§22. Получение галогенов. Биологическое значение и применение галогенов и их соединений

i

1. Найдите в Интернете электронные адреса, раскрывающие содержание ключевых слов и словосочетаний параграфа для создания классного банка данных.

Ответ:

Электронные адреса, раскрывающие содержание ключевых слов и словосочетаний параграфа для создания классного банка данных:
1) Сайт "Student bank".
2) Сайт "Solver Book".
3) Сайт "Chem ege".

2. Используя ресурсы Интернета, подготовьте информационный продукт (по выбору): презентацию по теме урока или сообщение по одному из ключевых слов (словосочетаний) параграфа.

Ответ:

Получение галогенов
В промышленности фтор и хлор получают электролизом расплавов или растворов их солей. Например, процесс электролиза расплава хлорида натрия можно отразить уравнением:
$2NaCl = 2Na + Cl_{2}$.
При получении хлора электролизом раствора хлорида натрия кроме хлора образуются также водород и гидроксид натрия:
$2NaCl + 2H_{2}O = H_{2} + Cl_{2} + 2NaOH$.
Но если водород можно получить другими, более удобными и дешёвыми способами, например из природного газа, то гидроксид натрия, как и хлор, получают почти исключительно электролизом раствора поваренной соли.
В лаборатории хлор получают взаимодействием соляной кислоты с оксидом марганца (IV):
$MnO_{2} + HCl = MnCl_{2} + Cl_{2} + H_{2}O$.
Бром и иод получают в промышленности по реакции вытеснения их хлором соответственно из бромидов и иодидов.

?

1. Вычислите объём хлора (н. у.) и массу натрия, которые можно получить при электролизе 585 г хлорида натрия, содержащего 2% примесей.

Ответ:

Дано:
m (соли) = 585 г
ω (примесей) = 2%
Найти:
V ($Cl_{2}$) − ?
m (Na) − ?
Решение:
$2NaCl = 2Na + Cl_{2}$
ω (NaCl) = 100% − ω (примесей) = 100% − 2% = 98%
m (NaCl) = m (соли) * ω (NaCl) = 585 * 0,98 = 573 г
n (NaCl) = $\frac{m}{M}$ = $\frac{573,3}{58,5}$ = 9,8 моль
n (Na) = n (NaCl) = 9,8 моль
m (Na) = n * M = 9,8 * 23 = 225,4 г
n ($Cl_{2}$) = $\frac{n (NaCl)}{2}$ = $\frac{9,8}{2}$ = 4,9 моль
V ($Cl_{2}$) = n * $V_{m}$ = 4,9 * 22,4 = 109,8 л
Ответ: V ($Cl_{2}$) = 109,8 л; m (Na) = 225,4 г.

2. Рассчитайте, сколько граммов 40%−го раствора щёлочи можно получить из натрия, массу которого вы определили в предыдущей задаче.

Ответ:

Дано:
m (Na) = 225,4 г
ω (NaOH) = 40%
Найти:
m (р−ра) − ?
Решение:
$2Na + 2H_{2}O = 2NaOH + H_{2}$
n (Na) = $\frac{m}{M}$ = $\frac{225,4}{23}$ = 9,8 моль
n (NaOH) = n (Na) = 9,8 моль
m (NaOH) = n * M = 9,8 * 40 = 392 г
m (р−ра) = $\frac{m (NaOH)}{ω (NaOH)}$
ω (NaOH) = 40% = 0,4
m (р−ра) = $\frac{n (NaCl)}{ω (NaOH)}$ = $\frac{392}{0,4}$ = 980 г
Ответ: m (р−ра) = 980 г.

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 и рассчитайте массу оксида марганца (IV) и количество хлороводорода, необходимых для получения 100 л хлора (н. у.), если выход его составляет 95% от теоретически возможного.

Ответ:

$MnO_{2} + 4HCl = MnCl_{2} + Cl_{2} + 2H_{2}O$
$Mn^{+4} + 2e = Mn^{+2}$ − окислитель
$2Cl^{-} - 2e = Cl_{2}^{0}$ − восстановитель
Дано:
$V_{практ}$ ($Cl_{2}$) = 100 л
η ($Cl_{2}$) = 95%
Найти:
m ($MnO_{2}$) − ?
n (HCl) − ?
Решение:
$MnO_{2} + 4HCl = MnCl_{2} + Cl_{2} + 2H_{2}O$
$V_{теор}$ ($Cl_{2}$) = $V_{практ}$ ($Cl_{2}$) : η ($Cl_{2}$) = 100 : 0,95 = 105,3 л
n ($Cl_{2}$) = $\frac{V}{V_{m}}$ = $\frac{105,3}{22,4}$ = 4,7 моль
n (HCl) = 4 * n ($Cl_{2}$) = 4 * 4,7 = 18,8 моль
n ($MnO_{2}$) = n ($Cl_{2}$) = 4,7 моль
m ($MnO_{2}$) = n * M = 4,7 * 87 = 409 г
Ответ: m ($MnO_{2}$) = 409 г; n (HCl) = 18,8 моль.

