BÀI 16: SƠ LƯỢC VỀ HỢP CHẤT CÓ OXI CỦA CLO Mục tiêu Kiến thức + Trình bày ứng dụng, cách điều chế nước Gia-ven, muối clorat, clorua vơi + Chỉ clo có số oxi hóa dương, tính chất chung hợp chất chứa oxi clo tính oxi hóa Kĩ + Quan sát giải thích tượng thí nghiệm tính chất hóa học hợp chất chứa oxi clo + Viết phương trình hóa học minh họa cho tính chất hóa học hợp chất chứa oxi clo + Giải tập định tính định lượng có liên quan đến hợp chất chứa oxi clo I LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM Nước Gia-ven Nước Gia-ven (Javel) dung dịch hỗn hợp muối NaCl NaClO (natri hipoclorit) NaClO muối axit yếu (yếu axit cacbonic) Cả NaClO HClO dung dịch có tính oxi hóa mạnh Trong phịng thí nghiệm, nước Gia-ven điều chế cách cho khí clo tác dụng với dung dịch NaOH loãng nhiệt độ (Dung dịch nước Gia-ven) (*) Dung dịch có tên gọi thường Cl 2NaOH NaCl NaClO H 2O nước gia ven Trong cơng nghiệp, nước Gia-ven sản xuất cách điện phân dung dịch muối ăn (nồng độ từ 15 – 20%) thùng điện lần Béc-tô-lê (Bertholet) điều chế thành phố Gia-ven, gần thủ đô Pari nước Pháp Muối NaClO có tính oxi hóa mạnh, nước Gia-ven có tính phân khơng có màng ngăn 2NaCl 2H2O 2NaOH H2 Cl2 (catot) (anot) Cl2 2NaOH NaCl NaClO H2O tẩy màu sát trùng, dùng để tẩy trắng vải, sợi, giấy dùng để tẩy uế chuồng trại chăn nuôi, nhà vệ sinh Do khơng có màng ngăn nên Cl2 anot tác dụng với NaOH (cũng vừa tạo thành catot) dung dịch tạo nước Gia-ven Trang Clorua vôi Clorua vôi chất bột màu trắng, xốp Công thức phân tử clorua vôi CaOCl2 có cơng thức cấu tạo là: Như vậy, clorua vôi muối kim loại canxi với hai loại gốc (Clorua vôi) axit clorua Cl hipocrit ClO Muối kim loại với Clorua vơi có tính oxi hóa mạnh tương nhiều loại gốc axit khác gọi muối hỗn tạp tự nước Gia-ven So với nước Gia-ven, Khi cho khí clo tác dụng với vơi tơi sữa vơi 30C ta thu clorua vôi rẻ hơn, hàm lượng hipoclorit clorua vôi cao Một lượng lớn clorua vôi Cl2 Ca OH 2 CaOCl H O dùng việc tinh chế dầu mỏ SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HĨA Trong phịng thí nghiệm Cl2 NaOH loãng Trong cơng nghiệp đpdd NaCl H O không màng ngăn NƯỚC GIA – VEN + Tẩy trắng NaClO có tính oxi + Sát trùng + Tẩy uế hóa mạnh + … NaCl, NaClO, H2 O NaClO Phản ứng với CO2: muối NaClO CO2 H2O axit yếu NaHCO3 HClO + Tẩy trắng Tính oxi hóa mạnh Cl2 Ca OH 2 vôi vôi sữa + Sát trùng CLORUA VÔI + Tẩy uế CaOCl2 +… (Muối hỗn tạp) Muối chứa Phản ứng với CO2: gốc axit yếu CaOCl2 CO2 H2O CaCO3 CaCl2 2HClO Trang II CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: Câu hỏi lý thuyết Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Clorua vôi muối canxi với hai loại gốc axit clorua Cl hipoclorit ClO Clorua vơi gọi muối A trung hịa B kép C axit D hỗn tạp Hướng dẫn giải Muối kim loại với nhiều loại gốc axit khác gọi muối hỗn tạp Clorua vôi muối hỗn tạp Chọn D Ví dụ 2: Nước Gia-ven hỗn hợp của: A HCl, HClO, H2O B NaCl, NaClO3, H2O C NaCl, NaClO, H2O D NaCl, NaClO4, H2O Hướng dẫn giải Nước Gia-ven hỗn hợp NaCl, NaClO, H2O Chọn C Bài tập tự luyện dạng Bài tập Câu 1: Nước Gia-ven, clorua vơi có tính tẩy màu, sát trùng A chứa ion clorua có tính khử mạnh B chứa ion clorua có tính khử yếu C chứa ion hipoclorit có tính oxi hóa mạnh D chứa ion hipoclorit có tính oxi hóa yếu Câu 2: Các ứng dụng nước Gia-ven, clorua vôi dựa sở A tính oxi hóa mạnh B tính tẩy trắng C tính sát trùng D tính khử mạnh Câu 3: Phát biểu sau đúng? A Clorua vôi muối tạo kim loại liên kết với loại gốc axit B Clorua vôi muối tạo kim loại liên kết với hai loại gốc axit C Clorua vôi muối tạo hai kim loại liên kết với loại gốc axit D Clorua vôi khơng phải muối Dạng 2: Bài tốn nhiệt phân muối có oxi clo Phương pháp giải Viết phương trình hóa học tính theo phương trình