ГДЗ по химии 9 класс Габриелян — страница 165 (учебник)

       Получение галогенов: от электролиза до химических реакций.
   Галогены — это группа химических элементов, обладающих высокой реакционной способностью. В эту группу входят фтор, хлор, бром и йод. В промышленности и лабораториях галогены получают различными способами, которые зависят от их химических свойств и доступности сырья.
      Электролиз: ключ к получению фтора и хлора.
   Наиболее распространенный промышленный метод получения фтора и хлора — это электролиз. Электролиз — это процесс, при котором электрический ток пропускают через расплавленные или растворенные соли, вызывая химические реакции.
   Электролиз расплавов. При электролизе расплавов фторидов или хлоридов, например, расплава хлорида натрия (NaCl), происходит следующее:
   — Катод. На катоде (отрицательный электрод) происходит восстановление катионов натрия (Na⁺) до атомов натрия (Na): Na⁺ + e^– → Na⁰.
   — Анод. На аноде (положительный электрод) происходит окисление анионов хлора (Cl^–) до молекул хлора (Cl₂): 2Cl^– → Cl₂⁰ + 2e^–. В результате этой реакции образуются металлический натрий и газообразный хлор.
   Электролиз растворов. Электролиз растворов хлорида натрия (NaCl) протекает немного иначе. В этом случае, помимо хлора и натрия, образуются также водород и гидроксид натрия (NaOH):
   — Катод. 2H₂O + 2e^– → H₂ + 2OH^–
   — Анод. 2Cl^– → Cl₂ + 2e^–
   В сумме уравнение реакции выглядит так: 2NaCl + 2H₂O → H₂ + Cl₂ + 2NaOH Важно отметить, что водород, получаемый в результате электролиза раствора хлорида натрия, можно получить и другими более экономичными методами, например, из природного газа.
      Гидроксид натрия — ценный побочный продукт.
   Гидроксид натрия, также известный как каустическая сода, является важным химическим продуктом, используемым в различных отраслях промышленности. Его получают почти исключительно электролизом раствора поваренной соли.
      Получение хлора в лаборатории.
   В лабораторных условиях хлор получают взаимодействием соляной кислоты (HCl) с оксидом марганца (IV) (MnO₂): MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O. Эта реакция происходит при комнатной температуре, и ее легко проводить в лабораторных условиях.
   Вытеснение хлором: путь к брому и йоду. Бром и иод получают в промышленности путем реакции вытеснения их хлором из соответствующих бромидов и иодидов. Например, для получения брома из бромида калия (KBr) используют следующий процесс: 2KBr + Cl₂ → 2KCl + Br₂ В этой реакции более активный хлор вытесняет бром из бромида калия, образуя хлорид калия и бром.
   Заключение. Получение галогенов — это важный процесс, необходимый для различных отраслей промышленности и лабораторных исследований. Электролиз, вытеснение и химические реакции — это лишь некоторые из методов, используемых для получения этих ценных химических элементов.

Дано:
m(NaCl) = 585 г
ω(примесей) = 2%
Найти:
V(Cl2) — ?
m(Na) — ?
Решение:
2NaCl = 2Na + Cl₂
ω(NaCl) = 100% – ω(примесей) = 100% – 2% = 98% = 0,98
m(вещ-ва) = m(смеси) ⋅ ω; n = m : M; V = n ⋅ V_m
m(NaCl) = 585 ⋅ 0,98 = 573,3 г
М(NaCl) = 23 + 35,5 = 58,5 г/моль
n(NaCl) = 573,3 : 58,5 = 9,8 моль
По уравнению реакции n(NaCl) = n(Na),
тогда n(Na) = 9,8 моль
m(Na) = 9,8 ⋅ 23 = 225,4 г
По уравнению реакции n(NaCl) = 1 : 2n(Cl₂),
тогда n(Cl₂) = 4,9 моль
V(Cl₂) = 4,9 ⋅ 22,4 = 109,8 л

Ответ: 109,8 л; 225,4 г.

Дано:
m(Na) = 225,4 г
ω(NaOH) = 40% = 0,4
Найти:
m(р−ра) — ?
Решение:
2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂
n = m : M; m = n ⋅ M; m(р−ра) = m(вещ-ва) : ω
n(Na) = 225,4 : 23 = 9,8 моль
По уравнению реакции n(Na) = n(NaОН),
тогда n(NaОН) = 9,8 моль
М(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль
m(NaOH) = 9,8 ⋅ 40 = 392 г
m(р−ра) = 392 : 0,4 = 980 г

Ответ: 980 г.

