Задача: С какими из перечисленных веществ взаимодействует \(Cl_2\)?
Варианты ответов:
- \(HNO_3\)
- \(KOH\)
- \(HCl\)
- \(NaI\)
Решение:
Рассмотрим взаимодействие хлора (\(Cl_2\)) с каждым из предложенных веществ.
1. Взаимодействие с азотной кислотой (\(HNO_3\)):
Хлор является сильным окислителем, но азотная кислота также является сильным окислителем. Между двумя сильными окислителями реакции обычно не происходят, если нет восстановителя. В данном случае, ни хлор, ни азотная кислота не могут выступать в роли восстановителя по отношению друг к другу. Поэтому реакция не идет.
Вывод: \(Cl_2\) не взаимодействует с \(HNO_3\).
2. Взаимодействие с гидроксидом калия (\(KOH\)):
Хлор взаимодействует со щелочами (такими как \(KOH\)) по реакции диспропорционирования. Продукты реакции зависят от температуры.
При обычной температуре (на холоду) образуются хлорид калия, гипохлорит калия и вода:
\[Cl_2 + 2KOH \rightarrow KCl + KClO + H_2O\]При нагревании образуются хлорид калия, хлорат калия и вода:
\[3Cl_2 + 6KOH \xrightarrow{t} 5KCl + KClO_3 + 3H_2O\]В любом случае, реакция взаимодействия происходит.
Вывод: \(Cl_2\) взаимодействует с \(KOH\).
3. Взаимодействие с соляной кислотой (\(HCl\)):
Хлор и соляная кислота содержат один и тот же элемент – хлор. В соляной кислоте хлор находится в степени окисления -1, а в молекулярном хлоре – 0. Хлор не может окислить хлорид-ион, так как сам является окислителем. Также хлорид-ион не может восстановить молекулярный хлор, так как хлор в \(HCl\) уже находится в минимальной степени окисления. Поэтому реакция не идет.
Вывод: \(Cl_2\) не взаимодействует с \(HCl\).
4. Взаимодействие с иодидом натрия (\(NaI\)):
Хлор является более активным галогеном, чем иод. Поэтому хлор может вытеснять иод из его солей. В этой реакции хлор выступает как окислитель, а иодид-ион – как восстановитель.
\[Cl_2 + 2NaI \rightarrow 2NaCl + I_2\]В результате реакции образуется хлорид натрия и свободный иод.
Вывод: \(Cl_2\) взаимодействует с \(NaI\).
Заключение:
Хлор (\(Cl_2\)) взаимодействует с гидроксидом калия (\(KOH\)) и иодидом натрия (\(NaI\)).
Правильные варианты ответов:
2. \(KOH\)
4. \(NaI\)