Cl2 có một liên kết cộng hóa trị, dễ dàng tham gia phản ứng,là một chất oxihóa mạnh.. Tham gia các phản ứng Clo là chất oxyhoá , tuy nhiên clo cũng có khả năng đóng vai trò là chất khử..
Trang 1
Trường THPT Số 1 Nghĩa Hành Năm học 2010 - 2011
Chương 5 : NHÓM HALOGEN
A TÓM TẮT LÝ THUYẾT
I Vị trí trong bảng HTTH các nguyên tố
Gồm có các nguyên tố 9F 17Cl 35Br 53I 85At Phân tử dạng X2 như F2 khí màu lục nhạt,
Cl2 khí màu vàng lục, Br2 lỏng màu nâu đỏ, I2 tinh thể tím
Dễ nhận thêm một electron để đạt cấu hình bền vững của khí hiếm
X + 1e X- (X : F , Cl , Br , I )
F có độ âm điện lớn nhất , chỉ có số oxi hoá –1 Các halogen còn lại ngoài số oxi hoá –1 còn
có số oxi hoá dương như +1 , +3 , +5 , +7
Tính tan của muối bạc AgF AgCl AgBr AgI
tan nhiều trắng vàng lục vàng đậm
II CLO
Trong tự nhiên Clo có 2 đồng vị 3517Cl (75%) và 3717Cl (25%) M Cl=35,5
Là chất khí, màu vàng , mùi xốc , độc và nặng hơn không khí
Cl2 có một liên kết cộng hóa trị, dễ dàng tham gia phản ứng,là một chất oxihóa mạnh
Tham gia các phản ứng Clo là chất oxyhoá , tuy nhiên clo cũng có khả năng đóng vai trò là chất
khử
1.Tính chất hoá học
a Tác dụng với kim loại : (đa số kim loại và có t0 để khơi màu phản ứng) tạo muối clorua ( có hoá
trị cao nhất )
2Na + Cl2 t0 2NaCl
2Fe + 3Cl2
0
t
2FeCl3
Cu + Cl2
0
t
CuCl2
b Tác dụng với phim kim(cần có nhiệt độ hoặc có ánh sáng)
H2 + Cl2 as 2HCl
Cl2 + 2S S2Cl2
2P + 3Cl2
0
t
2PCl3
Cl2 không tác dụng trực tiếp với O2
c Tác dụng với một só hợp chất có tính khử:
H2S + Cl2
0
t
2HCl + S 3Cl2 + 2NH3 N2 + 6HCl
Cl2 + SO2 + 2H2O H2SO4 + 2HCl
d Cl 2 còn tham gia phản ứng với vai trò vừa là chất ôxihóa, vừa là chất khử
Tác dụng với nuớc
Khi hoà tan vào nước , một phần Clo tác dụng (Thuận nghịch)
Cl02 + H2O HCl + HClO ( Axit hipoclorơ)
Axit hipoclorơ có tính oxy hoá mạnh, nó phá hửy các màu vì thế nước clo hay clo ẩm có
tính tẩy màu do
Tác dụng với dung dịch bazơ
Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O ( nước javel)
2Cl2 + 2Ca(OH)2 → Ca(ClO)2 + CaCl2 + H2O
Trang 2
Trường THPT Số 1 Nghĩa Hành Năm học 2010 - 2011
3Cl2 + 6KOH t0 KClO3 + 5KCl + 3H2O
e Tác dụng với muối
Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2
Cl2 + 2FeCl2 → 2FeCl3
3Cl2 + 6FeSO4 → 2Fe2(SO4)3 + 2FeCl3
Cl2 + 2KI → 2KCl + I2
f.Phản ứng thế, phản ứng cộng, phản ứng phân huỷ với một số hợp chất hữu cơ
CH4 + Cl2 ákt CH3Cl + HCl
CH2=CH2 + Cl2 → CH2Cl – CH2Cl
C2H2 + Cl2 → 2C + 2HCl
2.Điều chế : Nguyên tắc là khử các hợp chất Cl- tạo Cl0
a Trong phịng thí nghiệm
Cho HCl đậm đặc tác dụng với các chất ơxihĩa mạnh
2KMnO4 + 16HCl 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O
MnO2 + 4HCl t0 MnCl2 + Cl2 + 2H2O
KClO3 + 6HCl → KCl + 3H2O + 3Cl2
