14 chuong 7 hoa 10 giai

Chương trình hóa học 10 tổng hợp mới nhất từ ba bộ Cánh diều- Chân trời sáng tạo-Kết nối tri thức, quý thầy cô và các bạn có thể tham khảo

CHƯƠNG 7 : NGUYÊN TỐ NHÓM HALOGEN

A HỆ THỐNG LÝ THUYẾT

B BÀI TẬP Phần 1: Bài tập tự luận

Dạng 1: Viết phương trình hóa học

Dạng 2: Điều chế

Dạng 3: Nhận biết

Dạng 4: Cấu tạo phân tử, tính chất vật lí, trạng thái tự nhiên của các đơn chất halogen

Dạng 5: Tính chất hóa học của các đơn chất halogen

Dạng 5.1 Xu hướng biến đổi tính chất hoá học của các đơn chất halogen

Dạng 5.2 Halogen tác dụng với hydrogen

Dạng 5.3 Halogen tác dụng với kim loại

Dạng 5.4 Halogen tác dụng với hợp chất

Dạng 6: Điều chế và ứng dụng của các halogen

Dạng 7: Xu hướng biến đổi tính chất vật lí của các hydrogen halide, hydrohalic acid

Dạng 8: Tính acid của các hydrohalic acid.

Dạng 8.1 Xu hướng biến đổi tính acid.

Dạng 8.2 Tác dụng với kim loại của hydrohalic acid

Dạng 8.3 Tác dụng với oxide và hydroxide của hydrohalic acid

Dạng 8.4 Tác dụng với muối của hydrohalic acid

Dạng 9: Muối halide

Dạng 10: Tính khử của ion halide

Dạng 11: Nhận biết và điều chế hydrogen halide

Phần 2 BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

MỨC 1 : BIẾT

DẠNG 1: NHÓM HALOGEN & ĐƠN CHẤT HALOGEN

DẠNG 2: HYDROGEN HALIDE MUỐI HALIDE

MỨC 2 : HIỂU

DẠNG 1: NHÓM HALOGEN & ĐƠN CHẤT HALOGEN DẠNG 2: HYDROGEN HALIDE MUỐI HALIDE

MỨC ĐỘ 3: VẬN DỤNG MỨC ĐỘ 4: VẬN DỤNG CAO

C ĐỀ KIỂM TRA CHƯƠNG 7

CHƯƠNG 7: NGUYÊN TỐ NHÓM HALOGEN

A HỆ THỐNG LÝ THUYẾT

CHỦ ĐỀ 1: NHÓM HALOGEN & ĐƠN CHẤT HALOGEN

I VỊ TRÍ CỦA NHÓM HALOGEN TRONG BẢNG TUẦN HOÀN = Nhóm VIIA

II TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN CỦA CÁC HALOGEN

- Halogen trong tự nhiên không tồn tại ở dạng đơn chất, chỉ tồn tại dạng hợp chất, chủ yếu tồn tại dướidạng muối của các ion halide (F-, Cl-, Br-, I-)

- Ion fluoride được tìm thấy trong các khoáng chất như fluorite (CaF2,); fluorapatite (Ca5(PO4)3F) vàcryolite (Na3AlF6)

- Ion chloride có nhiều trong nước biển, trong quặng halite (NaCl, thường gọi là muối mỏ), sylvite(NaCl.KCl)

- Trong cơ thể người, nguyên tố chlorine có trong máu và dịch vị dạ dày (ở dạng ion Cl-), nguyên tố iodine có ở tuyến giáp (ở dạng hợp chất hữu cơ)

- Ion bromide có trong quặng bromargyrite (AgBr)

- Ion iodide trong iodargyrite (AgI), các ion này cũng có trong nước biển và các mỏ muối

Trong tự nhiên, các nguyên tố halogen tồn tại ở dạng hợp chất

Muối mỏ (NaCl) Nước biển (NaCl, NaBr, NaI) Quặng Fluorite (CaF 2 )

1 Cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử và đặc điểm cấu tạo phân tử halogen.

- Lớp electron ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố halogen đều có 7 electron: phân lớp s có 2electron, phân lớp p có 5 electron

- Do có 7 electron ở lớp ngoài cùng, chưa đạt cấu hình bền vững như khí hiếm, nên ở trạng thái tự do, hai nguyên tử halogen góp chung một cặp electron để hình thành phân tử

Với X là kí hiệu các nguyên tố halogen

Công thức cấu tạo của phân từ halogen: X - X

Đơn chất halogen tồn tại ở dạng phân tử X2, liên kết trong phân tử là liên kết cộng hoá trị không phâncực

Các nguyên tử halogen có 7 electron ở lớp ngoài cùng, dễ nhận thêm 1 electron để đạt được cấu hìnhelectron bền của khí hiếm gần nhất:

ns np2 51e ns np2 6

Do vậy, số oxi hoá đặc trưng của các halogen trong hợp chất là -1

Tuy nhiên, khi liên k t v i các nguyên t có ết với các nguyên tố có độ âm điện lớn, các halogen có thể có ới các nguyên tố có độ âm điện lớn, các halogen có thể có ố có độ âm điện lớn, các halogen có thể có độ âm điện lớn, các halogen có thể có âm i n l n, các halogen có th có đ ện lớn, các halogen có thể có ới các nguyên tố có độ âm điện lớn, các halogen có thể có ể có các s oxi hoá d ố có độ âm điện lớn, các halogen có thể có ương: +1, +3, +5, +7 (trừ fluorine có độ âm điện lớn nhất, nên ng: +1, +3, +5, +7 (tr fluorine có ừ fluorine có độ âm điện lớn nhất, nên độ âm điện lớn, các halogen có thể có âm i n l n nh t, nên đ ện lớn, các halogen có thể có ới các nguyên tố có độ âm điện lớn, các halogen có thể có ất, nên fluorine luôn có s oxi hoá b ng -1 trong m i h p ch t) ố có độ âm điện lớn, các halogen có thể có ằng -1 trong mọi hợp chất) ọi hợp chất) ợp chất) ất, nên

* F(Z=9): 1s22s22p5 Nguyên tử F có 2 lớp electron, không có phân lớp d nên chỉ có 1

electron độc thân, mặt khác F có độ âm điện lớn nhất vì thế F chỉ

có số oxi hóa bằng -1 trong mọi hợp chất

* Các nguyên tố Cl,Br,I ở trạng thái

- Các halogen ít tan trong nước, tan nhiều trong dung môi hữu cơ không phân cực như hexane (C6H14),carbon tetrachloride (CCl4),… Trong y học, dung dịch iodine loãng trong ethanol được dùng làm thuốcsát trùng.

- Bromine gây bỏng sâu khi tiếp xúc với da Hít thở không khí có chứa halogen với nồng độ vượtngưỡng cho phép làm tổn hại niêm mạc tế bào đường hô hấp, gây co thắt phế quản, khó thở

- ở nhiệt độ cao, iodine thăng hoa, chuyển từ thể rắn sang thể hơi dưới áp suất thường.

- Một số đặc điểm của các nguyên tố nhóm halogen

 Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi tăng dần

+ Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của đơn chất halogen bị ảnh hưởng bởi tương tác van der Waalsgiữa các phân tử Từ fluorine đến iodine, khối lượng phân tử và bán kính nguyên tử tăng, làm tăngtương tác van der Waals, dần đến nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi tăng

* Ở điều kiện thường, hãy dự đoán astatine tồn tại ở thể khí, thể lỏng hay thể rắn? Giải thích

V TÍNH CHẤT HÓA HỌC ĐẶC TRƯNG CỦA HALOGEN

- Halogen có cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns2np5, nên nguyên từ có xu hướng nhận thêm 1electron hoặc dùng chung electron với nguyên tử khác để đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếmtương ứng

Sơ đồ tổng quát: X + le   X

Halogen có 7 electron ờ lớp ngoài cùng, nên nguyên tử halogen có xu hướng nhận thêm 1 electron đểtạo hợp chất ion hoặc dùng chung electron đê' tạo hợp chất cộng hoá trị

- Tính chất hoá học dặc trưng của halogen là tính oxi hoá mạnh, tính oxi hoá giảm dẩn từ fluorine đếniodine.

Flo : F 2 Clo (Cl 2 ) Brom (Br 2 ) Iot (I 2 ) TCHH * Tính oxh mạnh

nhất (chỉ có tính

oxi hóa).

Tính oxi hóa và tính khử

Tính oxi hóa và tính khử

2 Na + Br    2Na Br Sodium bromide

1

0 0 +3

2 Fe +3Br    2Fe BrIron (III) bromide

Ở nhiệt độ cao hoặc xúc tác.

0 0 +1 1 2

2 Na + I    2Na I Sodium iodide

Cl 2 + H 2 askt

   2HCl Hydrogen chloride

Ở t 0 cao (350-500 0 C) xt: Pt, pứ thuận nghịch.

