ГДЗ / ОТВЕТЫ Химия 9 класc Габриелян О.С. §24 Получение галогенов. Биологическое значение и применение галогенов и их соединений.
Во всех упражнениях
красным цветом приводится решение,
а фиолетовым ― объяснение.
Упражнение 1 Вычислите объём хлора (н.у.) и массу натрия, которые можно получить при электролизе 585 г хлорида натрия, содержащего 2% примесей.
Дано: m(NaCl с прим.)=585 г, ω(примесей)=2%
Найти: V(Cl2)-?, m(Na)-?
Решение

1-й способ
1. Рассчитываем массовую долю чистого хлорида натрия:
ω(NaCl)=100%-ω(примесей)=100%-2%=98%
2. Рассчитываем массу чистого хлорида натрия:
m(NaCl)=ω(NaCl)•m(NaCl с прим.):100%=98%•585 г:100%=573,3 г

3. Вычисляем количество вещества хлорида натрия массой 573,3 г по формуле: n=m/M, где M ― молярная масса.
Mr(NaCl)=Ar(Na)+Ar(Cl)=23+35,5=58,5, поэтому M(NaCl)=58,5 г/моль
n(NaCl)=m(NaCl)/M(NaCl)=573,3 г : 58,5 г/моль=9,8 моль
4. Составим химическое уравнение:
2NaCl = 2Na + Cl2

По уравнению реакции n(NaCl):n(Na):n(Cl2)=2:2:1, то есть с 2 моль хлорида натрия образуется 2 моль натрия и 1 моль хлора, следовательно, количество вещества хлора в 2 раза меньше, а количество вещества натрия одинаковое с количеством вещества хлорида натрия, поэтому:

n(Cl2)=n(NaCl):2=9,8 моль:2=4,9 моль
n(Na)=n(NaCl)=9,8 моль

5. Вычисляем массу натрия в количестве вещества 9,8 моль по формуле: m=n•M, где M ― молярная масса.
M(Na)=23 г/моль
m(Na)=n(Na)•M(Na)=9,8 моль • 23 г/моль=225,4 г

6. Вычисляем объём хлора количеством вещества 4,9 моль по формуле: V=n•VM, где VM=22,4 л/моль ― молярный объём.
V(Cl2)=n(Cl2)•VM=4,9 моль • 22,4 л/моль=109,76 л

2-й способ
1. Рассчитываем массу примесей в хлориде натрия:
m(примесей)=ω(примесей)•m(NaCl с прим.):100%=2% •585 г : 100%=11,7 г
2. Рассчитываем массу чистого хлорида натрия:
m(NaCl)=m(NaCl с прим.)-m(примесей)=585 г – 11,7 г=573,3 г

3. Составим химическое уравнение:
573,3 г    х г      у л
2NaCl = 2Na + Cl2
117 г     46 г     22,4 л

Над формулами соединений NaCl, Na и Cl2 записываем вычисленную массу хлорида натрия (573,3 г) и неизвестные массу натрия и объём хлора (х г и у л соответственно), а под формулами соединений ― массу и объём соответствующего количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении. Для этого вычисляем молярные массы веществ и, соответственно, массу 2 моль хлорида натрия и 2 моль натрия, т.к. с 2 моль хлорида натрия NaCl образуется 2 моль натрия и 1 моль хлора Cl2 (при н.у. 1 моль любого газа занимает объем 22,4 л).
M(NaCl)=58,5 г/моль, м
асса 1 моль=58,5 г, а масса 2 моль=117 г
M(Na)=23 г/моль, масса 1 моль=23 г, а масса 2 моль=46 г
4. Массу натрия рассчитываем с помощью пропорции:
573,3 г / 117 г = х г / 46 г, отсюда по свойству пропорции имеем: х г • 117 г=573,3 г • 46 г
х=m(Na)=573,3 г • 46 г : 117 г=225,4 г

5. Объём хлора рассчитываем с помощью пропорции:
573,3 г / 117 г = у л / 22,4 л, отсюда по свойству пропорции имеем: у л • 117 г=573,3 г • 22,4 л
х=V(Cl2)=573,3 г • 22,4 л : 117 г=109,76 л

Ответ: 225,4 г натрия и 109,76 л хлора.