hóa học Có thể giải nhanh phương pháp bảo tồn khối lượng, bảo tồn ngun tố Ví dụ: Nhiệt phân hồn tồn m gam KClO3 thu 6,72 lít khí O2 (đktc) Giá trị m A 24,5 B 36,75 C 12,25 D 49,00 Hướng dẫn giải nO 6,72 0,3 mol 22,4 Trang Phương trình hóa học: t 2KClO3 2KCl 3O 0,2 0,3 mol m KClO 0,2.122,5 24,5 gam Chọn A Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Nung 24,5 gam KClO3 Khí thu tác dụng hết với Cu (lấy dư), phản ứng cho chất rắn có khối lượng lớn khối lượng Cu dùng ban đầu 4,8 gam Hiệu suất phản ứng nhiệt phân KClO3 A 50,0% B 75,0% C 80,0% D 33,3% Hướng dẫn giải n KClO 24,5 0,2 mol 122,5 KCl t Ta có: 0,2 mol KClO3 Cu dư Chất rắn O2 Khi cho khí thu phản ứng với lượng dư Cu: Bảo toàn khối lượng: m O m Cu m chất rắn m O m chất rắn m Cu 4,8 gam n O 0,15 mol Xét phản ứng nhiệt phân: Phương trình hóa học: t 2KClO3 2KCl 3O Ban đầu: 0,2 Phản ứng: 0,1 mol 0,15 mol Hiệu suất phản ứng: H% nKClO phản ứng nKClO ban ñaàu 100% 0,1 100% 50% 0,2 Chọn A Ví dụ 2: Hỗn hợp X gồm KClO3, Ca(ClO2)2, Ca(ClO3)2, CaCl2 KCl nặng 83,68 gam Nhiệt phân hoàn toàn X ta thu chất rắn Y gồm CaCl2, KCl 17,472 lít khí (ở đktc) Cho chất rắn Y tác dụng với 360 ml dung dịch K2CO3 0,5M (vừa đủ) thu kết tủa Z dung dịch T Lượng KCl dung dịch T nhiều gấp 22/3 lần lượng KCl có X Phần trăm khối lượng KClO3 có X A 47,83% B 56,72% C 54,67% D 58,56% Hướng dẫn giải Trang nO 17,472 0,78 mol; n K CO 0,5.0,36 0,18 mol 22,4 KClO3 Ca ClO3 2 KCl t Xét phản ứng nhiệt phân, ta có: X Ca ClO2 Y O2 CaCl CaCl KCl Bảo toàn khối lượng: m X m O m Y m Y 83,68 32.0,78 58,72 gam Xét phản ứng Y với K2CO3: Gọi số mol KCl Y a mol Phương trình hóa học: CaCl2 K 2CO3 CaCO3 2KCl 0,18 0,18 0,36 mol Dung dịch T chứa a 0,36 mol KCl Ta có: mKCl Y mY mCaCl Y 58,72 0,18 111 38,74 gam nKCl Y a 0,52 mol nKCl T a 0,36 0,88 mol mKCl T 65,56 gam Mặt khác, lượng KCl dung dịch T nhiều gấp 22/3 lần lượng KCl có X m KCl X 3 m KCl 65,56 8,94 gam T 22 22 Do đó, lượng KCl sinh phản ứng nhiệt phân là: m KCl m KCl m KCl Y X 38,74 8,94 29,8 gam nKCl 0,4 mol Phương trình hóa học: t 2KClO3 2KCl 3O 0,4 0,4 mol Do đó: m KClO 0,4.122,5 49 gam %m KClO 3 X 48 100% 58,56% 83,68 Trang Chọn D Bài tập tự luyện dạng Bài tập Câu 1: Nhiệt phân hoàn toàn 12,25 gam KClO3 thu thể tích khí O2 (đktc) A 1,12 lít B 2,24 lít C 3,36 lít D 4,48 lít Câu 2: Nhiệt phân hồn tồn m gam KClO3 (xúc tác MnO2) thu sản phẩm X lượng oxi lượng clo sinh từ 31,6 gam KMnO4 tác dụng với dung dịch HCl đặc, dư Giá trị m A 40,83 B 32,53 C 91,88 D 61,25 Câu 3: Đem nung hoàn toàn muối kali chứa oxi clo (muối X) đến khối lượng khơng đổi thu 14,9 gam muối halogenua 6,72 lít khí O2 (ở đktc) Cơng thức muối X A KClO B KClO4 C KClO2 D KClO3 Bài tập nâng cao Câu 4: Hỗn hợp X có khối lượng 82,3 gam gồm KClO3, Ca(ClO3)2, CaCl2 KCl Nhiệt phân hồn tồn X thu 13,44 lít O2 (đktc) chất rắn Y gồm CaCl2 KCl Toàn Y tác dụng vừa đủ với 0,3 lít dung dịch K2CO3 1M thu dung dịch Z Lượng KCl Z nhiều gấp lần lượng KCl X Phần trăm khối lượng KCl X A 22,63% B 18,10% C 12,67% D 25,62% Đáp án lời giải Dạng 1: Câu hỏi lý thuyết 1–C 2–A 3–B Dạng 2: Bài tốn nhiệt phân muối có oix clo 1–C 2–A 3–D 4–A Trang ... C Bài tập tự luyện dạng Bài tập Câu 1: Nước Gia-ven, clorua vơi có tính tẩy màu, sát trùng A chứa ion clorua có tính khử mạnh B chứa ion clorua có tính khử yếu C chứa ion hipoclorit có tính oxi. .. Clorua vôi muối hỗn tạp Chọn D Ví dụ 2: Nước Gia-ven hỗn hợp của: A HCl, HClO, H2O B NaCl, NaClO3, H2O C NaCl, NaClO, H2O D NaCl, NaClO4, H2O Hướng dẫn giải Nước Gia-ven hỗn hợp NaCl, NaClO,... kali chứa oxi clo (muối X) đến khối lượng không đổi thu 14,9 gam muối halogenua 6,72 lít khí O2 (ở đktc) Cơng thức muối X A KClO B KClO4 C KClO2 D KClO3 Bài tập nâng cao Câu 4: Hỗn hợp X có khối