0

0 0 xt,t +1 -1

H + I     2 H I Hydrogen iodide

Chlorine tan vừa phải

→ nước clo màu vàng nhạt,1 phần Chlorine

HClO:hypochlorous acid

Phản ứng rất chậm vớinước

HClO:hypochlorous acid

Hầu như I2 khôngtác dụng với nước

* HClO: Hypochlorous acid có tính oxi hoá mạnh nên chlorine trong nước có khả năng diệt

khuẩn, tẩy màu và được ứng dụng trong khử trùng nước sinh hoạt

=> Khí chlorine ẩm có tính tẩy màu do Cl2 phản ứng với nước tạo HClO và HCl

(X : Cl Br , I )

 Đây là những phản ứng tự oxi hóa – khử

-Ví dụ, chlorine phản ứng với dung dịch NaOH ở nhiệt độ thường và nhiệt độ trên 70°C:

5 Tác dụng với dung dịch muối halide

Chlorine có thể oxi hoá ion Br- trong dung dịch muối bromide và ion I- trong dung dịch muối iodide,bromine có thể oxi hoá ion I- trong dung dịch muối iodide

VII ĐIỀU CHẾ CHLORINE

- Nguyên tắc: oxi hóa X- thành X2

- Năm 1774, c w Scheele (Se-lơ), nhà hoá học người Thuỵ Điển, điều chế được chlorine khi cho quặngpyrolusite (MnO2) tác dụng với hydrochloric acid đặc:

VII ỨNG DỤNG CỦA CÁC HALOGEN

 Tìm hiểu ứng dụng của halogen

Fluorine: Được sử dụng trong sản xuất các chất dẻo ma sát thấp, như teflon phủ trên bề mặt chảo

chống dính dùng cho thiết bị nhà bếp, dụng cụ thí nghiệm, Một số hợp chất khác của fluorine nhưcryolite dùng trong sản xuất nhôm; sodium fluoride sử dụng như một loại thuốc trừ sâu, chống gián;một số muối fluoride khác được thêm vào thuốc đánh răng, tạo men răng,

Chlorine: Là chất oxi hoá mạnh, được sử dụng làm chất tẩy trắng và khử trùng nước Một lượng lớn

chlorine được dùng để sản xuất các dung môi như carbon tetrachloride (CCl4), chloroform (CHCl3), dichloroethylene (C2H2C12),

1,2-Bromine: Được sử dụng để điều chế thuốc an thần, thuốc trừ sâu, thuốc nhuộm, mực in; silver bromide

(AgBr) là chất nhạy với ánh sáng, dùng để tráng phim ảnh, phụ gia chống ăn mòn cho xăng,

Iodine: Là nguyên tố vi lượng cần thiết cho dinh dưỡng của con người, thiếu iodine có thể gây nên tác

hại cho sức khỏe như gây bệnh bướu cổ, thiểu năng trí tuệ, hỗn hợp ethanol và iodine là chất sát trùngphổ biến Các hợp chất iodide được sử dụng làm chất xúc tác, dược phẩm và thuốc nhuộm

AgBr dùng trong phim ảnh Cồn – iot dùng sát trùng vết thương

CHỦ ĐỀ 2: HYDROGEN HALIDE VÀ MỘT SỐ PHẢN ỨNG CỦA ION HALIDE

I CẤU TẠO PHÂN TỬ

- Phân tử hydrogen halide (HX) gồm môt liên kết cộng hoá trị Các phân tử HX là phân tử phân cực

I TÍNH CHẤT VẬT LÍ CỦA HYDROGEN HALIDE

- Hydrogen halide là hợp chất của hydrogen với halogen, công thức tồng quát là HX, với X là halogen.Hậu tố “ide” trong hydrogen halide được thay thế từ hậu tố “ine” của tên halogen

- Ở điều kiện thường, hydrogen halide tồn tại ở thể khí, tan tốt trong nước, tạo thành dung dịchhydrohalic acid tương ứng

* Đặc điềm, tính chất vật lí của hydrogen halide (HX) đ ềm, tính chất vật lí của hydrogen halide (HX) c i m, tính ch t v t lí c a hydrogen halide (HX) ất, nên ật lí của hydrogen halide (HX) ủa hydrogen halide (HX)

Tên hợp chất Hydrogen

fluoride

Hydrogenchloride

Hydrogenbromide Hydrogen iodide

- Nhờ liên kết hydrogen giữa các phân tử nên hydrogen fluoride khó bay hoi hơn các hydrogen halide còn lại.

- Nhiệt độ sôi của các hydrogen halide tăng dấn từ HCl đến HI Nguyên nhân là do khối lượng phân tửtăng, làm tăng năng lượng cần thiết cho quá trình sôi; đóng thời, sự tăng kích thước và số electron trongphân tử, dẫn dến tương tác van der Waals giữa các phản tử tăng

- Các phân tử hydrogen fluoride hình thành liên kết hydrogen liên phân tử, loại liên kết này bền hơntương tác van der Waals, nên nhiệt độ sôi của hydrogen fluoride cao bất thường so với các hydrogenhalide còn lại

H F H F H F

II TÍNH CHẤT HÓA HỌC HYDROHALIC ACID

* Tính acid của các hydrohalic acid

- Các hydrogen halide tan trong nước, tạo thành hydrohalic acid tương ứng

- Tính acid của các hydrohalic acid tăng dần từ hydrofluoric (yếu) acid đến hydroiodic acid (rất mạnh)

- Hydrofluoric acid (HF) là acid yếu, nhưng có tính chất đặc biệt là ăn mòn thủy tinh, phương trình hóahọc của phản ứng:

SiO2 + HF   SiF4 + 2H2O

- Các dung dịch HC1, HBr, HI là những acid mạnh, có đầy đủ tính chất hoá học chung của acid như làmquỳ tím chuyển sang màu đỏ, tác dụng với kim loại đứng trước hydrogen trong dãy hoạt động hoá học,tác dụng với basic oxide, base và một số muối

+ Làm quì tím chuyển sang màu đỏ

+ Tác dụng với kim loại ( đứng trước hydrogen)

III TÍNH KHỬ CỦA CÁC ION HALIDE

Trong ion halide, các halogen có số oxi hoá thấp nhất là -1, do đó ion halide chỉ thể hiện tính khửtrong phản ứng oxi hoá - khử

Tính khử của các ion halide tăng theo chiểu F- <Cl- <Br- < I

-Khi đun nóng các muối khan halide với chất oxi hóa mạnh, như dung dịch H2SO4 đặc, ionchloride không khử được H2SO4 đặc nên chỉ xảy ra phản ứng trao đổi

IV NHẬN BIẾT ON HALIDE TRONG DUNG DỊCH

- Hầu hết các muối halide đều dễ tan trong nước, trừ một số muối không tan như silver chloride, silver

bromide, silver iodide và một số muối ít tan như lead chroride, lead bromide

- Phân biệt các ion F-, Cl- , Br- và I- bằng cách cho dung dịch silver nitrate (AgNO3) vào dung dịch muốicủa chúng

Dd AgNO 3 Không hiện tượng Kết tủa trắng

AgCl

Kết tủa vàng nhạt AgBr

Kết tủa vàng đậm

AgI

NaCl + AgNO3    AgCl + NaNO,

NaBr + AgNO3    AgBr + NaNO3

NaI + AgNO3    AgI + NaNO3

Dung dịch NaF không phản ứng với dung dịch AgNO3

V ĐIỀU CHẾ HYDROFLUORIC ACID VÀ HYDROCHLORIC ACID

- Năm 1771, c w Scheele cho sulfuric acid đặc tác dụng với quặng fluorite (CaF2), thu được hydrogen fluoride:

CaF2 + H2SO4(đặc)    CaSO4 + 2HFHiện nay, phản ứng trên vẫn được dùng để sàn xuất hydrofluoric acid trong công nghiệp

- Trong công nghiệp, hydrogen chloride được tạo ra trong nhiều quá trình tổng hợp hữu cơ Một lượng nhỏ hydrogen chloride được sàn xuất từ các đơn chất:

VI ỨNG DỤNG CỦA CÁC HYDROGEN HALIDE

Hydrogen halide có nhiều ứng dụng trong đời sống và sản xuất

*Hydrogen fluoride:

- Dùng để tẩy cặn trong các thiết bị trao đổi nhiệt; chất xúc tác trong nhà máy lọc dầu, công nghệ làm

giàu uranium, sản xuất dược phẩm,

- Hydrogen fluoride được sử dụng trong quá trình sản xuất teflon theo sơ đồ:

0 2

Teflon có hệ số ma sát nhỏ, bền nhiệt, được dùng làm chất chống dính ở nồi, chảo

- Hydrofluoric acid còn có khả năng đặc biệt là ăn mòn thuỷ tinh vô cơ (có thành phần gần đúng là

* Hydrogen bromide: Làm chất xúc tác cho các phản ứng hữu cơ, tổng hợp chất chống cháy chứa

nguyên tố bromine như tetrabromobisphenol A, điều chế nhựa epoxy, sản xuất các vi mạch điện tử,

* Hydrogen iodide: Dùng làm chất khử phổ biến trong các phản ứng hoá học; sản xuất iodine và alkyl

iodide,

Làm chất chống cháy Nhựa epoxy Sản xuất các vi mạch điện tử

MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA HYDROGEN BROMIDE (HBr)