MnO₂ + 4HCl = MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O
2Cl^– – 2е^– ⟶ Cl₂0, вос-ль, ок-е ǀ2ǀ1
Mn⁴⁺ + 2е^– ⟶ Mg²⁺, ок-ль, вос-е ǀ2ǀ1

Дано:
V_практ(Cl₂) = 100 л
η(Cl₂) = 95% = 0,95
Найти:
m(MnO₂) — ?
n(HCl) — ?
Решение:
MnO₂ + 4HCl = MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O
V_теор = V_практ : η; n = V : V_m; m = n ⋅ M
V_теор(Cl₂) = 100 : 0,95 = 105,3 л
n(Cl₂) = 105,3 : 22,4 = 4,7 моль
По уравнению реакции n(Cl₂) = 4n(HCl),
тогда n(HCl) = 4,7 ⋅ 4 = 18,8 моль
По уравнению реакции n(Cl₂) = n(MnO₂),
тогда n(MnO₂) = 4,7 моль
М(MnO₂) = 55 + 16 ⋅ 2 = 87 г/моль
m(MnO₂) = 4,7 ⋅ 87 = 408,9 г

Ответ: 408,9 г; 18,8 моль.

   В малых концентрациях, например, фторид натрия добавляется в зубные пасты и питьевую воду для профилактики кариеса. При превышении безопасных доз возникает флюороз — заболевание, которое приводит к повреждению зубной эмали и даже органам.
   В дефиците йод необходим для нормальной работы щитовидной железы, но избыточное его потребление может привести к гипертиреозу или других опухолевым образованиям.

Применение хлора в качестве химического оружия.
Свойства хлора в стихотворении: едкий запах, бледно−зеленый цвет, удушливый газ.

   Бром, яркий и энергичный представитель неметаллов, был известен своей общительностью и дружелюбием. Он проводил время в компании своих единомышленников — Фтора, Хлора и Иода, с которыми жил в одном подъезде семиэтажного дома. Неметаллы, как правило, держались особняком от металлов, не испытывая к ним особых симпатий. Металлы, в свою очередь, тоже не спешили сближаться с этими активными и непостоянными соседями.
   Однажды, уже поздним вечером, Бром, прогуливаясь с друзьями, отстал от компании. Его взор привлекла фигура, сидящая на скамейке в парке. Подойдя ближе, он увидел Серебро — металл, поражающий своей красотой и блеском. Бром, очарованный, подошел к Серебру и заговорил с ним. Они быстро нашли общий язык, обмениваясь историями о своей жизни и удивительными свойствами, которыми обладали. С каждым новым разговором их дружба крепла, и они понимали, что нашли в друг друге редкую и ценную связь.
   Со временем, Бром и Серебро решили встречаться только в вечернее время, когда никто не мог их видеть. В тишине ночной прохлады, они продолжали свои беседы, раскрывая друг перед другом новые грани своих характеров. В один из таких вечеров, в воздухе повисла особая атмосфера. Бром и Серебро, почувствовав незримую связь, невольно сблизились. Из их взаимодействия, словно по волшебству, образовался новый материал — Бромид Серебра. Эта соединение, полученное в результате их взаимодействия, представляло собой крепкую и неразрывную связь.
   Бром и Серебро были рады своей новообретенной форме, считая, что она позволит им навсегда оставаться вместе, несмотря на все препятствия. Но их идеалистические мечты были разрушены рассветным солнцем. Как только первые лучи заглянули в парк, Бромид Серебра разрушился, и Бром с Серебром снова оказались отдельными сущностями. Они поняли, что их взаимодействие ограничено темным временем суток, и их единственная возможность быть вместе — это кратковременные ночные встречи.
   Умные люди, наблюдая за этим удивительным явлениям, поняли, что реакция Брома и Серебра может быть использована для создания фотографий. Оказывается, Бромид Серебра очень чувствителен к свету. Когда на него попадает свет, он разлагается, и это разложение можно зафиксировать на специальной бумаге. Так родилась фотографическая пленка, которая позволила людям запечатлеть моменты своей жизни и с помощью света сохранить их навсегда.
   И так, Бром и Серебро несмотря на то, что их взаимодействие ограничено темным временем суток, принесли огромную пользу человечеству. Их необычная реакция, рожденная из необычной дружбы, стала основой для одного из самых важных изобретений человечества – фотографии. И каждый раз, когда мы смотрим на фотографию, мы невольно вспоминаем об этой удивительной истории дружбы Брома и Серебра, которые, несмотря на все препятствия, вместе создали что-то поистине великое.