Решение задачи: взаимодействие Cl2 с веществами

Задача: С какими из перечисленных веществ взаимодействует \(Cl_2\)?

Перечень веществ:

1. \(HNO_3\)
2. \(KOH\)
3. \(HCl\)
4. \(NaI\)

Решение:

Хлор (\(Cl_2\)) — это активный неметалл, галоген. Он может вступать в реакции с различными веществами, проявляя окислительные свойства.

Рассмотрим взаимодействие хлора с каждым из предложенных веществ:

1. Взаимодействие с \(HNO_3\) (азотная кислота):

• Азотная кислота является сильным окислителем. Хлор также является окислителем.
• Как правило, два окислителя не взаимодействуют друг с другом в окислительно-восстановительных реакциях, если один из них не может быть восстановлен, а другой окислен.
• В данном случае, хлор находится в степени окисления 0, а азот в \(HNO_3\) в степени окисления +5 (высшая для азота). Хлор не может окислить азот, а азотная кислота не может окислить хлор до более высокой степени окисления, так как хлор уже является сильным окислителем.
• Поэтому, хлор не взаимодействует с азотной кислотой.

2. Взаимодействие с \(KOH\) (гидроксид калия):

• Хлор взаимодействует со щелочами. Эта реакция является диспропорционированием (самоокислением-самовосстановлением) хлора.
• В зависимости от условий (температура), продукты реакции могут быть разными.
• При обычной температуре (на холоду):
  \[Cl_2 + 2KOH \rightarrow KCl + KClO + H_2O\] В этой реакции хлор окисляется до степени окисления +1 (в \(KClO\)) и восстанавливается до степени окисления -1 (в \(KCl\)).
• При нагревании:
  \[3Cl_2 + 6KOH \rightarrow 5KCl + KClO_3 + 3H_2O\] В этой реакции хлор окисляется до степени окисления +5 (в \(KClO_3\)) и восстанавливается до степени окисления -1 (в \(KCl\)).

Таким образом, хлор взаимодействует с \(KOH\).

3. Взаимодействие с \(HCl\) (хлороводородная кислота):

• Хлороводородная кислота содержит хлор в степени окисления -1.
• Хлор (\(Cl_2\)) находится в степени окисления 0.
• Хлор не может окислить хлорид-ион (\(Cl^-\)) до более высокой степени окисления, так как сам является хлором.
• Также хлор не может быть восстановлен хлорид-ионом.
• Поэтому, хлор не взаимодействует с хлороводородной кислотой.

4. Взаимодействие с \(NaI\) (иодид натрия):

• Хлор является более активным галогеном, чем иод.
• Более активный галоген вытесняет менее активный галоген из растворов его солей.
• В этой реакции хлор окисляет иодид-ион (\(I^-\)) до свободного иода (\(I_2\)), а сам восстанавливается до хлорид-иона (\(Cl^-\)).
  \[Cl_2 + 2NaI \rightarrow 2NaCl + I_2\]

Таким образом, хлор взаимодействует с \(NaI\).

Вывод:

Хлор (\(Cl_2\)) взаимодействует с:

• \(KOH\)
• \(NaI\)