B BÀI TẬPDạng 1: Viết phương trình hóa học

Câu 1: Hoàn thành phương trình hoá học của mỗi phản ứng sau:

a) HCl(aq) + KMnO4(s)  KCl(aq) + MnCl2(aq) + Cl2(g) + H2O(l)

b) MnO2(s) + HCl(aq)   MnCl2(aq) + ? + H2O(l)

c) Cl2(g) + ?   ? + NaClO3(aq) + H2O(l)

d) NaBr(aq) + H2SO4(l)   NaHSO4(aq) + ? + SO2(g) + H2O(g)

e) HI(g) + ?   I2(g) + H2S(g) + H2O(l)

Giải

a) 16HCl (aq) + 2KMnO4 (s)   2KCl (aq) + 2MnCl2 (aq) + 5C12 (aq) + 8H2O (l)

b) MnO2 (s) + 4HC1 (aq)   MnCl2 (aq) + Cl2 (g) + 2H2O (l)

c) 3Cl2 (g) + 6NaOH (aq)   5NaCl(aq) + NaClO3 (aq) + 3H2O (l)

d) 2NaBr(aq) + 3H2SO4(l)   2NaHSO4(s) + Br(g) + SO2(g) + 2H2O(g)

c) 2Cl02+ 2Ca(OH)2   CaCl-12+ Ca(Cl O)+1 2 + 2H2O (Cl2 là chất oxi hoá và là chất khử)

d) 0

2

Cl + 2NaI   2NaCl + I-1 2 (Cl2 là chất oxi hoá)

Câu 3 (SGK – CTST): Hoàn thành các phương trình minh hoạ tính chất hoá học của các nguyên tố

Câu 4 (SGK-CTST) Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra trong các trường hợp:

a) Kim loại Mg phản ứng với dung dịch HBr

b) Dung dịch KOH phản ứng với dung dịch HCl

c) Muối CaCO3 phản ứng với dung dịch HCl

d) Dung dịch AgNO3 phản ứng với dung dịch CaI2

Giải

a) Mg + 2HBr   MgBr2 + H2

b) KOH + HCl   KCl + H2O

c) CaCO3 + 2HCl   CaCl2 + CO2 + H2O

d) 2AgNO3 + CaI2   2AgI + Ca(NO3)2

Câu 5: Viết các phương trình hóa học xảy ra (nếu có)

12 3Cl2+6NaOHđ (t0)  5NaCl +NaClO3

63 AgNO3 + NaF  Không phản ứng

64 AgNO3 + NaCl  AgCl↓ + NaNO3

65 AgNO3 + NaBr  AgBr↓ + NaNO3

66 AgNO3 + NaI  AgI↓ + NaNO3

67 2AgNO3 + CaCl2 2AgCl↓ + Ca(NO3)2

68 Cl2 + 2NaBr  2NaCl +Br2

69 Br2 + 2KI  2KBr +I2

Câu 6: Xác định A, B, C, D, E, F, G, H, K trong các phương trình sau Viết phương trình hóa học từ 1

đến 6 với các hợp chất hóa học cụ thể đã được xác định

A: HCl; B: NaHSO4 hoặc Na2SO4; C: Cl2; D: MnCl2; E: H2O; F: Br2; G: NaCl; H: I2; I: NaBr; J: AgCl;K: NaNO3.

  2FeCl3 (3)Cl2 + 2NaBr   2NaCl + Br2

(4) Cl2 + Ca(OH)2 30 C0

   CaOCl2 +H2O(5)Cl2 + 2NaOH   NaCl + NaClO + H2O

(6) Cl2 + 2H2O + SO2   2HCl + H2SO4

(7)3Cl2 +6NaOH t0

  5NaCl+NaClO3 +3H2O(8) Cl2 + 2Na   2NaCl

(9) 2NaCl + 2H2O ñpdd c m n;

    2NaOH + H2+ Cl2

b)(1)NaOH + HCl   NaCl + H2O(2) 2NaCl + 2H2O ñpdd c m n;

Cl +2NaOH  NaCl+NaClO+H O(Nước gia – ven)

potassium hypochlorite (KClO)

2 2

Cl +2KOH KCl+KClO+H O

Calcium chloride hypochlorite CaOCl2 và calcium hypochlorite : Ca(ClO)2

FeCl2 + 2NaOH   Fe(OH)2 +2NaCl

FeCl3 + 3NaOH   Fe(OH)3 +3NaCl

chloride hypochlorite CaOCl2

-Có Acid, base => dùng quỳ tím

- Có ion halogen: Cl- (HCl, NaCl), Br- (HBr, NaBr), I- (HI, KI) => dùng dd AgNO3 => HT: AgCl (kt trắng), AgBr (kt vàng nhạt), AgI (kt vàng đậm)

- Có SO24 (Na2SO4) => Dùng BaCl2 hoặc Ba(OH)2 => HT: tạo kt trắng BaSO4

- Khi có gốc Cl- và SO24

thì nhận biết SO24

trước

Bằng PPHH hãy nhận biết các chất sau:

Thuốc thử

Quỳ tím Quỳ tím hóa đỏ Không hiện

tượng

Không hiệntượng

Quỳ tím hóa xanh

dd AgNO3

↓ trắng (1) Không hiện

tượng (1) AgNO3 + NaCl AgCl↓ + NaNO3

Thuốc thử

Quỳ tím Quỳ tím hóa đỏ Không hiện

tượng Không hiện tượng Không hiện tượng

(1)AgNO3 + KCl  AgCl↓ + KNO3

(2) AgNO3 + KBr  AgBr↓ + KNO3

(3) AgNO3 + KI  AgI↓ + KNO3

d) NaCl; NaNO 3 , BaCl 2 , Ba(NO 3 ) 2

Thuốc thử

Dd AgNO3 ↓Trắng (1) Không hiện tượng ↓Trắng (2) Không hiện tượng

Dd H2SO4 Không hiện

(1)AgNO3 + NaCl  AgCl↓ + NaNO3

(2) 2AgNO3+ BaCl2 2AgCl↓ +Ba(NO3)2

(3) H2SO4 + BaCl2 BaSO4↓ +2HCl

(4) H2SO4 + Ba(NO3)2 BaSO4↓ +2HNO3

Dạng 4: Cấu tạo phân tử, tính chất vật lí, trạng thái tự nhiên của các đơn chất halogen

Câu 1 (SBT- CD): Điền tên và kí hiệu nguyên tố các halogen bền vào vị trí các nguyên tố A, B, C, D

bên dưới Biết mỗi vòng tròn minh hoạ cho một nguyên tử với tỉ lệ kích thước tương ứng

b) Viết công thức phân tử đơn chất của mỗi nguyên tố tương ứng

c) Ở điều kiện nhiệt độ, áp suất thông thường, các đơn chất này tồn tại ở trạng thái nào? Từ đó, dự đoán thứ tự tăng nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi tương ứng giữa chúng trong cùng điều kiện áp suất

Giải

a) A: fluorine, F; B: bromine, Br; C: iodine, I; D: chlorine, Cl

b) F2, Br2, I2, Cl2

c) Học sinh tự trả lời dựa vào xu hướng biến đổi của mỗi tính chất vật lí của halogen

Câu 2 (SBT- CD): Nối mỗi chất trong cột A với những tính chất tương ứng của chúng trong cột B

a) Chlorine, Cl2

b) Iodine, I2

1 Hầu như không tan trong nước

2 Là chất khí ở điều kiện thường

3 Là chất rắn ở điều kiện thường

4 Là chất oxi hoá khi phản ứng với kim loại

A Các phản ứng đều phát nhiệt mạnh và kèm hiện tượng nổ.

B Phản ứng giữa fluorine với hydrogen diễn ra mãnh liệt nhất.

C Điều kiện và mức độ phản ứng phù hợp với xu hướng giảm dần tính oxi hoá từ fluorine đến

iodine

D Do hợp chất hydrogen iodide sinh ra kém bền (giá trị năng lượng liên kết nhỏ) nên phản ứng giữa

iodine với hydrogen là phản ứng hai chiều

Câu 4 (SBT- CD): Hình sau đây là một phần phổ khối lượng của chlorine Phổ này có hai tín hiệu, là

hai đường thẳng xuất phát từ toạ độ 35 và 37 trên trục hoành Nhờ đó, người ta biết được nguyên tốchlorine có hai đồng vị bền là 35C1 và 37C1 Tỉ lệ số nguyên tử của hai đồng vị cũng là tỉ lệ độ cao h1 và

h2 (hay tỉ lệ cường độ tương đối) của hai tín hiệu: 

a) Dùng thước (độ chia nhỏ nhất là mm) để đo hl và h2 Từ đó tính tỉ lệ hl : h2

b) Số nguyên tử đồng vị 35C1 gấp bao nhiêu lần số nguyên tử đồng vị 37C1?

c) Xác định phần trăm số nguyên tử của mỗi đồng vị

d) Xác định nguyên tử khối trung bình của chlorine



Tuỳ theo mức độ sai số khi đo hl và h2 mà học sinh sẽ tính được giá trị k không nhất thiết trùng nhau Vì

vậy, giá trị nguyên tử khối trung bình mỗi học sinh tính được sẽ có sai biệt, nhưng không đáng kể.Giá trị nguyên tử khối trung bình xác định được có thể dao động từ 35,45 đến 35,49.