b Trong cơng nghiệp: dùng phương pháp điện phân
2NaCl + 2H2O đpdd/mnx H2 + 2NaOH + Cl2
2NaCl đpnc 2Na+ Cl2 ( bổ sung thêm kiến thức về điện phân)
( nếu quá trình điện phân khơng cĩ màng ngăn thí sản phẩm thu được là dung dịch nươc javel)
Ngồi ra cịn cĩ thể từ HCl và O2 cĩ xúc tác là CuCl2 ở 400oC
4HCl + O2 CuCl2 2Cl2 + 2H2O
III AXIT CLOHIDRIC (HCl)
Dung dịch axit HCl cĩ đầy đủ tính chất hố học của một axit mạnh
1 Hố tính
a TÁC DỤNG CHẤT CHỈ THỊ dung dịch HCl làm quì tím hố đỏ (nhận biết axit)
HCl H+ + Cl-
b TÁC DỤNG KIM LOẠI (đứng trước H trong dãy Bêkêtơp) tạo muối (với hĩa trị thấp của kim
loại) và giải phĩng khí hidrơ
Fe + 2HCl t0 FeCl2 + H2
2Al + 6HCl t0 2AlCl3 + 3H2
Cu + HCl → khơng cĩ phản ứng
c TÁC DỤNG OXIT BAZƠ , BAZƠ tạo muối và nước
NaOH + HCl NaCl + H2O
CuO + 2HCl t0 CuCl2 + H2O
Fe2O3 + 6HCl t0 2FeCl3 + 3H2O
d TÁC DỤNG MUỐI (theo điều kiện phản ứng trao đổi)
CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2
AgNO3 + HCl AgCl + HNO3
( dùng để nhận biết gốc clorua )
Trang 3
Trường THPT Số 1 Nghĩa Hành Năm học 2010 - 2011
Ngoài tính chất đặc trưng là axit , dung dịch axit HCl đặc còn thể hiện vai trò chất khử
khi tác dụng chất oxi hoá mạnh như KMnO 4 , MnO 2 ……
4HCl + MnO2 t0 MnCl2 + Cl02 + 2H2O
K2Cr2O7 + 14HCl → 3Cl2 + 2KCl + 2CrCl3 + 7H2O
Hỗn hợp 3 thể tích HCl và 1 thể tích HNO3 đặc được gọi là hỗn hợp nước cường toan (
cường thuỷ) có khả năng hoà tan được Au ( vàng)
3HCl + HNO3 → 2Cl + NOCl + 2H2O
NOCl NO + Cl
Au + 3Cl → AuCl3
2.Điều chế
a.PHƯƠNG PHÁP SUNFAT cho NaCl tinh thể vào dung dịch H2SO4 đậm đặc
2NaCltt + H2SO4
o
t0 400 Na2SO4 + 2HCl NaCltt + H2SO4
o 250 0
t NaHSO4 + HCl
b.PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP đốt hỗn hợp khí hidro và khí clo
H2 + Cl2 as 2HCl hidro clorua
IV MUỐI CLORUA
Chứa ion âm clorua (Cl-) và các ion dương kim loại, NH4 như NaCl ZnCl2 CuCl2AlCl3
NaCl dùng để ăn, sản xuất Cl2, NaOH, axit HCl
KCl phân kali
ZnCl2 tẩy gỉ khi hàn, chống mục gổ
BaCl2 chất độc
CaCl2 chất chống ẩm
AlCl3 chất xúc tác
V HỢP CHẤT CHỨA ÔXI CỦA CLO
Trong các hợp chất chứa ôxi của clo, clo có soh dương, được điều chế gián tiếp
Cl2O Clo (I) oxit Cl2O7 Clo(VII) oxit
HClO Axit hipoclorơ NaClO Natri hipoclorit
HClO2 Axit clorơ NaClO2 Natri clorit
HClO3 Axit cloric KClO3 kali clorat
HClO4 Axit pecloric KClO4 kali peclorat
Tất cả hợp chất chứa oxi của clo điều là chất ôxihóa mạnh
1.NƯỚC ZAVEN là hỗn hợp gồm NaCl, NaClO và H2O có tính ôxi hóa mạnh, có tính tẩy màu,
được điều chế bằng cách dẫn khí Clo vào dung dịch NaOH (KOH)
Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O
NaClO + CO2 + H2O → NaHCO3 + HClO ( có tính tẩy màu)
(Cl2 + 2KOH →KCl + KClO + H2O)
