BÀI 17: FLO – BROM - IOT Mục tiêu Kiến thức + Trình bày trạng thái tự nhiên, phương pháp điều chế, tính chất hóa học, ứng dụng flo, brom, iot hợp chất chúng Nêu cách điều chế flo, brom, iot hợp chất chúng + + Phân tích flo phi kim mạnh nhất, hợp chất flo có số oxi hóa , dùng phương pháp điện phân điều chế flo + So sánh tính chất hóa học halogen Kĩ Quan sát giải thích tượng thí nghiệm tính chất hóa học, tính chất vật lí + flo, brom, iot hợp chất chúng Viết phương trình hóa học minh họa cho tính chất hóa học đơn chất hợp chất flo, + brom, iot Giải tập định tính định lượng có liên quan đến flo, brom, iot hợp chất + chúng I LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM Flo a Tính chất vật lí Ở điều kiện thường, flo chất khí màu lục nhạt, độc b Tính chất hóa học Flo phi kim có tính oxi hóa mạnh + khí flo oxi hóa tất kim loại tạo muối florua + khí flo oxi hóa hầu hết phi kim 0 1 1 252 C H F2 2H F + Khi flo oxi hóa nước dễ dàng nhiệt độ thường, nước nóng bốc cháy tiếp xúc với khí flo 2 1 F 2H O 4H F O Hiđro florua (HF) tan nhiều nước, tạo thành dung dịch axit flohiđric Axit flohiđric axit yếu có tính chất đặc biệt ăn mịn đồ vật thủy tinh SiO2 4HF SiF4 2H2O (silic tetraflorua) Vì vậy, axit HF dùng để khắc chữ lên thủy tinh c Sản xuất flo công nghiệp Trang Phương pháp để sản xuất flo công nghiệp điện phân hỗn hợp KF HF (hỗn hợp thể lỏng) Ở cực âm (bằng thép) có khí H2 cực dương (than chì) có khí flo Brom a Tính chất vật lí Ở điều kiện thường, brom chất lỏng màu đỏ nâu, dễ bay hơi, brom độc Brom rơi vào da gây bỏng nặng Brom tan nước thu nước brom Brom tan nhiều dung môi hữu etanol, benzen, xăng,… b Tính chất hóa học Brom có tính oxi hóa flo clo, brom chất oxi hóa mạnh Brom oxi hóa nhiều kim loại Ví dụ: 0 3 1 3Br2 Al Al Br3 Brom oxi hóa hiđro nhiệt độ cao, tạo khí hiđro bromua: 0 1 1 t Br2 H H Br Khí hiđro bromua tan nước tạo thành dung dịch axit bromhiđric Đây axit mạnh, mạnh axit HCl Brom tác dụng với nước chậm tạo axit bromhiđric HBr axit hipobromơ HbrO: 1 1 HBr H Br O Br2 H O Cũng giống clo, phản ứng với nước, brom vừa thể tính oxi hóa vừa thể tính khử c Sản xuất brom công nghiệp Trong công nghiệp, brom sản xuất từ nước biển Sau tách NaCl khỏi nước biển, dung dịch cịn lại có hịa tan NaBr Dùng khí clo oxi hóa NaBr để sản xuất Br2: 1 1 Cl2 2Na Br 2Na Cl Br Một lượng lớn brom dùng để sản xuất AgBr (bạc bromua), chất nhạy cảm với ánh sáng dùng để tráng lên phim Dưới tác dụng ánh sáng, phân hủy thành kim loại bạc (ở dạng màu đen) brom (ở dạng hơi) as 2AgBr 2Ag Br2 Iot a Tính chất vật lí Ở điều kiện thường, iot chất rắn, dạng tinh thể màu đen tím Iot tan nước tan nhiều dung môi hữu etanol, benzen, xăng,… Vì người ta thường dùng xăng benzen để chiết iot, brom khỏi dung dịch nước Trang Khi đun nóng iot rắn biến hơi, không qua trạng thái lỏng Hiện tượng gọi thăng hoa Iot b Tính chất hóa học Iot có tính oxi hóa yếu flo, clo, brom Iot oxi hóa nhiều kim loại phản ứng