Câu 5 (SBT- CD):Nối mỗi chất trong cột A với tính chất tương ứng của chúng trong cột B cho

1 Là chất khí ở điều kiện thường

2 Các phân tử tạo liên kết hydrogen với nhau

3 Có nhiệt độ sôi cao nhất trong dãy hydrogen halide

4 Là acid mạnh

5 Ăn mòn thuỷ tinh

6 Thường được dùng để thuỷ phân các chất trong quá trình sản xuất

7 Hoà tan calcium carbonate có trong đá vôi, magnesium hydroxide, copper(II) oxide

Giải

a-1,2,3 b-5,7 c-1 d-4,6,7

Câu 6 (SBT- CD):Những phát biểu nào sau đây là đúng?

A Khi cho potassium bromide rắn phản ứng với sulfuric acid đặc thu được khí hydrogen bromide.

B Hydrofluoric acid không nguy hiểm vì nó là một acid yếu.

C Trong phản ứng điều chế nước Javel bằng chlorine và sodium hydroxide, chlorine vừa đóng vai

trò chất oxi hoá, vừa đóng vai trò chất khử

D Fluorine có số oxi hoá bằng -1 trong các hợp chất.

E Tất cả các muối halide của bạc (AgF, AgCl, AgBr, AgI) đều là những chất không tan trong nước

ở nhiệt độ thường

G Ở cùng điều kiện áp suất, hydrogen fluoride (HF) có nhiệt độ sôi cao nhất trong các hydrogen

halide là do liên kết H-F bền nhất trong các liến kết H-X

Câu 7 (SBT- CTST): Trong hợp chất, số oxi hoá của halogen (trừ F) thường là -1, +1, +3, +5, +7 Tại

sao các số oxi hoá chẵn không đặc trưng đối với halogen trong hợp chất?

Câu 8 (SBT- CTST): Tại sao trong hợp chất của halogen, nguyên tố fluorine chỉ thề hiện số oxi hoá -1,

còn các nguyên tố chlorine, bromine, iodine là -1, +1, +3, +5, +7?

Giải

Cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử

halogen ns2np5, có 1 electron không ghép đôi; chlorine,

bromine, iodine tạo hợp chất có mức oxi hoá -1 khi liên

kết với nguyên tử có độ âm điện nhỏ hơn như kim loại,

hydrogen, và tạo mức oxi hoá +1 khi liên kết với

hơn fluorine đủ đề cung cấp năng lượng choquá trình kích thích, vì vậy, fluorine chỉ thềhiện mức oxi hoá -1 trong các hợp chất

nguyên tử có độ âm điện lớn hơn như oxygen,

fluorine, Ngoài ra, chlorine, bromine, iodine còn các

ô lượng tử chưa lấp đầy, có thể xảy ra các quá trình

kích thích electron lên phân mức năng lượng cao hơn,

tạo ra mức oxi hoá +3, +5, +7

Cấu hình electron của fluorine là 1s22s22p5, ở lớp

electron ngoài cùng có 1 electron không ghép đôi,

không có ô lượng tử trống, khi hình thành liên kết hoá

học, không có nguyên tử nào có độ âm điện lớn

Câu 9 (SBT- CTST): Tại sao đơn chất halogen ít tan trong nước, tan nhiều trong dung môi hữu cơ

không phân cực như hexane (C6H14), carbon tetrachloride (CCl4)?

Giải

Chất tan dễ dàng hoà tan trong dung môi có cùng bản chất: chất tan phân cực dễ tan trong dung môiphân cực và ngược lại Đơn chất halogen là chất không phân cực nên dễ tan trong các dung môi khôngphân cực như hexane, carbon tetrachloride và ít tan trong dung môi phân cực như nước

Câu 10 (SBT- CTST): Tại sao chỉ có tên gọi nước chlorine, bromine, iodine nhưng không có nước

fluorine?

Giải

Dựa trên kết quả thực nghiệm về độ hoà tan của các halogen trong nước ở 25°C, fluorine phản ứngmãnh liệt với nước theo phương trình: 2F2 + 2H2O   4HF + O2, nên không tồn tại nước fluorine.Các halogen còn lại tác dụng chậm và tan một phần trong nước tạo thành nước halogen tương ứng

Câu 11 (SBT- CTST): Xác nhận đúng, sai cho các phát biểu trong bảng sau:

Đúng Sai

1 Halogen vừa có tính oxi hoá, vừa có tính khử

2 Nước chlorine và Javel đều có tính tẩy màu

3 Halogen tồn tại cả đơn chất và hợp chất trong tự nhiên

4 Cl2 có tính oxi hoá mạnh hơn Br2

5 Cl2 khử được I- trong dung dịch NaI thành I2

6 Nhỏ nước iodine vào mặt cắt củ khoai, xuất hiện màu xanh đen

7 Hợp chất của fluorine làm thuốc chống sâu răng, chất dẻo Teflon

Giải

Đúng Sai

3 Halogen tồn tại cả đơn chất và hợp chất trong tự nhiên X

6 Nhỏ nước iodine vào mặt cắt củ khoai, xuất hiện màu xanh đen X

7 Hợp chất của fluorine làm thuốc chống sâu răng, chất dẻo Teflon X

Câu 12 (SGK-CTST) Giải thích vì sao các nguyên tố halogen không tốn tại ở dạng đơn chất trong tự

Giải

Nguyên tử halogen có 7 electron lớp ngoài cùng, dễ dàng nhận 1 electron để đạt cấu hình electron bềnvững như khí hiếm, nên tính chất hoá học đặc trưng của halogen là tính oxi hoá mạnh Trong tự nhiên,

vì tính oxi hoá mạnh nên halogen oxi hoá hầu hết các chất, nên không tồn tại ở dạng tự do

Câu 13: Ghép tính chất vật lí ở cột B với tên đơn chất halogen tương ứng ở cột A trong bảng dưới đây

(Điều kiện thường):

Tính chất vật lí của một số halogen

a Fluorine a - 1 chất khí, màu lục nhạt

b Chlorine b - 2 chất khí, màu vàng lục

5 chất rắn, màu tím đen

6 chất khí, màu nâu đỏ

Hướng dẫn giải:

a – 1; b – 2; c – 3; d – 5

Câu 14: Hoàn thành thông tin còn thiếu trong bảng sau:

Trạng thái tồn tại và màu sắc của một số halogen

FluorineChlorineIodine

a Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các halogen được trình bày ở bảng dưới đây:

Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của một số halogen

b Liên kết X – X trong phân tử X2 là liên kết cộng hoá trị không cực nên các halogen dễ dàng tan trongcác dung môi không phân cực như benzene và ít tan trong các dung môi phân cực như nước

Câu 16: Trong tự nhiên, các halogen tồn tại ở dạng đơn chất hay hợp chất? Giải thích? Lấy hai ví dụ về

hợp chất của chlorine trong tự nhiên?

Hướng dẫn giải:

- Do có tính oxi mạnh nên trong tự nhiên các halogen tồn tại ở dạng hợp chất.

- NaCl có nhiều trong nước biển và KCl có trong quặng sylvinite

Câu 17: Hình dưới đây cho biết trạng thái tự nhiên của một số nguyên tố halogen:

Trạng thái tự nhiên của một số halogen

Dựa vào thông tin trên ảnh ghép trạng thái tự nhiên thích hợp của từng nguyên tố nhóm halogen bằngcách hoàn thành bảng sau:

.Trạng thái tự nhiên của một số halogen

FluorineChlorineBromineIodineHướng dẫn giải:

Nguyên tố Trạng thái tự nhiên

Fluorine Quặng fluorite, khoáng cryolite, quặng fluorapatiteChlorine Muối mỏ, nước biển

Bromine Nước biểnIodine Nước biển

Câu 18: Đồ thị biểu diễn nhiệt độ nóng chảy và điểm sôi của 4 đơn chất đầu tiên trong nhómVIIA Astatine được xếp dưới iodine trong nhóm VIIA Hãy dự đoán điểm nóng chảy và nhiệt độ sôi,trạng thái của astatine ở nhiệt độ phòng

Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi của các đơn chất halogen Hướng dẫn giải:

Astatine nên có điểm nóng chảy khoảng 300 °C và điểm sôi khoảng 340 °C Điều này có nghĩa astatine

sẽ là chất rắn ở nhiệt độ phòng

Câu 19: Bảng dưới đây cung cấp thông tin về một số tính chất vật lí của các đơn chất halogen

Một số tính chất vật lý của các nguyên tố nhóm VIIA

a Sử dụng bảng trên, xác định trạng thái của các đơn chất halogen ở 20 °C

b Hãy nhận xét về xu hướng biến đổi màu sắc của các đơn chất halogen từ fluorine đến iodine

c Nêu xu hướng biến đổi về bán kính nguyên tử của các đơn chất halogen Giải thích

d Astatine (At) nằm dưới iodine ở cuối nhóm VIIA Dự đoán tính chất của astatine về:

b Màu sắc của các đơn chất halogen đậm dần lên

c Khi đi từ trên xuống dưới bán kính nguyên tử tăng dần do số lớp electron tăng làm bán kính nguyên

tử tăng

d Astatine tồn tại ở thể rắn, bán kính nguyên tử lớn hơn và màu sắc đậm (đậm hơn iodine)

Dạng 5: Tính chất hóa học của các đơn chất halogen

Dạng 5.1 Xu hướng biến đổi tính chất hoá học của các đơn chất halogen

Câu 1 (SBT–CD): Nhúng giấy quỳ vào dung dịch nước chlorine thì thấy giấy quỳ chuyển sang màu đỏ.