2.KALI CLORAT công thức phân tử KClO3 là chất ôxihóa mạnh thường dùng điều chế O2 trong
phòng thí nghiệm
2KClO3
0
t
2 MnO
2KCl + O2 KClO3 được điều chế khi dẫn khí clo vào dung dịch kiềm đặc đã được đun nóng đến 1000c
3Cl2 + 6KOH 1000 5KCl + KClO3 + 3H2O
Trang 4
Trường THPT Số 1 Nghĩa Hành Năm học 2010 - 2011
3.CLORUA VÔI công thức phân tử CaOCl2 là chất ôxihóa mạnh, được điều chế bằng cách dẫn clo
vào dung dịch Ca(OH)2 đặc: Cl2 + Ca(OH)2 → CaOCl2 + H2O
Nếu Ca(OH) 2 loãng: 2Ca(OH)2 + 2Cl2 → CaCl2 + Ca(OCl)2 + 2H2O
4.AXIT HIPOCLORƠ : HClO
Là một axit yếu , yếu hơn cả axit cacbonic Nhưng nó có tính oxyhoá rất mạnh
CO2 + H2O + NaClO → NaHCO3 + HClO
HClO → HCl + O
4HClO + PbS → 4HCl + PbSO4
Là một axit yếu nhưng mạnh hơn hipoclorơ và có tính oxyhoá mạnh được điều chế theo
phương trình Ba(ClO2)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2HClO2
- Là một axit mạnh tương tự như axit HCl , HNO3 và có tính oxyhoá
- Muối clorat có tính oxyhoá, không bị thuỷ phân
- Axit pecloric là axit mạnh nhất trong tất cat các axit Nó có tính oxyhoá , dễ bị nhiệt phân
2HClO4
0
t
H2O + Cl2O7 Tổng kết về các axit chứa oxy của clo
Chiều tăng tính bền và tính axit
Chiều tăng tính oxyhoá
VI FLO là chất oxihóa mạnh, tham gia phản ứng với hầu hết các đơn chất và hợp chất tạo florua
với số oxyhoá -1.( kể cả vàng)
1 Hoá tính
a.TÁC DỤNG KIM LOẠI & PHI KIM
Ca + F2 → CaF2
2Ag + F2 → 2AgF
3F2 + 2Au → 2AuCl3
3F2 + S → SF6
b.TÁC DỤNG VỚI HIDRO phản ứng xảy ra mạnh hơn các halogen khác , hỗn hợp H2 , F2 nổ
mạnh trong bóng tối
H2 + F2 → 2HF
Khí HF tan vào nước tạo dung dịch HF Dung dịch HF là axit yếu, đặc biệt là hòa tan được SiO2
4HF + SiO2 t0 2H2O + SiF4 (sự ăn mòn thủy tinh được ứng dụng trong kĩ thuật khắc
trên kính như vẽ tranh khắc chữ)
c.TÁC DỤNG NƯỚC khí flo qua nước sẽ làm bốc cháy nước (do giải phóng O2)
2F2 + 2H2O → 4HF + O2
Phản ứng này giải thích vì sao F2 không đẩy Cl2 , Br2 , I2 ra khỏi dung dịch muối hoặc axit
trong khi flo có tính oxihóa mạnh hơn
2.Điều chế HF bằng phương pháp sunfat
CaF2(tt) + H2SO4(đđ) t0 CaSO4 + 2HF
Hợp chất với oxi : OF 2
2F2 + 2NaOH → 2NaF + H2O + OF2 ;OF2 là chất có tính độc và tính oxyhoá mạnh
Trang 5
Trường THPT Số 1 Nghĩa Hành Năm học 2010 - 2011
VII BRƠM VÀ IƠT là các chất ơxihĩa yếu hơn clo
1.TÁC DỤNG VỚI KIM LOẠI tạo muối tương ứng
2Na + Br2 t0 2NaBr
2Na + I2 t0 2NaI
2Al + 3Br2
0
t
2AlBr3 2Al + 3I2 t0 2AlI3
2.TÁC DỤNG VỚI HIDRO
H2 + Br2 đun nón g
2HBr
H2 + I2 2 HI phản ứng xảy ra thuận nghịch
Độ hoạt động giảm dần từ Cl Br I
Các khí HBr, HI tan vào nước tạo dung dich axit
HBr H2O ddaxit HBr HI H2O dd axit HI
Về độ mạnh axit thì lại tăng dần từ HCl < HBr < HI
Br2 + 5Cl2 + 6H2O → 2HBrO3 + 10HCl
