XÂY DỰNG hệ THỐNG bài tập NÂNG CAO về NHÓM HALOGEN

2- Sưu tầm, lựa chọn trong tài liệu giáo khoa, sách bài tập cho sinh viên, trong các tài liệutham khảo có nội dung liên quan; phân loại, xây dựng các bài tập lí thuyết và tính toán vềcác

I.2 Tình hình thực tế nội dung kiến thức nhóm halogen trong các tài liệu hiện hành 5 I.3 Vai trò của bài tập hóa học trong bồi dưỡng học sinh giỏi 6

III.3 Bài tập về hợp chất chứa oxi của halogen 66 III.4 Bài tập về axit halogen hiđric, muối halogenua 74

ĐỀ TÀI: “XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP NÂNG CAO VỀ NHÓM HALOGEN”

PHẦN I: MỞ ĐẦU

I Lí do chọn đề tài

Đầu thế kỉ XXI, nền giáo dục của thế giới có những bước tiến lớn với nhiều thànhtựu về mọi mặt Hầu hết các quốc gia nhận thức sự cần thiết và cấp bách phải đầu tư chogiáo dục Luật Giáo dục 2005 của nước ta đã khẳng định: “Phát triển giáo dục là quốcsách hàng đầu nhằm nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài” Như vậy,vấn đề bồi dưỡng nhân tài nói chung, đào tạo học sinh giỏi, học sinh chuyên nói riêngđang được nhà nước ta đầu tư hướng đến

Trong hội nghị toàn quốc các trường THPT chuyên, Phó Thủ tướng, nguyên Bộ trưởng

Bộ GD&ĐT Nguyễn Thiện Nhân nhấn mạnh: “Hội nghị được tổ chức nhằm tổng kết kếtquả đạt được, những hạn chế, bất cập, đồng thời đề ra mục tiêu, giải pháp nhằm xâydựng, phát triển các trường THPT chuyên thành hệ thống các trường THPT chuyên chấtlượng cao làm nhiệm vụ phát hiện, bồi dưỡng tài năng trẻ, đáp ứng yêu cầu phát triển đấtnước trong thời kỳ đổi mới và hội nhập” Hệ thống các trường THPT chuyên đã đóng gópquan trọng trong việc phát hiện, bồi dưỡng học sinh năng khiếu, tạo nguồn nhân lực chấtlượng cao cho đất nước, đào tạo đội ngũ học sinh có kiến thức, có năng lực tự học, tựnghiên cứu, đạt nhiều thành tích cao góp phần quan trọng nâng cao chất lượng và hiệuquả giáo dục phổ thông Tuy nhiên một trong những hạn chế, khó khăn của hệ thống cáctrường THPT chuyên trong toàn quốc đang gặp phải đó là chương trình, sách giáo khoa,tài liệu cho môn chuyên còn thiếu, chưa cập nhật và liên kết giữa các trường Bộ GiáoDục và Đào tạo chưa xây dựng được chương trình chính thức cho học sinh chuyên nên đểdạy cho học sinh, giáo viên phải tự tìm tài liệu, chọn giáo trình phù hợp, phải tự xoay sở

để biên soạn, cập nhật giáo trình

Bộ môn Hóa học là một trong các bộ môn khoa học cơ bản, rất quan trọng Mỗimảng kiến thức đều vô cùng rộng lớn Đặc biệt là những kiến thức giành cho học sinhchuyên hóa, học sinh giỏi cấp khu vực, cấp Quốc Gia, Quốc tế Trong đó hoá học về cácnguyên tố phi kim là một trong các nội dung rất quan trọng Phần này thường có trongcác đề thi học sinh giỏi lớp 10, 11 khu vực; Olympic 30/4; hay gắn với các kiến thứcphần kim loại trong các đề thi học sinh giỏi Quốc Gia, Quốc Tế Tuy nhiên, trong thực tếgiảng dạy ở các trường phổ thông nói chung và ở các trường chuyên nói riêng, việc dạy

và học phần phi kim gặp một số khó khăn:

- Đã có tài liệu giáo khoa dành riêng cho học sinh chuyên hóa, nhưng nội dungkiến thức lí thuyết chưa đủ để trang bị cho học sinh, chưa đáp ứng được yêu cầu của các

kì thi học sinh giỏi các cấp

- Tài liệu tham khảo về mặt lí thuyết thường được sử dụng là các tài liệu ở bậc đạihọc, cao đẳng đã được biên soạn, xuất bản từ lâu Khi áp dụng những tài liệu này cho họcsinh phổ thông trở thành rất rộng Giáo viên và học sinh thường không đủ thời giannghiên cứu do đó khó xác định được nội dung chính cần tập trung là vấn đề gì

1

- Trong các tài liệu giáo khoa chuyên hóa lượng bài tập rất ít, nếu chỉ làm các bàitrong đó thì HS không đủ “lực” để thi vì đề thi khu vực, HSGQG, Quốc Tế hằng nămthường cho rộng và sâu hơn nhiều Nhiều đề thi vượt quá chương trình

- Tài liệu tham khảo phần bài tập vận dụng các kiến thức lí thuyết về các nguyên

tố phi kim cũng rất ít, chưa có sách bài tập dành riêng cho học sinh chuyên hóa về các nộidung này

Để khắc phục điều này, tự thân mỗi GV dạy trường chuyên phải tự vận động, mất rấtnhiều thời gian và công sức bằng cách cập nhật thông tin từ mạng internet, trao đổi vớiđồng nghiệp, tự nghiên cứu tài liệu…Từ đó, GV tự biên soạn nội dung chương trình dạy

và xây dựng hệ thống bài tập để phục vụ cho công việc giảng dạy của mình

Xuất phát từ thực tiễn đó, là giáo viên trường chuyên, chúng tôi rất mong có đượcmột nguồn tài liệu có giá trị và phù hợp để giáo viên giảng dạy - bồi dưỡng học sinh giỏicác cấp và cũng để cho học sinh có được tài liệu học tập, tham khảo Trong năm học nàychúng tôi tập trung biên soạn bài tập về phi kim và trước hết là nhóm halogen Do vậychúng tôi đã chọn đề tài:

“Xây dựng hệ thống bài tập nâng cao về nhóm halogen”.

Trong thời gian tới nhờ sự quan tâm đầu tư của nhà nước, của Bộ Giáo Dục cùngvới sự nỗ lực của từng giáo viên dạy chuyên, sự giao lưu học hỏi, chia sẻ kinh nghiệmcủa các trường chuyên trong khu vực và cả nước chúng tôi hi vọng sẽ có 1 bộ tài liệu phùhợp, đầy đủ giành cho giáo viên và học sinh chuyên

II Mục đích nghiên cứu

Sưu tầm, lựa chọn, phân loại và xây dựng hệ thống bài tập mở rộng và nâng cao vềnhóm halogen để làm tài liệu phục vụ cho giáo viên trường chuyên giảng dạy, ôn luyện,bồi dưỡng học sinh giỏi các cấp và làm tài liệu học tập cho học sinh đặc biệt cho học sinhchuyên về nhóm halogen Ngoài ra còn là tài liệu tham khảo mở rộng và nâng cao chogiáo viên môn hóa học và học sinh yêu thích môn hóa học nói chung

III Nhiệm vụ

1- Nghiên cứu chương trình hóa học phổ thông nâng cao và chuyên hóa học, phân tíchcác đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh, khu vực, cấp quốc gia, quốc tế và đi sâu về nhómhalogen

2- Sưu tầm, lựa chọn trong tài liệu giáo khoa, sách bài tập cho sinh viên, trong các tài liệutham khảo có nội dung liên quan; phân loại, xây dựng các bài tập lí thuyết và tính toán vềcác đơn chất halogen và hợp chất của chúng.

3- Đề xuất phương pháp xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập dùng cho việc giảng dạy,bồi dưỡng học sinh giỏi các cấp ở trường THPT chuyên

IV Giả thuyết khoa học

Nếu giáo viên xây dựng hệ thống bài tập chất lượng, đa dạng, phong phú đồngthời có phương pháp sử dụng chúng một cách thích hợp thì sẽ nâng cao được hiệu quảquá trình dạy- học và bồi dưỡng học sinh giỏi, chuyên hóa học

V Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu thực tiễn dạy học và bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học ở trường THPTchuyên