Nhưng ngay sau đó, màu đỏ trên giấy quỳ sẽ biến mất Hãy giải thích hiện tượng này

Giải

Nước chlorine: Cl2 + H2O   HCl +HClO

Do tạo ra 2 acidic nên khi nhúng giấy quỳ vào thì quỳ biến thành màu đỏ HClO có tính tẩy màu => làmmất màu đỏ của giấy quỳ

Câu 2 (SBT–CD): Ở các đô thị, khi thay nước cho các bồn nuôi cá cảnh, người ta không cho trực tiếp

nước sinh hoạt (nước máy) vào bồn cá Nước này phải được chứa trong xô, thau, chậu khoảng một ngàyrồi mới được cho vào bồn nuôi cá Hãy giải thích

Giải

Làm giảm lượng chlorine dư trong nước sinh hoạt: chlorine phát tán vào không khí

Câu 3 (SBT–CTST): Việt Nam là nước xuất khẩu thuỷ sản thứ 3 trên thế giới, sau Na Uy và Trung

Quốc (Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Việt Nam, tháng 12/2021), xuất khẩu tới hơn 170nước trên thế giới, trong đó có thị trường lớn như Mỹ và Châu Âu, được xem là thị trường khó tính, nêntiêu chuần chất lượng được kiểm soát chặt chẽ trước khi nhập nguyên liệu và sau khi thành phẩm, đónggói Trong danh mục tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm có chỉ tiêu về dư lượng chlorine không vượt quá 1mg/L (chlorine sử dụng trong quá trình sơ chế nguyên liệu để diệt vi sinh vật)

Phương pháp chuẩn độ iodine-thiosulfate được dùng để xác định dư lượng chlorine trong thực phẩmtheo phương trình: Cl2 + 2KI   2KCl + I2 được nhận biết bằng hồ tinh bột, I2 bị khử bởi dung dịchchuẩn sodium thiosulfate theo phương trình:

I2 + 2Na2S2O3   2NaI + Na2S4O6

Dựa vào thể tích dung dịch Na2S2O3 phản ứng, tính được dư lượng chlorine trong dung dịch mẫu

Tiến hành chuẩn độ 100 ml dung dịch mẫu bằng dung dịch Na2S2O3 0,01 M, thể tích Na2S2O3 dùng hết0,28 mL (dụng cụ chứa dung dịch chuẩn Na2S2O3 là loại microburet 1 mL, vạch chia 0,01 mL) Mẫu sảnphẩm trên đủ tiêu chuẩn về dư lượng chlorine cho phép để xuất khẩu không? Giải thích

So sánh với tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm về dư lượng chlorine không vượt quá 1 mg/L, mẫu sản phẩm trên đủ tiêu chuần xuất khẩu

Câu 4 (SGK-CTST): Nhỏ dung dịch iodine vào mặt cắt củ khoai hoặc củ sắn sẽ có hiện tượng gì?

Giải

Tính chất đặc trưng của iodine có phản ứng màu đặc trưng với tinh bột; khoai, sắn là loại củ chứa hàm lượng lớn tinh bột, khi nhỏ dung dịch iodine vào sẽ có màu xanh tím

Câu 5: Tại sao nguyên tố fluorine không thể xuất hiện mức oxi hoá dương trong các hợp chất hoá học?

Tại sao đối với các nguyên tố chlorine, bromine, iodine thì mức oxi hoá chẵn không đặc trưng?

Hướng dẫn giải:

+ Số oxi hóa của một nguyên tử một nguyên tố trong hợp chất là điện tích của nguyên tử nguyên tố đóvới giả định đây là hợp chất ion

+ Fluorine là nguyên tố có độ âm điện lớn nhất nên sẽ luôn nhận cặp electron trong liên kết ion Do đótrong hợp chất fluorine luôn thể hiện số oxi hoá là -1.

+ Các nguyên tử chlorine, bromine và iodine ở trạng thái cơ bản và kích thích có thể tạo ra 1, 3, 5 và 7electron độc thân => có thể thể hiện số oxi hoá -1, +1, +3, +5 và +7 trong hợp chất

Câu 6: Xác định rHo298 của hai phản ứng sau theo năng lượng liên kết:

Vì để phản ứng xảy ra còn phụ thuộc vào mật độ phân tử và mức độ chuyển động hỗn loạn của chúng

Do bromine và chlorine có kích thước phân tử lớn làm giảm mức độ chuyển động hỗn loạn của cácphân tử tham gia phản ứng

Dạng 5.2 Halogen tác dụng với hydrogen

Câu 1 (SBT-KNTT): Thực nghiệm cho thấy các phản ứng: H2(g) + X2(g)   2HX(g) trong dãyhalogen xảy ra với mức độ giảm dần từ F2 đến I2 Biến thiên enthalpy của các phản ứng thay đổi như thếnào trong dãy trên?

Giải

F2 tác dụng VỚI H2 mạnh nhất nên phản ứng:

H2(g) + F2(g)   2HF(g)

có biến thiên enthalpy âm nhất

I2 tác dụng VỚI H2 yếu nhất nên phản ứng:

H2(g) + I2(g)   2HI(g)

có biến thiên enthalpy ít âm nhất

Như vậy, biến thiên enthalpy của các phản ứng tăng dần trong dãy trên

Câu 2 (SBT-KNTT): Nung nóng một bình bằng thép có chứa 0,04 mol H2 và 0,04 mol Cl2 để thực hiệnphản ứng, thu được 0,072 mol khí HCl

a) Tính hiệu suất của phản ứng tạo thành HCl

b) Ở cùng nhiệt độ thường, áp suất suất khí trong bình trước và sau phản ứng lần lượt là P1 và P2 Hãy

b) Phản ứng có số mol khí hai vế bằng nhau nên tổng số mol khí trước và sau phản ứng bằng nhau, dẫntới áp suất bằng nhau: P1 = P2.

Câu 3 ( SBT- CD): Xét các phản ứng:

X2(g) + H2(g)   2HX(g) ΔH Hr 0298 (*)với X lần lượt là Cl, Br, I

Giá trị năng lượng liên kết (kJ mol-1) một số chất được cho trong Phụ lục 2, SGK Hoá học 10, CánhDiều

a) Hãy tính biến thiên enthalpy chuẩn của mỗi phản ứng (*)

b) Hãy sắp xếp các phản ứng (*) theo thứ tự giảm dần của lượng nhiệt toả ra

Hãy cho biết:

a) Liên kết nào bền nhất, liên kết nào kém bền nhất?

b) Giá trị biến thiên enthalpy chuẩn của hai phản ứng sau là bao nhiêu?

F2(g) + H2(g)   2HF(g) (1)

O2(g) + 2H2(g)   2H2O(g) (2)c) Trong hai phản ứng (1) và (2), phản ứng nào toả nhiệt nhiều hơn?

HCl + AgNO3  AgCl + HNO3

+) Số mol kết tủa: 0,08 mol => Hiệu suất tổng hợp hydrogen chloride là: (0,04 : 0,1).100 = 40%

Câu 6: Cho 991,6 mL (đkc) H2 tác dụng với 619,75 mL Cl2 (đkc) rồi hòa tan sản phẩm vào nước thuđược 20 gam dung dịch A Lấy 5 gam dung dịch A tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 thu được0,85 gam kết tủa Tính hiệu suất phản ứng giữa H2 và Cl2 (giả sử Cl2 và H2 không tan trong nước).

Hướng dẫn giải:

+) Số mol của hydrogen và chlorine lần lượt là 0,04 mol và 0,025 mol

+) PTHH: H2 + Cl2  2HCl

HCl + AgNO3  AgCl + HNO3

+) Số mol kết tủa: 0,0059 mol => Hiệu suất tổng hợp hydrogen chloride là:

a Tính thành phần phần trăm theo thể tích các khí trong A

b Tính thành phần phần trăm theo thể tích các khí trong B

c Tính hiệu suất của phản ứng giữa H2 và Cl2

HCl + AgNO3  AgCl + HNO3

+) Số mol kết tủa: 0,025 mol => Hiệu suất tổng hợp hydrogen chloride là: 0,025 : 0,04 = 62,5%

Câu 8: Cho 1,2 L hỗn hợp gồm H2 và Cl2 vào bình thủy tinh đậy kín và chiếu sáng Sau một thời gianthu được hỗn hợp khí chứa 30% HCl và thể tích khí chlorine giảm xuống còn 20% so với lượngchlorine ban đầu Tính thành phần phần trăm về thể tích khí H2 trong hỗn hợp ban đầu (Các thể tích khí

đo trong cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất)

Hướng dẫn giải:

Do các khí đo trong cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất nên coi thể tích cũng là số mol

H2 + Cl2   2HCla /s

V(trước) = V(sau) = const => VHCl = 30.1,2 : 100 = 0,36 L

V(trước) = V(sau) = 1,2 lit => VCl2 pư = 0,36 : 2 = 0,18 L

Lượng Cl2 còn lại giảm xuống còn 20% so với lượng chlorine ban đầu → lượng Cl2 đã phản ứng80% => VCl2 ban đầu = 0,18 : 0,8 = 0,225 L

%thể tích H2 ban đầu = 1, 2 0, 225 100% 81, 25%

1, 2



Dạng 5.3 Halogen tác dụng với kim loại

Câu 1(SBT –KNTT): Đốt cháy hoàn toàn 0,48 g kim loại M (hoá trị II) bằng khí chlorine, thu được

1,332g muối chloride Xác định kim loại M

Mol: 0,012  0,012

M = 0,48

0,012= 40.M là Ca.