Упражнение 2 Рассчитайте, сколько граммов 40%-го раствора щёлочи можно получить из натрия, массу которого вы определили в предыдущей задаче.
Дано: m(Na)=225,4 г, ω(NaOH)=40%
Найти: m(раствора)-?
Решение

1-й способ
1. Количество вещества натрия массой 225,4 г вычисляем по формуле: n=m/M, где M ― молярная масса.
Mr(Na)=Ar(Na)=23, поэтому M(Na)=23 г/моль
n(Na)=m(Na)/M(Na)=225,4 г : 23 г/моль=9,8 моль
2. Составим химическое уравнение:
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

По уравнению реакции n(Na):n(NaOH)=2:2, количество вещества одинаковое, поэтому:

n(NaOH)=n(NaOH)=9,8 моль
3. Рассчытываем массу гидроксида натрия в количестве вещества 9,8 моль по формуле: m=n•M, где M ― молярная масса.
M(NaOH)=40 г/моль
m(NaOH)=n(NaOH)•M(NaOH)=9,8 моль • 40 г/моль=392 г

4. Рассчитываем массу раствора:
m(раствора)=m(NaOH):ω(NaOH)•100%=392 г:40% •100%=980 г
2-й способ
1. Составим химическое уравнение:
225,4 г                х г
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
46 г                   80 г

Над формулами соединений Na и NaOH записываем заданную в условии задачи массу натрия и неизвестную массу гидроксида натрия (225,4 г и х г соответственно), а под формулами соединений ― массу соответствующего количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении. Для этого вычисляем молярные массы веществ и, соответственно, массу 2 моль, т.к. с 2 моль натрия Na образуется 2 моль гидроксида натрия NaOH.
M(Na)=23 г/моль, м
асса 1 моль=23 г, а масса 2 моль=46 г
M(NaOH)=40 г/моль, масса 1 моль=40 г, а масса 2 моль=80 г
2. Массу гидроксида натрия рассчитываем с помощью пропорции:
225,4 г / 46 г = х г / 80 г, отсюда по свойству пропорции имеем: х г • 46 г=525,4 г • 80 г
х=m(NaOH)=525,4 г • 80 г : 46 г=392 г

3. Рассчитываем массу раствора:
m(раствора)=m(NaOH):ω(NaOH)•100%=392 г:40% •100%=980 г

Ответ: 980 г 40% раствора щёлочи.

Упражнение 3 Французский химик К. Шееле получил хлор по реакции оксида марганца (IV) с соляной кислотой. В результате этой реакции образуются также хлорид марганца (II) и вода. Составьте уравнение этой реакции, рассмотрите окислительно-восстановительные процессы.
MnO2 + 4HCl = MnCl2 + 2H2O + Cl2↑ 
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Mn+4O2 + HCl-1 → Mn+2Cl2 + H2O + Cl20 
Cl−1 −2ē ⟶ Cl0                |2|2|1   ―  процесс окисления
Mn+4 +2ē ⟶ Mn+2       |2| |1   ―  процесс восстановления
Проводим вертикальную черту и пишем за ней число электронов, которые отдали и присоединили атомы хлора и марганца. Находим наименьшее общее кратное для чисел 2 и 2. Это число 2, которое записываем за второй вертикальной чертой посередине, и поделив его поочередно на 2 и 2, записываем результат за третьей чертой в строках, касающихся элементов хлора и марганца. Множители 1 и 1 являются искомыми коэффициентами. Поскольку элемент марганец изменил степень окисления полностью (в правой части схемы этот элемент ни в одном веществе не проявляет такую же степень окисления, как в исходном веществе) и одинаковыми являются индексы этого элемента в формуле исходного вещества и продукта реакции, поэтому ставим коэффициент 1 (который обычно не пишем) перед формулой двух соединений марганца (MnO2, MnCl2). Поскольку элемент хлор изменил степень окисления не полностью (в правой части схемы имеется вещество MnCl2-1, в котором этот элемент имеет такую же степень окисления, как в исходном веществе), поэтому ставим коэффициент 1 (который обычно не пишем) только перед формулой хлора Cl2. Подбираем коэффициенты для остальных соединений.
В приведённой реакции соляная кислота (за счёт атомов хлора в степени окисления -1) — восстановитель, а оксид марганца (IV) (за счёт атомов марганца в степени окисления +4) — окислитель. 