xảy đun nóng có chất xúc tác Ví dụ: 0 xúc tác H O 3 1 3I Al Al I3 Iot oxi hóa hiđro nhiệt độ cao có mặt chất xúc tác tạo khí hiđro iotua, phản ứng thuận nghịch 0 1 1 350 500 C 2 H I I2 H xúc tác Pt Khí hiđro iotua tan nhiều nước tạo dung dịch axit iothiđric Axit iothiđric axit mạnh dễ bị oxi hóa axit bromhiđric axit clohiđric Iot có tính oxi hóa clo brom nên clo brom oxi hóa muối iotua thành iot: 1 1 0 1 1 Cl 2Na I 2Na Cl I Br2 2Na I 2Na Br I Iot có tính chất đặc trưng tác dụng với hồ tinh bột tạo thành hợp chất có màu xanh Vì vậy, người ta thường dùng iot để nhận biết tinh bột ngược lại c Sản xuất iot công nghiệp Trong công nghiệp, người ta sản xuất iot từ rong biển Người ta phơi khô rong biển, đốt thành tro, ngâm tro nước, gạn lấy dung dịch đem cô phần lớn muối clorua sunfat lắng xuống, muối iotua lại dung dịch Cho dung dịch tác dụng với chất oxi hóa để oxi hóa I thành I2 Phần lớn iot dùng để sản xuất dược phẩm Dung dịch 5% iot etanol (cồn iot) dùng làm thuốc sát trùng vết thương Muối iot dùng để phòng bệnh bướu cổ thiếu iot Trang SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HÓA Flo (F2) Phản ứng Brom (Br2) Iot (I2) Oxi hóa tất kim loại Oxi hóa nhiều kim loại tạo Oxi hóa kim loại nhiệt độ với kim loại tạo hợp chất florua 2Na F2 2NaF muối bromua, phản ứng cần cao cần xúc tác đun nóng t Fe I2 FeI t 2Na Br2 2NaBr t 2Fe 3Br2 2FeBr2 Phản ứng Trong bóng tối nhiệt Cần nhiệt độ cao với hiđro độ thấp, nổ mạnh Cần nhiệt độ cao t 2HI H I2 t H Br2 2HBr 252 C H F2 2HF Phản ứng Phân hủy mãnh liệt nước Ở nhiệt độ thường, chậm Hầu không phản ứng với nước nhiệt độ thường F2 2H2O 4HF O2 Điều chế so với clo HBr HBrO Br2 H O Điện phân nóng chảy hỗn Dùng Cl2 để oxi hóa Br hợp KF HF Cl 2NaBr 2NaCl Br Sản xuất iot từ rong biển II CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: Câu hỏi lý thuyết Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Axit flohiđric đựng bình chứa làm A thủy tinh B sắt C chất dẻo D thiếc Hướng dẫn giải Axit flohiđric không đựng bình làm thủy tinh (chứa SiO2), sắt, thiếc có phản ứng xảy ra, làm hỏng bình chứa axit lẫn tạp chất Phương trình hóa học: SiO2 4HF SiF4 2H2O Fe 2HF FeF2 H2 Sn 2HF SnF2 H2 Axit flohiđric đựng bình chứa làm chất dẻo Chọn C Ví dụ 2: Phát biểu sau đúng? A Tất muối halogen bạc không tan B Trong tự nhiên, clo tồn dạng đơn chất hợp chất Trang C Axit HI axit mạnh D Trong dãy HF, HCl, HBr, HI tính axit giảm dần Hướng dẫn giải A sai muối halogenua: AgF tan; AgCl, AgBr, AgI không tan B sai Cl2 chất oxi hóa mạnh, tự nhiên clo tồn dạng hợp chất C axit halogenhiđric: HF axit yếu; HCl, HBr, HI axit mạnh D sai tính axit tăng dần theo thứ tự: HF HCl HBr HI Chọn C Bài tập tự luyện dạng Bài tập Câu 1: Nhận định sau đúng? A Brom có tính oxi hóa mạnh, yếu flo clo, oxi hóa nước B Iot có tính oxi hóa yếu flo, clo, brom, oxi hóa nước C Flo có tính oxi hóa mạnh, oxi hóa mãnh liệt nước D Clo có tính oxi hóa mạnh, oxi hóa nước Câu 2: