgCl↓ + HNO₃

Определяем количество вещества хлорида серебра, выпавшего в осадок:

моль.

Из уравнения реакции следует, что n(AgCl) = n_p(HCl), где n_p(HCl) – реально полученное количество вещества НСl. Следовательно:

n_p(HCl) = 0,14 моль.

Определяем массу реально полученного хлороводорода:

m_p(HCl) = n_p(HCl)·M(HCl) = 0,14·36,5 = 5,11 г.

Рассчитываем выход продукта реакции (, используя формулу:

Образец тестового опроса Галогены

1. Укажите электронную формулу хлора в степени окисления +7

1) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵ 2) 1s²2s²2p⁶3s⁰3p⁰ 3) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶

4) 1s²2s²2p⁶3s⁰3p⁵ 5) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁰

2. Укажите формулу, соответствующую хлорату калия

1) КСlO 2) КСlO₄ 3) КСlO₂ 4) КСl 5) КСlO₃

3. Укажите количество молей иода, выделяющегося по реакции KI+KIO₃+H₂SO₄ 

1) 5 2) 2 3) 1 4) 3 5) 4

4. Укажите вещества, образующиеся в результате реакции I₂+Cl₂+H₂O ^t

1) HCl+HI 2) HClO+HI 3) HCl+HIO₃ 4) HClO₂+HI 5) HCl+HIO

5. Укажите степень окисления иода в соединении, образующемся при окислении иода концентрированной HNO₃:

1) +5 2) +7 3) –1 4) +3 5) +1

Контрольные вопросы и упражнения

1. Проанализируйте закономерности в изменении радиусов атомов, ионизационных потенциалов, сродства к электрону, электроотрицательности атомов, а также энергии химической связи и терми­ческой устойчивости молекул в ряду галогенов.

2. Какие степени окисления проявляют галогены в своих соединениях? Каковы особенности валентных состояний фтора?

3. Проиллюстрируйте реакциями промышленные и лабораторные способы получения галогенов.

4. Дайте сравнительную характеристику окислительно-восстановительных свойств галогенов на примерах различных реакций.

5. Укажите способы получения соединений фтора с кислородом.

6. Каково отношение фтора к следующим веществам: H₂S, SiO₂, P₂O₅, CO₂?

7. Взаимодействует ли оксид фтора F₂O с водой и щелочами?

8. Как получают фтороводород в технике и в лаборатории? Из какого материала изготавливается аппаратура для его получения?

9. Чем отличаются реакции травления стекла газообразным НF и плавиковой кислотой?

10. Как получить фтор из фтороводорода? Можно ли получить фтор путем электролиза водных растворов, содержащих ионы F^–?

11. Какой химический состав имеют фреоны? Какое применение они находят?

12. Напишите уравнения реакций получения всех галогеноводородов. Каковы особенности этих процессов?

13. Как изменяются основные физические свойства и прочность молекул в ряду НF – HI ?

14. Проанализируйте характер изменения окислительно-восстановительных и кислотных свойств в ряду галогеноводородов.

15. Напишите уравнения реакций взаимодействия галогенов с водой и растворами щелочей (холодными и горячими).

16. *. Возможно ли получить хлорат калия из КС1? Укажите условия получения.

17. Как идет разложение хлорноватистой кислоты под действием света, при нагревании, в присутствии водоотнимающего вещества?

18. Какие реакции используются обычно для получения хлоратов и перхлоратов?

19. Действием каких галогенов можно выделить свободный бром из растворов: а) бромида калия; б) бромата калия? Обоснуйте ответ, используя величины стандартных электродных потенциалав и проиллюстрируйте реакциями.

20. Напишите схему цепной реакции получения хлороводорода. Какую роль в ней играет освещение?

21. Какие из перечисленных веществ: KHSO₄, AlCl₃, KCl, H₂SO₄ – при взаимодействии между собой образуют HCl?

22. Как изменяются сила кислот и окислительные свойства в рядах:

HClO – HClO₂ – HClO₃ – HClO₄ и НСlO – HBrO – НIO? Почему?

23. Назовите возможные способы получения гипохлоритов.

24. Что такое хлорная известь, жавелевая вода? Проиллюстрируйте их свойства с помощью уравнений реакций.

25. Можно ли получить хлорат калия из хлорида калия?

26. Сравните склонность к гидролизу солей в рядах:

1. KClO - KClO₂ - KClO₃ - KClO4;

2. KClO - KBrO - KIO?

27. Обоснуйте невозможность получения оксидов галогенов их прямым взаимодействием с кислородом.

28. Какие неорганические соединения хлора, фтора, брома и иода применяются в медицине?

29. Неизвестный галогеноводород пропустили в раствор щелочи массой 100 г с массовой долей КОН 11,2 %. В образовавшемся нейтральном растворе массовая доля соли равна 13,89 %. Определить галогеноводород. Ответ: HCl

30. Рассчитайте объем хлора (н.у.) и объем раствора гидроксида калия с его массовой долей 50 % и плотностью 1,538 г/мл, необходимых для получения бертолетовой соли массой 250 г, если ее массовая доля выхода равна 88%.

Ответ:152,7 л; 496,5 мл.

31. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить превращения:

а) РbВг₂ → НВг → Вг₂ → КВr O₃ → НВr O₃ → Fе Вг₃;

б) С1₂ → НС1 → КС1 → С1₂ → Ва С1₂ → НС1;

в) С1₂ → КСlO₃ → КСl O4 → НСl O4 → Сl O₂ → НСl O₃.

32. Напишите следующие уравнения реакций:

а) К₂Сr₂О₇ + НС1(конц.) →

б) КI + Н₂SО₄ (конц.) →

в) НВ r О₃ + I₂ →

г) I₂ + НNO₃ (конц.) →

д) НСl O₃ + НС1→

е) К₂Сr₂О₇ + КI + Н₂SО₄→

ж) I₂ + Н₂S (р-р) →

з) К I + Н₂О₂ + Н₂SО₄ →

и) С1₂ +I₂ + Ва (ОН)₂ →

к) С1₂ + К I + КОН →

л) НСl O₄ + Р₂О₅ →

м) СаОС1₂ + НС1 →

33*. Чем объяснить, что из всех галогенов лишь только иод образует многоосновные кислоты?

34. Какую массу оксида марганца(IV) и какой объем раствора с массовой долей НСl 36% и плотностью 1,18 г/мл надо взять, для получения хлора, который может вытеснять из раствора иодида калия молекулярный иод массой 30,48 г? Принять, что выход продуктов на каждой из стадий процесса составляет 80% от теоретически возможного. Ответ: 16,3 г, 64,4 мл.

35.Весь хлороводород, полученный действием избытка серной кислоты на хлорид калия массой 14,9 г, поглотили водой массой 200 г. Определите массовую долю хлороводорода в растворе, если его выход в реакции составил 70%.

Ответ:2,5%.

36. В раствор хлорида калия погрузили электроды и пропустили электрический ток. В результате образовался раствор массой 200 г с массовой долей КОН 2,8%. Какое количество вещества молекулярного хлора выделилось при электролизе? Ответ:0,05 моль.

37. Хлороводород, полученный из образца технического хлорида натрия массой 12 г. использовали для получения концентрированной соляной кислоты. Вся полученная кислота вступила в реакцию с оксидом марганца (IV). При этом образовался газ объемом 1,12 л (н. у.). Определите массовую долю NаСl в исходном образце. Ответ: 97,5%.