Рассчитайте массу оксида марганца (IV) и количество хлороводорода, необходимых для получения 100 л хлора (н.у.), если выход его составляет 95% от теоретически возможного.
Дано: Vпракт.(Cl2)=100 л, ωвых.(Cl2)=95%
Найти: m(MnO2)-?, n(HCl)-?
Решение
1-й способ

1. Вычисляем возможный теоретический объём хлора:
Vтеор.(Cl2)=Vпракт.(Cl2):ωвых.(Cl2)100%=100 л: 95%100%=105,26 л

2. Рассчитываем количество вещества хлора объёмом 105,26 л по формуле: n=V/VM, где VM=22,4 л/моль ― молярный объём.
n(Cl2)=m(Cl2)/M(Cl2)=105,26 л : 22,4 л/моль=4,7 моль

3. Составляем уравнение реакции:
MnO2 + 4HCl = MnCl2 + 2H2O + Cl2
По уравнению реакции n(MnO2):n(HCl):n(Cl2)=1:4:1т.к. с 1 моль оксида марганца (IV) и 4 моль хлороводорода HCl образуется 1 моль хлора Cl2, следовательно, количество вещества хлороводорода в 4 раза больше, а количество вещества оксида марганца (IV) одинаковое с количесвом вещества хлора, поэтому:
n(MnO2)=n(Cl2)=4,7 моль
n(HCl)=4n(Cl2)=44,7 моль=18,8 моль
4. Вычисляем массу оксида марганца (IV) количеством вещества 4,7 моль по формуле: m=nM, где M ― молярная масса.
M(MnO2)=87 г/моль
m(MnO2)=n(MnO2)M(MnO2)=4,7 моль  87 г/моль=408,82 г

2-й способ
1. Вычисляем возможный теоретический объём хлора:
Vтеор.(Cl2)=Vпракт.(Cl2):ωвых.(Cl2)100%=100 л: 95%100%=105,26 л

1. Составляем химическое уравнение:
х г          у моль                        105,26 л
MnO2 + 4HCl = MnCl2 + 2H2O + Cl2
87  г       4 моль                         22,4 л

Над формулами соединений MnO2, HCl и Cl2 записываем неизвестные массу оксида марганца (IV) и количество вещества хлороводорода (х г и у моль соответственно) и вычисленный объём хлора (105,26 л), а под формулами соединений ― массу и объём количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении. Для этого вычисляем молярную массу оксида марганца (IV) и, соответственно, массу 1 моль, поскольку с 1 моль оксида марганца (IV) MnO2 и 4 моль хлороводорода HCl образуется 1 моль хлора Cl2 (при н.у. любой газ занимает объём 22,4 л).
M(MnO2)=87 г/моль
, масса 1 моль=87 г.

2. Массу оксида марганца (IV) рассчитываем с помощью пропорции:
х г / 87 г = 105,26 л / 22,4 л, отсюда по свойству пропорции имеем х г • 22,4 л = 87 г • 105,26 л, поэтому

х=m(MnO2)=87 г • 105,26 л : 22,4 л=408,82 г

3. Количество вещества хлороводорода рассчитываем с помощью пропорции:
105,26 л / 22,4 л = у моль / 4 моль, отсюда по свойству пропорции имеем у моль • 22,4 л = 4 моль • 105,26 л, поэтому

х=n(HCl)=4 моль • 105,26 л : 22,4 л =18,8 моль

Ответ: 18,8 моль хлороводорода и 408,82 г оксида марганца (IV).

Упражнение 4 Извечная заповедь медицины: "Малые дозы – лекарство, а большие – яд". Докажите её на примерах из химии галогенов. Фтор в малых дозах необходим для профилактики кариеса зубов, а в больших дозах приводит к злокачественным опухолям, ожогам.
Иод в малых дозах необходим для нормальной работы щитовидной железы, а в больших дозах приводит к расстройству щитовидной железы, поражению почек и сердечно-сосудистой системы.

Упражнение 6 Английский поэт Уилфред Оуэн, погибший в сражениях Первой мировой войны, написал такие строки:
Газ! Газ! Скорей! – неловкие движенья,
Напяливание масок в едкой мгле!
Один замешкался, давясь и спотыкаясь,
Барахтаясь, как в огненной смоле,
В просветах мутного зелёного тумана.
Бессильный, как во сне, вмешаться и помочь,
Я видел только – вот он зашатался,
Рванулся и поник – бороться уж невмочь.
Какое событие описывает поэт? Применение в первой мировой войне химического оружия.
Какой галоген выступает в страшной роли убийцы? Хлор.
Какие его свойства упоминаются в стихотворении? Физические свойства хлора: газ бледно-зеленого цвета с резким, удушливым запахом.
%USERNAME%, оставишь комментарий?
Имя:*
E-Mail:


В каком классе вы учитесь?