Phản ứng xảy dung dịch (dung môi nước) sau sai? A Cl2 2HBr 2HCl Br2 B Br2 2HI 2HBr I2 C F2 2HCl 2HF Cl2 D 4Cl2 H2S 4H2O H2SO4 8HCl Câu 3: Để điều chế flo, người ta phải điện phân dung dịch kali florua hiđro florua lỏng làm nước, A thu hỗn hợp khí B thu khí C flo phản ứng mạnh với nước D flo phi kim mạnh Câu 4: Dãy xếp theo chiều tăng dần tính oxi hóa halogen là: A F2, Cl2, Br2, I2 B Cl2, Br2, I2, F2 C F2, I2, Cl2, Br2 D I2, Br2, Cl2, F2 Câu 5: Nhỏ AgNO3 vào dung dịch HI, tượng quan sát A có kết tủa trắng B có khí C có kết tủa vàng D màu xanh xuất Câu 6: Dung dịch không phản ứng với dung dịch AgNO3 A NaF B NaCl C HCl D CaCl2 Câu 7: Dung dịch dùng để khắc chữ lên đồ dùng thủy tinh A HCl B H2SO4 loãng C H2SO4 đặc D HF Câu 8: Dãy ion halogenua xếp theo chiều tính khử tăng dần từ trái sang phải là: A F ,Br ,Cl ,I B Cl ,F ,Br ,I C I ,Br ,Cl ,F D F ,Cl ,Br ,I Câu 9: Phát biểu sau sai? A Trong hợp chất, số oxi hóa , flo clo cịn có số oxi hóa 1, 3, 5, 7 B Muối AgI không tan nước, muối AgF tan nước C Flo có tính oxi hóa mạnh clo D Dung dịch HF hòa tan SiO2 Câu 10: Phát biểu sau sai? Trang A Axit flohiđric axit yếu B Có thể dùng dung dịch AgNO3 để phân biệt NaF NaCl C Nhôm sắt phản ứng với dung dịch HCl theo tỉ lệ số mol D F2 không đẩy Cl2 khỏi dung dịch muối NaCl Câu 11: Trong phản ứng hóa học sau: SO2 Br2 2H2O H2SO4 2HBr Br2 đóng vai trị chất A khử B bị khử C bị oxi hóa D khơng oxi hóa khử Câu 12: Đổ dung dịch AgNO3 vào bốn dung dịch: NaF, NaCl, NaBr, NaI thấy A bốn dung dịch tạo kết tủa B có ba dung dịch tạo kết tủa dung dịch khơng tạo kết tủa C có hai dung dịch tạo kết tủa hai dung dịch không tạo kết tủa D có dung dịch tạo kết tủa ba dung dịch không tạo kết tủa Dạng 2: Bài toán halogen đẩy halogen khỏi muối Phương pháp giải F2 không tác dụng với muối halogen khác Cl2, Br2 tác dụng với muối halogen yếu Cl2 2NaBr 2NaCl Br2 Cl2 2NaI 2NaCl I2 Br2 2NaI 2NaBr I2 Viết phương trình hóa học: X2 2NaY 2NaX Y2 Ví dụ: Sục hết lượng khí clo vào dung dịch NaBr NaI đun nóng, thu 1,17 gam NaCl Tổng số mol NaBr NaI hỗn hợp phản ứng A 0,01 mol B 0,15 mol C 0,02 mol D 1,50 mol Hướng dẫn giải nNaCl 0,02 mol Phương trình hóa học: Cl2 2NaBr 2NaCl Br2 Cl2 2NaI 2NaCl I2 Theo phương trình: nNaBr nNaI nNaCl 0,02 mol Chọn C Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Sục khí clo dư vào dung dịch chứa muối NaBr KBr thu muối NaCl KCl, đồng thời thấy khối lượng muối giảm 4,45 gam Thể tích khí clo tham gia phản ứng với hai muối (đo đktc) A 4,48 lít B 3,36 lít C 2,24 lít D 1,12 lít Trang Hướng dẫn giải NaBr Cl2 NaCl Br2 Ta có: KBr KCl Cách 1: Bảo toàn khối lượng Gọi số mol Cl2 tham gia phản ứng x mol Phương trình hóa học: 2NaBr Cl2 2NaCl Br2 2KBr Cl2 2KCl Br2 Theo phương trình hóa học: n Cl n Br x mol 2 Bảo toàn khối lượng: n NaBr KBr m Cl m NaCl KCl m Br 2 m NaBr KBr m NaClKCl 160x 71x 4,45 89x x 0,05 Cách 2: Dùng tăng – giảm khối lượng Nhận thấy: mol muối Br (80) mol muối Cl (35,5) mgiảm 