Câu 2: Trộn một lượng nhỏ bột aluminium và iodine vào bát sứ, sau đó nhỏ vào hỗn hợp một ít nước.

Thí nghiệm được mô tả như hình 7 :

Phản ứng giữa aluminium và iodine

a) Nêu hiện tượng xảy ra và giải thích

b) Viết phương trình hóa học của phản ứng và cho biết vai trò của các chất tham gia

b Vai trò các chất tham gia: Al là chất khử, I2 là chất oxi hóa, nước là chất xúc tác

2Al + 3I2 H O2

Câu 3: Tính khối lượng muối thu được khi tiến hành phản ứng giữa 11,2 gam iron với lượng dư khí

chlorine?

Hướng dẫn giải: mFeCl3 = 32,5 gam.

Câu 4: Tiến hành thí nghiệm giữa bromine với kim loại copper (phản ứng xảy ra vừa đủ) thu được 11,2

gam copper (II) bromide Tính khối lượng bromine đã dùng

Hướng dẫn giải: m = 8 gam.

Câu 5: Cho m (g) kim loại calcium tác dụng hoàn toàn với 19,832 L khí halogen X (ở đkc), sau phản

ứng thu được 88,8 gam muối halide

a) Viết phương trình hoá học dạng tổng quát

c Khối lượng calcium là: m = 40.0,8 = 32 gam

Câu 6: Đốt cháy 11,9 gam hỗn hợp gồm zinc và aluminium trong khí chlorine dư Sau khi các phản

ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 40,3 gam hỗn hợp muối

a Viết phương trình hoá học xảy ra

Câu 7: Cho một lượng đơn chất halogen X tác dụng hết với kim loại magnesium thu được 19 gam

magnesium halide Cũng lượng đơn chất halogen trên tác dụng hết với kim loại aluminium tạo ra 17,8gam aluminium halide Xác định tên của halogen X

Câu 8 : Đốt cháy hoàn toàn 13,6 gam hỗn hợp X gồm magnesium và iron trong bình khí chlorine dư,

sau phản ứng thấy thể tích khí chlorine giảm 9,916 L (ở đkc) Tính thành phần phần trăm theo khốilượng mỗi kim loại trong hỗn hợp X

Câu 10 Cho 10,8 gam kim loại M tác dụng hoàn toàn với khí chlorine dư thu được 53,4 gam muối

chloride Xác định tên kim loại M

Hướng dẫn giải:

2M + nCl2 → 2MCln

10,8

2M

53, 42M 71n

Ta có: 10,8

2M =

53, 42M 71n => M = 9n

Do M là kim loại => n = 3 > M = 27 => M là aluminum (Al)

Dạng 5.4 Halogen tác dụng với hợp chất

Câu 1: Sau khi đi bơi, tóc thường khô do nước trong bể bơi rất có hại cho tóc Nếu dùng nước xôđa (có

chứa NaHCO3.Na2CO3) để gội đầu thì tóc sẽ trở lại mượt mà và mềm mại Hãy giải thích việc làm đó vàviết phương trình phản ứng xảy ra nếu có

Câu 2: Tiến hành một thí nghiệm như sau: Cho vào ống nghiệm khô một vài tinh thể potassium

permanganate, nhỏ tiếp vào ống nghiệm vài giọt dung dịch hydrochloric acid đậm đặc Đậy kín ốngnghiệm bằng nút cao su có đính một băng giấy màu ẩm như hình vẽ:

Thí nghiệm điều chế và thử tính tẩy màu của chlorine

1 Hãy nêu hiện tượng quan sát được, giải thích?

2 Một số học sinh trong quá trình làm thí nghiệm trên thấy nút cao su bị bật ra Em hãy nêu nguyên

nhân và cách khắc phục

3 Em hãy nêu một giải pháp để hạn chế tối đa khí chlorinethoát ra môi trường sau khi làm xong thí

nghiệm trên và giải thích cách làm

Hướng dẫn giải:

Sinh ra HClO làchất oxi hóamạnh tẩy màu

tờ giấy

2 Một số học sinh làm thí nghiệm nút cao su bị bật ra vì các lý do sau đây:

* Đậy nút không đủ chặt, khắc phục bằng cách đậy chặt nút hơn

* Lấy hóa chất quá nhiều nên khí sinh ra nhiều làm áp suất trong bình tăng mạnh làm bật nút, khắc phụcbằng cách lấy hóa chất vừa đủ

* Ống nghiệm quá nhỏ không đủ chứa khí, cách khắc phục thay ống nghiệm lớn hơn

1 Có khí màu vàng lục thoát ra trong ống nghiệm; mẩu giấy màu ẩm bị mất màu dần

Giải thích: 2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 5Cl2 + MnCl2 + 8H2O

Sinh ra khí Cl2 trong bình, khí Cl2 tác dụng với H2O trên mẩu giấy

Cl2 + H2O       HCl + HClO

3 Để hạn chế Cl2 thoát ra gây độc sau khi làm xong thí nghiệm cần cho thêm lượng dư dung dịch kiềm(ví dụ NaOH) để trung hòa hết HCl dư và tác dụng hết với Cl2 trong bình trước khi đưa ra môi trường.

Câu 3: Trong thí nghiệm ở hình dưới đây, người ta dẫn khí chlorine ẩm vào bình A có đặt một miếng

giấy quì tím khô Dự đoán và giải thích hiện tượng xảy ra trong hai trường hợp:

Câu 4: Nêu hiện tượng và giải thích hiện tượng bằng phương trình phản ứng cho các thí nghiệm sau:

TN1: Cho mảnh giấy quỳ tím khô vào ống nghiệm chứa khí chlorine khô.

TN2: Cho mảnh giấy quỳ tím ẩm vào ống nghiệm chứa khí chlorine khô.

Hướng dẫn giải:

+) TN1: Không có hiện tượng gì

+) TN2: Mẩu quỳ tím ẩm chuyển thành màu đỏ sau đó mất màu do bạn đầu HCl làm giấy quỳ chuyển từtím sang hồng, sau đó HClO có tính oxi hoá mạnh làm mất màu của giấy quỳ PTHH: Cl2 + H2O  HCl+ HClO

Câu 5: Các halogen (Cl2, Br2 và I2) ít tan trong nước nhưng tan tốt trong nhiều dung môi hữu cơ nhưcyclohexane tạo thành hai lớp có màu sắc riêng biệt Do đó, sau khi trộn các dung dịch halogen halidengười ta có thể sử dụng cyclohexane để hoà tan các halogen Lắc đều hỗn hợp, sau đó, để hỗn hợp lắngxuống thành hai lớp, và quan sát màu của các halogen khi hoà tan trong dung môi cyclohexane nhưhình dưới đây:

Sự hoà tan các halogen trong dung môi cyclohexane tạo thành một lớp trên mặt nước

Trộn nước chlorine với dung dịch potassium iodide trong ống nghiệm, thêm 2 cm3 cyclohexane vàoống nghiệm, đậy nút và lắc, sau đó để yên

a Viết PTHH xảy ra

b Lớp cyclohexane ở cuối thí nghiệm có màu gì?