4. Подготовьте сообщение о положительном и отрицательном значении галогенов и их соединений в жизни человека.

Ответ:

Положительное и отрицательное значение галогенов и их соединений в жизни человека
Фтор
Благодаря этому важному компоненту, участвующему в построении зубной эмали и костей, предотвращается такое заболевание, как кариес зубов.
Кроме того, фтор является необходимым элементом в процессах обмена веществ в железах, мышцах и нервных клетках.
Хлор
Один из химических элементов, без которых немыслимо существование живых организмов. Основная форма его поступления в организм − это хлорид натрия, который стимулирует обмен веществ, рост волос, придаёт бодрость и силу. Больше всего хлорида натрия содержится в плазме крови.
Особую роль в пищеварении играет соляная кислота, которая входит в состав желудочного сока. Без 0,2%−й соляной кислоты практически прекращается процесс переваривания пищи. И хотя почти все пищевые продукты содержат некоторое количество поваренной соли, человек вынужден добавлять к пище ежедневно около 20 г соли.
Хлор содержится в очень опасном для жизни и здоровья веществе − диоксине. Летучие соединения хлора − одна из причин разрушения озонового слоя Земли.
Бром
Соединения этого элемента регулируют процессы возбуждения и торможения центральной нервной системы, поэтому для лечения нервных болезней (бессонницы, истерии, неврастении и т. д.) врачи прописывают бромсодержащие препараты.
Йод
Последний из рассматриваемых нами галогенов йод — элемент, без которого человек не может жить: недостаток его в воде и пище снижает выработку
гормонов щитовидной железы и приводит к заболеванию эндемическим зобом. Гормоны щитовидной железы регулируют мышечную деятельность, работу сердца и мозга, а также аппетит, пищеварение.
Йод поступает в организм вместе с водой, воздухом и пищей: хлебом, яйцами, молоком, водой, морской капустой.

5. Извечная заповедь медицины: "Малые дозы – лекарство, а большие – яд". Докажите её на примерах из химии галогенов.

Ответ:

Извечная заповедь медицины: "Малые дозы – лекарство, а большие – яд". Докажим её на примерах из химии галогенов, например, фтор в малых дозах необходим для профилактики кариеса, а в больших дозах стимулирует образование опухолей.

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? Какой галоген выступает в страшной роли убийцы? Какие его свойства упоминаются в стихотворении?

Ответ:

Английский поэт Уилфред Оуэн описывает боевые действие, в которых галоген − хлор − применяется в качестве химического оружия.
В стихотворении упоминаются следующие свойства хлора: едкий запах, бледно−зеленый цвет, удушливый газ.

7. Используя свои знания по химии галогенов, напишите сочинение на тему «Художественный образ вещества или процесса». Для того чтобы иметь представление, как это делают другие ученики, прочитайте сочинение ученика 9 класса 531−й школы Москам Ильи Горшкова (1990).
Самый сильный окислитель
Жил−был Кислород. И был он таким сильным, что, с кем ни встретится, сразу окислит. И назвали Кислород окислителем, а вещества, получающиеся в реакции с Кислородом, − оксидами, сам процесс − окислением. Ходит Кислород по таблице Менделеева и со всеми в реакцию вступает. Стал он хвастливым, заносчивым и решил, будто в химическом мире нет никого сильнее его. И всё же Кислород ошибся. Как−то раз встретил он в таблице Фтор. Решил Кислород окислить Фтор. Позвал он на помощь Водород и, образовав в соединении с ним воду, пошел в наступление на Фтор. И произошло чудо. Вода, которой тушат пожары, сама загорелась во Фторе. Кислород, считавшийся окислителем, в этой реакции стал восстановителем. Так Фтор превзошёл Кислород и оказался самым сильным из окислителей.
Какие химические понятия осветил Илья в своём сочинении? Выпишите их и дайте их определения.

Ответ:

Добрый кальций
В большом семиэтажном доме, в подъезде щелочноземельных металлов, на четвертом этаже жил Кальций – металл. Он, как и все щелочноземельные металлы, очень активно взаимодействовал с кислородом, неметаллами, водородом и водой.
Он с охотой отдавал свои электроны и кислороду, и азоту, и многим другим элементам.
Кальций отдавал молекуле Кислорода два электрона:
$2Ca + O_{2} = 2CaO$
Оксид Кальция был добрым и с водой давал гидроксид:
$CaO + H_{2}O = Ca(OH)_{2}$.
Только Стронций и Барий поддерживали в этом Кальций, оксид Магния не дружил с водой.
Илья осветил в своем сочинение такие понятия:
Окислитель − это вещество, которое принимает электроны.
Восстановитель − это вещество, которое отдает электроны.
Окисление − это процесс, в результате которого происходит потеря электронов атомом вещества.
Оксиды − это сложные вещества, состоящие из двух элементов, одним из которых является кислород.