80 35,5 44,5 gam x mol muối Cl suy ra: n Cl x mgiảm 4,45 gam 4, 45 0,1 mol 44,5 Bảo toàn nguyên tố Cl: 2n Cl n Cl n Cl 0,05 mol VCl 0,05.22,4 1,12 lít Chọn D Ví dụ 2: Hịa tan hoàn toàn 104,25 gam hỗn hợp X gồm NaCl NaI vào nước dung dịch Y Sục khí Cl2 dư vào dung dịch Y Kết thúc thí nghiệm, cô cạn dung dịch thu 58,5 gam muối khan Khối lượng NaCl có hỗn hợp A 29,25 gam B 58,5 gam C 17,55 gam D 23,4 gam Hướng dẫn giải NaCl Cl2 58,5 gam NaCl I Ta có: 104,25 gam NaI n NaCl 58,5 mol 58,5 Cách 1: Giải hệ, theo bảo toàn nguyên tố Trang Gọi số mol NaCl, NaI hỗn hợp X x, y mol 58,5x 150y 104,25 * Bảo toàn nguyên tố Na: n NaCl n NaI X X n NaCl Y x y 1 ** Từ (*) (**) suy ra: x y 0,5 Khối lượng NaCl X là: m NaCl 0,5.58,5 29,25 gam Cách 2: Tăng – giảm khối lượng Khối lượng muối giảm là: mgiaûm 104,25 58,5 45,75 gam Nhận thấy: mol muối I (127) mol muối Cl (35,5) mgiảm 127 35,5 91,5 gam mgiảm 45,75 gam x mol muối I x nI 45,75 0,5 mol 91,5 m NaI 0,5.150 75 gam m NaCl X 104,25 75 29,25 gam Chọn A Bài tập tự luyện dạng Bài tập Câu 1: Sục khí clo dư vào dung dịch chứa NaI NaBr đun nóng, ta thu 1,17 gam muối Số mol hỗn hợp muối ban đầu A 0,20 B 0,10 C 0,01 D 0,02 Câu 2: Cho 25 gam nước clo vào dung dịch chứa 2,5 gam KBr (dư) Sau phản ứng kết thúc, đem cô cạn dung dịch thu 1,61 gam chất rắn Nồng độ phần trăm clo có nước clo A 2,95% B 2,94% C 2,84% D 2,85% Câu 3: Cho 20,8 gam BaCl2 tác dụng với 100 gam dung dịch Na2SO4 28,40%, thu kết tủa X dung dịch Y Nồng độ phần trăm muối ăn có dung dịch Y A 12,00% B 9,69% C 9,68% D 12,10% Câu 4: Cho lượng dư dung dịch AgNO3 tác dụng với 100 ml dung dịch NaF 0,05M NaCl 0,1M Khối lượng kết tủa tạo thành A 1,345 gam B 3,345 gam C 2,875 gam D 1,435 gam Câu 5: Cho 15,9 gam hỗn hợp gồm NaCl NaF (có tỉ lệ mol tương ứng : 1) vào dung dịch AgNO3 (dư), lọc kết tủa thu dung dịch có khối lượng giảm so với khối lượng dung dịch ban đầu A 25,5 gam B 25,4 gam C 12,7 gam D 12,8 gam Trang Câu 6: Có hỗn hợp X gồm hai muối NaCl NaBr Khi cho dung dịch AgNO3 vừa đủ vào hỗn hợp X, thu lượng kết tủa khối lượng AgNO3 tham gia phản ứng Thành phần phần trăm theo khối lượng NaCl hỗn hợp đầu A 73,00% B 27,48% C 27,84% D 72,16% Đáp án lời giải Dạng 1: Câu hỏi lý thuyết 1–C 2–C 11 – B 12 – B 3–C 4–D 5–C 6–A 7–D 8–D 9–A 10 – C Dạng 2: Bài toán halogen đẩy halogen khỏi muối 1–D 2–C 3–A 4–D 5–D 6–C Trang ... dễ bay hơi, brom độc Brom rơi vào da gây bỏng nặng Brom tan nước thu nước brom Brom tan nhiều dung môi hữu etanol, benzen, xăng,… b Tính chất hóa học Brom có tính oxi hóa flo clo, brom chất oxi... nước tạo dung dịch axit iothiđric Axit iothiđric axit mạnh dễ bị oxi hóa axit bromhiđric axit clohiđric Iot có tính oxi hóa clo brom nên clo brom oxi hóa muối iotua thành iot: 1 1 0 1 1 Cl... HI Chọn C Bài tập tự luyện dạng Bài tập Câu 1: Nhận định sau đúng? A Brom có tính oxi hóa mạnh, yếu flo clo, oxi hóa nước B Iot có tính oxi hóa yếu flo, clo, brom, oxi hóa nước C Flo có tính