Задание №9 — Основы неорганической химии

Задание №9

Задана следующая схема превращений веществ:

HCl $\overset{X}{\rightarrow}$ Cl₂ $\overset{Y}{\rightarrow}$ KClO₃

Определите, какие из указанных веществ являются веществами X и Y.

1)	KOH(р-р, 0 °C)
2)	KOH (р-р, 100 °C)
3)	Br₂ (р-р)
4)	MnO₂ (t°)
5)	KCl

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Разберем последовательно каждое превращение в предложенной схеме.

1. Превращение X: HCl → Cl₂
В этой реакции степень окисления хлора повышается с -1 (в соляной кислоте) до 0 (в молекулярном хлоре). Значит, нам необходим окислитель, способный забрать электроны у хлорид-иона.
Рассмотрим предложенные варианты:
- KOH (1 и 2) — это щелочь, она вступит с HCl в реакцию нейтрализации с образованием соли и воды, но не изменит степень окисления хлора.
- Br₂ (3) — бром является менее активным галогеном, чем хлор, поэтому он не может вытеснить хлор из его соединений.
- MnO₂ (4) — диоксид марганца является классическим сильным окислителем. При нагревании с концентрированной соляной кислотой протекает окислительно-восстановительная реакция с выделением газообразного хлора:
MnO₂ + 4HCl → (t°) MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O
Следовательно, вещество X — это MnO₂ (вариант 4).

2. Превращение Y: Cl₂ → KClO₃
Здесь хлор (степень окисления 0) переходит в хлорат калия (степень окисления хлора +5). Это реакция диспропорционирования хлора в щелочной среде.
- При взаимодействии хлора с холодным раствором KOH (вариант 1) образуются хлорид и гипохлорит калия (KClO):
Cl₂ + 2KOH → (0 °C) KCl + KClO + H₂O
- При взаимодействии хлора с горячим раствором KOH (вариант 2, при 100 °C) гипохлорит-ион неустойчив и диспропорционирует дальше до хлората (KClO₃):
3Cl₂ + 6KOH → (100 °C) 5KCl + KClO₃ + 3H₂O
Это именно та реакция, которая указана в схеме. Следовательно, вещество Y — это KOH (р-р, 100 °C) (вариант 2).

Ответ: А → 4, Б → 2.

Источник: ФИПИ

НазадЗадание №9Далее