Các axit HBr , HI cĩ tính khử mạnh cĩ thể khử được axit H2SO4 đặc
2HBr + H2SO4 → Br2 + SO2 + H2O
8HI + H2SO4 → 4I2 + H2S + 4H2O
2HI + 2FeCl3 → FeCl2 + I2 + 2HCl
VIII NHẬN BIẾT dùng Ag+ (AgNO3) để nhận biết các gốc halogenua
Ag+ + Cl- AgCl (trắng) (2AgCl á 2Ag + Cl2 )
Ag+ + Br- AgBr (vàng nhạt) Ag+ + I- AgI (vàng đậm)
I2 + hồ tinh bột xanh lam
NHẬN BIẾT MỘT SỐ HỢP CHẤT VƠ CƠ
I Nhận biết một số anion ( ion âm)
CHẤT
THỬ
THUỐC THỬ
Cl
-Br
-I
-PO4
3-Dung dịch
AgNO3
- Kết tủa trắng
- Kết tủa vàng nhạt
- Kết tủa vàng
- Kết tủa vàng
Ag+ + X- → AgX ↓ ( hố đen ngồi ánh sáng do phản ứng 2AgX → 2Ag + X2)
3Ag+ + PO43- → Ag3PO4↓
SO42- BaCl2 - Kết tủa trắng Ba2+ + SO42- → BaSO4↓
SO3
2-HSO3
-CO3
2-HCO3
-S
2-Dung dịch
HCl hoặc
H2SO4 lỗng
- ↑ Phai màu dd KMnO4
- ↑ Phai màu dd KMnO4
- ↑ Khơng mùi
- ↑ Khơng mùi
- ↑ Mùi trứng thối
SO32- + 2H+ → H2O + SO2↑
HSO3- + H+ → H2O + SO2↑
CO32-+ 2H+ → H2O + CO2↑
HCO3-+ H+ → H2O + CO2↑
S2-+ 2H+ → H2S↑
NO3
-H2SO4
và vụn Cu
- ↑ Khí khơng màu hố nâu trong khơng khí
NO3- + H2SO4 → HNO3 + HSO4 -3Cu+8HNO3 → 3Cu(NO3)3 +2NO + 4H2O 2NO + O2 → 2NO2
SiO32- Axít mạnh - kết tủa keo trắng SiO32- + 2H+ → H2SiO3↓ ( kết tủa)
Trang 6
Trường THPT Số 1 Nghĩa Hành Năm học 2010 - 2011
II Nhận biết một số chất khí
CHẤT
KHÍ
THUỐC THỬ
Cl 2 - dd KI + hồ tinh bột - hoá xanh đậm Cl2 + 2I- → 2Cl- + I2
(I 2 + hồ tinh bột → màu xanh đậm)
SO 2
- dd KMnO4 ( tím)
- dd Br2 ( nâu đỏ )
- mất màu tím
- mất màu nâu đỏ
5SO2+ 2KMnO4 + 2H2O → 2MnSO4 + K2SO4 + 2H2SO4
SO2 + Br2 + 4H2O → H2SO4 + 2HBr
H 2 S - dd CuCl2
- ngửi mùi
- kết tủa đen
- múi trứng thối
- H2S + CuCl2 → CuS↓ + 2HCl Màu đen
O 2 - tàn que diêm - bùng cháy
O 3
- dd KI + hồ tinh bột
- kim loại Ag
- hoá xanh đậm
- hoá xám đen
2KI + O3 + H2O → I2 + 2KOH + O2 (I 2 + hồ tinh bột → màu xanh đậm) 2Ag + O3 → Ag2O + O2
H 2 - đốt, làm lạnh - có hơi nước
Ngưng tụ
2H2 + O2 → 2H2O
CO 2 - dd Ca(OH)2 - dd bị đục CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O
CO - dd PdCl2 - dd bị sẫm màu CO + PdCl2 + H2O → CO2 + Pd + 2 HCl
Màu đen
NH 3 - quì ẩm
- HCl đặc
- hoá xanh
- khói trắng NH3 + HCl → NH4Cl
NO - không khí - hoá nâu 2NO + O2 → 2 NO2↑ ( màu nâu)
NO 2 - H2O, quì ẩm - dd có tính axit NO2 + H2O → HNO3 + NO
3 Nhận biết một số chất khí
CHẤT
KHÍ
THUỐC THỬ
SO 2
- dd KMnO4
( tím)
- dd Br2
( nâu đỏ )
- mất màu tím
- mất màu nâu đỏ
5SO2+ 2KMnO4 + 2H2O → 2MnSO4 + K2SO4 + 2H2SO4
SO2 + Br2 + 4H2O → H2SO4 + 2HBr
H 2 S - dd CuCl2
- ngửi mùi
- kết tủa đen
- múi trứng thối
- H2S + CuCl2 → CuS ↓+ 2HCl Màu đen
O 2 - tàn que diêm - bùng cháy
O 3
- dd KI + HTB
- kim loại Ag
- hoá xanh đậm
- hoá xám đen
2KI + O3 + H2O → I2 + 2KOH + O2 (I 2 + hồ tinh bột → màu xanh đậm) 2Ag + O3 → Ag2O + O2