Hướng dẫn giải:

a Cl2 (aq) + 2KI (aq)  2KCl (aq) + I2 (aq)

b Lớp cyclohexane ở cuối thí nghiệm có màu tím do iodine tạo thành hoà tan trong cyclohexane

Câu 6: Sục khí chlorine vào 30,9 gam sodium bromide sau một thời gian thu được 26,45 gam hỗn hợp

muối Tính hiệu suất của phản ứng giữa chlorine với sodium bromine

Câu 7: Dẫn V L khí chlorine (ở đkc) qua dung dịch chứa 20,6 gam sodium bromide Tính giá trị V L

trong các trường hợp sau (Biết phản ứng xảy ra hoàn toàn)

a Lượng chlorine được phản ứng vừa đủ

b Lượng chlorine lấy dư 20% so với lượng phản ứng

Hướng dẫn giải:

+ PTHH: Cl2 + 2NaBr  2NaCl + Br2

nNaBr = 0,2 mol

a Thể tích chlorine (ở đkc) dùng vừa đủ cho phản ứng trên là: 0,1.24,79 = 2,479 L

b Thể tích chlorine (ở đkc) dùng dư 20% so với lượng cần thiết cho phản ứng trên là:

= 0,1.24,79.120 2,9748

100  L.

Câu 8: Cho dung dịch chứa 0,24 gam bromine vào dung dịch chứa m gam sodium iodide Tính giá trị

m (gam) trong các trường hợp sau Biết phản ứng xảy ra hoàn toàn

a Lượng bromine dùng là vừa đủ

b Lượng bromine cần dùng được lấy dư 10% so với lượng phản ứng

Hướng dẫn giải:

+ PTHH: Br2 + 2NaI  2NaBr + I2

nBr2 = 0,0015 mol

a Từ PTHH ta có nNaI pư = 0,0015.2 = 0,003 mol => mNaI = 0,003.(23 + 127) = 0,45 gam

b Từ PTHH ta có nNaI pư = 0,0015.2 = 0,003 mol => m = 1,1.mNaI pư = 1,1.0,003.(23 + 127) = 0,495 gam

Câu 9: Tiến hành thí nghiệm trong tủ hút như sau: Dẫn V mL khí chlorine qua dung dịch A chứa 4,03

gam hỗn hợp gồm sodium bromide và sodium iodide (phản ứng xảy ra vừa đủ) Sau khi các phản ứngxảy ra hoàn toàn cô cạn dung dịch, thu được 1,755 gam chất rắn

Câu 10(SBT-CTST): Một học sinh thực hiện thí nghiệm và cho kết quả như sau:

Bước 1: Lấy 2 mL dung dịch NaBr vào ống nghiệm, dung dịch không màu

Bước 2: Lấy tiếp 1 mL hexane vào ống nghiệm, lắc mạnh để quan sát khả năng hoà tan của 2 chất lỏng.Nhận thấy 2 chất lỏng không tan vào nhau và phân tách lớp

Bước 3: Thêm 1 mL nước Cl2 vào ống nghiệm, lắc đều rồi để yên Quan sát thấy lớp chất lỏng phía trên

Bước 3: Br2 được tạo ra dễ tan trong hexane, lớp chất lỏng phía trên có màu da cam

Thí nghiệm chứng minh tính tan của đơn chất halogen trong 2 loại dung môi và chứng minh tính oxihoá của Cl2 mạnh hơn Br2

Câu 11: Dẫn khí chlorine (dư) vào 200 gam dung dịch potassium bromide Sau khi phản ứng hoàn toàn

khối lượng muối tạo thành nhỏ hơn khối lượng muối ban đầu là 4,45 gam Tính nồng độ phần trămpotassium bromide trong dung dịch ban đầu

Hướng dẫn giải:

+ PTHH: Cl2 + 2KBr  2KCl + Br2

a  2a  2a  a mol

m chất rắn giảm = (80 – 35,5).2a = 4,45  a = 0,05 mol

+ Nồng độ phần trăm của KBr trong dung dịch ban đầu là:

C%(KBr) = 5,95 %

Câu 12: Hỗn hợp X gồm NaBr và NaI Lấy m gam X tác dụng với lượng dư dung dịch bromine, sản

phẩm đem cô cạn thấy khối lượng muối khan thu được giảm 7,05 gam Mặt khác nếu hòa tan m gam X

vào nước rồi sục khí chlorine dư vào thu được dung dịch B Cô cạn dung dịch B thấy khối lượng muốikhan giảm 22,625 gam Tính thành phần phần trăm khối lượng của NaI trong hỗn hợp X Biết các phảnứng xảy ra hoàn toàn.

Hướng dẫn giải:

Gọi x, y lần lượt là số mol của NaI, NaBr

TN 1: mgiảm = (127 – 80).x = 7,05 →x = 0,15 mol

TN2: mgiảm = (127 – 35,5).x + (80 – 35,5).y = 22,625

→y = 0,2 mol => %mNaI = 150.0,15 : (150.0,15 + 103.0,2) = 52,2%

Câu 13: Một hỗn hợp ba muối gồm sodium fluoride, sodium chloride và sodium iodide nặng 4,82 gam

được hòa tan hoàn toàn trong nước tạo thành dung dịch A Sục khí chlorine vào dung dịch A rồi cô cạnhoàn toàn dung dịch sau phản ứng thu được 3,93 gam muối khan Lấy một nửa lượng muối khan nàyhòa tan vào nước rồi cho phản ứng với dung dịch silver nitrate dư thu được 4,305 gam kết tủa

a Viết các phương trình hoá học xảy ra

b Tính số mol mỗi muối trong hỗn hợp ban đầu

Vậy số mol NaF: 0,01 mol; NaCl: 0,04 mol; NaBr: 0,02 mol

Câu 14: Hỗn hợp X gồm 3 muối sodium chloride, sodium bromide và sodium iodide Tiến hành hai thí

%mNaBr = [5,76 – (58,5.0,02 + 150.0,01)] : 5,76 = 53,65 %

Câu 15: Hòa tan m gam hỗn hợp gồm NaBr và NaI vào nước được dung dịch A Lấy dung dịch A phản

ứng với bromine dư sau đó cô cạn dung dịch thu được một muối khan B duy nhất có khối lượng (m 47) gam Hòa tan B vào nước và cho tác dụng với khí chlorine dư sau đó cô cạn dung dịch thu được duynhất một muối khan C có khối lượng (m - 136) gam Tính m

(x+y) (x+y) mol

Khối lượng muối giảm: (x+y)(80-35,5)= 89

→ x + y = 2 mol → y = 1 mol

→ m = 150.1 + 103.1 = 253 gam

Câu 16: Hỗn hợp A gồm sodium iodide (NaI), sodium bromide (NaBr) Hoà tan A vào nước thu được

dung dịch X Cho bromine dư qua X, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y Cho bayhơi dung dịch Y, làm khô sản phẩm thấy khối lượng muối trong Y nhỏ hơn khối lượng hỗn hợp haimuối ban đầu là m gam Lại hoà tan sản phẩm vào nước thu được dung dịch Z và cho chlorine lội quacho Z đến dư, làm bay hơi dung dịch và làm khô chất còn lại thấy khối lượng chất rắn trong Z thu đượcnhỏ hơn khối lượng muối trong Y là m gam Xác định phần trăm về khối lượng của sodium bromidetrong hỗn hợp đầu (Coi chlorine, bromine và iodine tác dụng với nước không đáng kể)

(x+y) mol (x+y) mol

(2) → Khối lượng muối giảm: m = (x+y).(80-35,5) = 44,5(x+y) gam

47x = 44,5(x+y) x= 17,8y

%mNaBr = 103y.100 : (150.17,7y + 103y) = 3,71%

Dạng 6: Điều chế và ứng dụng của các halogen

Câu 1 (SBTT – KNTT): Trong phòng thí nghiệm, khí chlorine được điều chế, làm khô và thu vào

bình theo sơ đồ dưới đây

Hãy đề xuất một dung dịch để sử dụng cho từng mục đích sau:

a) Cho vào bình làm khô để làm khô khí Cl2

b) Tẩm vào bông đậy bình thu khí để hạn chế khí Cl2 bay ra Giải thích và viết phương trình hoá họcminh hoạ nếu có.

A Sulfuric acid 98%.

B Sodium hydroxide khan.

C Calcium oxide khan.

D Dung dịch sodium chloride bão hòa. 

b) Từ quá trình điện phân nêu trên, một lượng chlorine và hydrogen sinh ra được tận dụng để sản xuấthydrochloric acid đặc thương phẩm (32%, D= 1,153 g mL-1 ở 30oC)

Một nhà máy với quỵ mô sản xuất 200 tấn xút mỗi ngày thì đồng thời sản xuất được bao nhiêu m3 acidthương phẩm trên, Biết rằng, tại nhà máy này, 60% khối lượng chlorine sinh ra được dùng tổng hợphydrochloric acid và hiệu suất của toàn bộ quá trình từ chlorine đến acid thương phẩm đạt 80% về khốilượng

Giải

a) A

b) Lượng acid thương phẩm được tạo ra cùng 200 gam xút:

20036,5 0,6 0,840

16HC1(aq) + 2KMnO4(s)   2MnCl2(aq) + 2KCl(aq) + 8H2O(l) + 5Cl2(g) (1)

4HCl(aq) + MnO2 (s)   MnCl2(aq) + 2H2O(l) + Cl2(g) (2) (2)

Cho bảng giá trị enthalpy tạo thành chuẩn (kJ mol-1) của các chất như dưới đây:

HCl(aq) KMnO4(s) MnO2(s) MnCl2(aq) KCl(aq) H2O(l)

a) Hãy tính biến thiên enthalpy chuẩn của mỗi phản ứng

b) Thực tế, không cần đun nóng, hai phản ứng trên vẫn diễn ra ở nhiệt độ phòng Vậy phản ứng trên cóthể đã thu nhiệt từ đâu?

Giải a) 118 kJ và 63 kJ.

b) Thu nhiệt từ môi trường

Câu 4 (SBT-CTST):

Chloramine B (C6H5CINNaO2S) là chất thường được sử dụng để sát khuẩn trên các bề mặt, vật dụnghoặc dùng để khử trùng, sát khuẩn, xử lí nước sinh hoạt Ở nồng độ cao, chloramine B có tác dụng diệtnấm mốc, vi khuẩn, virus gây bệnh cho người Chloramine B có dạng viên nén (mỗi viên có khối lượng0,3 - 2,0 gam) và dạng bột Chloramine B 25% (250 mg chlorine hoạt tính trong một viên nén như hìnhbên) được dùng phổ biến, vì tiện dụng khi pha chế và bảo quản

a) Nồng độ chloramine B khi hoà tan vào nước đạt 0,001 % có tác dụng sát khuẩn dùng trong xử lí nướcsinh hoạt Cần dùng bao nhiêu viên nén chloramine B 25% (loại viên 1 gam) để xử lí bình chứa 200 lítnước?

b) Chloramine B nồng độ 2% dùng để phun xịt trên các bề mặt vật dụng nhằm sát khuẩn, virus gâybệnh Để pha chế dung dịch này, sử dụng chloramine B 25% dạng bột, vậy cần bao nhiêu gam bộtchloramine B 25% pha với 1 lít nước để được dung dịch sát khuẩn 2%?

Giải

Một viên nén (loại viên 1 gam) chloramine B 25% chứa 250 mg (0,25 gam) chlorine hoạt tính

Gọi a là số viên nén chloramine B 25% cần dùng

mnước= vnước.d = 200 000 (g); vì dnước ~ 1 g/mL

C% = 0,25 × a

0,25 × a + 200000 100 = 103  a = 8 (viên)

Số viên nén chloramine B 25% cần dùng để xử lí 200 lít nước sinh hoạt là 8 viên

b) Gọi b là khối lượng (gam) bột chloramine B 25% cần dùng

mnước= vnước.d = 1000 (g); vì dnước ~ 1 g/mL

C% = 0,25 × b

0,25 × b + 1000 100 = 2  a = 81,63 (g)

Để pha 1 lít dung dịch nước sát khuẩn chloramine B nồng độ 2% cần hoà tan 81,36 gam bột chloramine

B 25% vào 1 lít nước (sự thay đổi thể tích dung dịch không đáng kể)

Câu 5 (SGK-CTST):

Chlorine là nguyên tố có tính ứng dụng phổ biến, có thể sử dụng chlorine trực tiếp hoặc tạo ra các dẫnxuất hữu cơ monochloro-, dichloro- với các loại mạch carbon khác nhau để tạo nên những sản phẩm cótính ứng dụng khác nhau Mỗi năm, thế giới tiêu thụ khoảng 45 triệu tấn chlorine, phục vụ cho cácngành công nghiệp, sản xuất và đời sống

a) Để điều chế chlorine đủ cung cấp cho thế giới trong 1 năm, cẩn bao nhiêu tấn NaCl từ đại dương?b) Trữ lượng bromide trong các đại dương khoảng một phần ba trăm trữ lượng của chloride, trong quátrình sản xuất chlorine, đồng thời cũng sản xuất bromine, vậy lượng bromine thu được bao nhiêu tấn từquá trình sản xuất chlorine cung cấp cho thế giới?

Giải

a) Phương pháp điều chế chlorine trong công nghiệp là điện phân dung dịch có màn ngăn dung dịchmuối sodium chloride, theo phương trình:

2NaCl + 2H2O   2NaOH + H2 + Cl2

Khối lượng mol nguyên tử, phân tử: 2  58,5   71

Khối lượng theo tấn các chất: m  45 (triệu tấn)

m =45 2 58,5

71

 

= 74,155 (triệu tấn)b) Bromine điều chế bằng cách thổi dòng khí Cl2 qua dung dung dịch NaBr theo phưong trình:

Câu 6: Trong các hình vẽ mô tả cách thu khí clo sau đây, hình vẽ nào mô tả đúng cách thu khí chlorine

trong phòng thí nghiệm? Giải thích?

Một số phương pháp đề nghị thu khí chlỏine trong phòng thí nghiệm Hướng dẫn giải:

+ Hình 1

+ Giải thích

- Do khí Cl2 nặng hơn không khí và không tác dụng với không khí nên người ta để ngửa bình (Cl2 nặnghơn không khí sẽ nằm ở dưới nó đẩy không khí có chứa sẵn trong bình ra khỏi bình và chiếm chỗ)

- Do tan trong nước và tác dụng với nước => Không dùng phương pháp đẩy nước để thu khí chlorine

- Dùng bông có tẩm dung dịch NaOH để cho không khí đi ra ngoài và khi bình đầy khí Cl2 thì Cl2 sẽ bịgiữ lại trong bình không thoát ra ngoài được do 1 phần nó pứ với NaOH và phần này bị mất đi gọi làhao phí trong quá trình điều chế

Câu 7: Vì sao người ta có thể điều chế các halogen: Cl2 , Br2 , I2 bằng cách cho hỗn hợp H2SO4 đặc vàMnO2 tác dụng với muối chloride, bromide, iodide nhưng phương pháp này không thể áp dụng điều chế

F2? Bằng cách nào có thể điều chế được flruorine (F2 )? Viết phương trình hoá học điều chế Fluorine

Câu 8: Trong phòng thí nghiệm có thể tiến hành điều chế khí chlorine bằng cách đun nóng hỗn hợp

hydrochloric acid với manganese (IV) oxide theo sơ đồ sau

Sơ đồ điều chế khí chlorine trong phòng thí nghiệm

a, Viết phương trình hóa học xảy ra

b, Nêu hiện tượng quan sát được khi đặt mảnh giấy màu ẩm vào bình đựng khí chlorine

Hướng dẫn giải:

MnO2 + 4HCl (đặc) to

  MnCl2 + Cl2 + 2H2O

Tờ giấy màu bị mất màu do

Cl2 + H2O       HCl + HClO (có tính oxi hóa mạnh)

Câu 9: Trong phòng thí nghiệm khí chlorine được điều chế theo sơ đồ sau:

Sơ đồ điều chế khí chlorine trong phòng thí nghiệm

a Viết phương trình hoá học của phản ứng điều chế khí chlorine theo sơ đồ trên

b Xác định dung dịch trong các bình (1) và bình (2) Giải thích?

c Tại sao phải dùng bông tẩm dung dịch NaOH?

d Có thể thay MnO2 bằng các hoá chất nào? Những lưu ý khi sử dụng các loại hoá chất này?

d Có thể thay MnO2 bằng các hoá chất như KMnO4, K2Cr2O7, KClO3 Lưu ý khi dùng KMnO4, KClO3

không cần đun nóng bình cầu vì KMnO4, KClO3 có tính oxi hoá mạnh, các hoá chất khác nên đun nóng

Câu 10: Người ta thường dùng nước Javel để tẩy trắng các vết mốc, vết bẩn và nhựa cây trên quần áo

a Hãy giải thích lí do sử dụng nước Javel?

b Có những lưu ý gì khi sử dụng nước Javel? Tại sao?

Hướng dẫn giải:

a Thành phần của nước javel chứa NaCl, NaClO và H2O Trong đó NaClO có tính oxi hoá mạnh có thểoxi hoá các vết bẩn, vết nấm mốc, nhựa cây, …

b Một số lưu ý khi sử dụng nước javel:

- Sử dụng khẩu trang, găng tay cao su

- Sử dụng đúng liều lượng khuyến cáo

- Nên sử dụng nước javel ở không gian thoáng, mở các cửa sổ phòng

- Không trộn lẫn với các hoá chất khác khi sử dụng

Do:

- Nước javel có tính oxi hoá mạnh có thể gây hại tới hệ hô hấp và da

- Nước javel có thể phản ứng với các hoá chất khác tạo ra chlorine rất độc

Câu 11: Hàng năm thế giới tiêu thụ khoảng 45 triệu tấn chlorine

a) Giả sử lượng chlorine trên chỉ được điều chế từ sodium chloride thì cần ít nhất bao nhiêu tấn sodiumchloride?

b) Biết 1 m3 chlorine lỏng nặng 1400 kg, hãy tính thể tích chlorine lỏng tương ứng với 45 triệu tấn nóitrên

c) So sánh thể tích chlorine lỏng so với thể tích chlorine khí ở điều kiện chuẩn với cùng một khối lượng.d) Người ta thường kết hợp điều chế chlorine với điều chế xút (NaOH) theo sơ đồ sau Viết phươngtrình hóa học xảy ra

Sơ đồ điều chế chlorine và xút theo phương pháp điện phân dung dịch sodium chloride Hướng dẫn giải:

a ADĐLBTNT: nNaCl = nCl = 58,5.2.(45 : 71) = 74,155 triệu tấn

b 1 m3 chlorine lỏng nặng 1400 kg

Vậy 45.109 kg chlorine lỏng có thể tích là V = 4,5.1010 m3

c 45.109 kg chlorine khí có số mol là: (45.109 : 71).103 mol => Thể tích của 45.109 kg khí chlorine ởĐKC là V’ = 1,5712.1010 m3

Ta có: V : V’ = 2,864 => Chlorine lỏng có thể tích lớn hơn gấp 2,864 lần chlorine khí

d Điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn xốp:

2NaCl + 2H2O  2NaOH + Cl2 + H2

Câu 12: Trong công nghiệp người ta tích hợp quá trình sản xuất xút (sodium hydroxide) với khí

chlorine bằng phương pháp điện phân dung dịch sodium chloride có màng ngăn xốp Khí chlorine thuđược được làm khô rồi hoá lỏng để làm nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp chế biến và sản xuấthoá chất