- Nghiên cứu các tài liệu về phương pháp dạy học hóa học, các tài liệu về bồi dưỡng họcsinh giỏi, các đề thi học sinh giỏi,

- Thu thập tài liệu và truy cập thông tin trên internet có liên quan đến đề tài

- Đọc, nghiên cứu và xử lý các tài liệu

VI Điểm mới của đề tài

- Đề tài xây dựng hệ thống bài tập mở rộng và nâng cao đầy đủ, có phân loại rõ ràng cácdạng câu hỏi lí thuyết, các dạng bài tập về nhóm halogen để làm tài liệu phục vụ cho giáoviên trường chuyên giảng dạy, ôn luyện, bồi dưỡng học sinh giỏi các cấp và làm tài liệuhọc tập cho học sinh đặc biệt cho học sinh chuyên về nhóm halogen Ngoài ra còn là tàiliệu tham khảo mở rộng và nâng cao cho giáo viên môn hóa học và học sinh yêu thíchmôn hóa học nói chung

- Đề xuất phương pháp xây dựng và sử dụng có hiệu quả hệ thống bài tập hóa học

VII Cấu trúc đề tài

Phần I Mở đầu

Phần II Nội dung

Chương I: Tổng quan

Chương II: Hệ thống bài tập lí thuyết về nhóm halogen

Chương III: Hệ thống bài tập tính toán về nhóm halogen

Phần III Kết luận và khuyến nghị

Tài liệu tham khảo

3

PHẦN II NỘI DUNG CHƯƠNG I: TỔNG QUAN I.1 TẦM QUAN TRỌNG CỦA HÓA HỌC PHI KIM.

Phần hoá học phi kim trong chương trong chương trình hoá học chuyên THPTđược nghiên cứu sau các kiến thức lí thuyết về cấu tạo chất, liên kết hoá học, phản ứng

oxi hoá – khử, tốc độ phản ứng hóa học và sự điện li nê có vai trò quan trọng trong việchình thành và phát triển nội dung kiến thức, kĩ năng hóa học cơ bản Cụ thể là:

– Giúp HS mở rộng, phát triển nội dung phần hoá học phi kim THPT ở mức độ sâu sắc,hiện đại, đi sâu vào bản chất các quá trình biến đổi của các đơn

chất và hợp chất của chúng

– Giúp HS vận dụng kiến thức lí thuyết chủ đạo để dự đoán, giải thích tính chất các đơnchất, hợp chất các nguyên tố và sự biến thiên tính chất của các nguyên tố trong nhóm( tìmhiểu mối liên hệ giữa cấu tạo với tính chất, dự đoán, so sánh, giải thích tính chất…)

- Việc nghiên cứu các kiến thức về các nhóm nguyên tố giúp HS hoàn thiện dần các kiếnthức lí thuyết chủ đạo như khái niện về phản ứng oxi hóa- khử, chất oxi hóa, chất khử,các dạng liên kết, khái niệm chất (phức chất, muối hỗn tạp…),

- Hình thành, phát triển các kiên thức và kĩ năng ngôn ngữ hóa học phổ thông(kí hiệu hóahọc, danh pháp, phương trình hóa học…), các kĩ năng hóa học khác như sử dụng và bảoquản hóa chất, thiết bị thí nghiệm, giải bài tập hóa học, quan sát, mô tả, giải thích hiệntượng thí nghiệm và đời sống

I.2 TÌNH HÌNH THỰC TẾ VỀ NỘI DUNG KIẾN THỨC NHÓM HALOGEN TRONG CÁC TÀI LIỆU HIỆN HÀNH

Trong các tài liệu hiện hành, lý thuyết về nhóm halogen đã tương đối đầy đủ Kiến

thức lý thuyết về nguyên tố halogen HS đã học trong chương trình ôn thi đại học, ngoài

ra GV hướng dẫn cho học sinh đọc các tài liệu tham khảo: Tài liệu giáo khoa chuyên hóahọc lớp 10 tập 2, Hóa học vô cơ – Hoàng Nhâm, tập 2, Tính chất lý hóa học các chất vô

cơ (106 nguyên tố)- R.A Liđin, V.A Molosco, L.L An ddreeeva, Người dịch: Lê KimLong, Hoàng Nhâm…

Tuy nhiên hiện nay chưa có sách bài tập dành riêng cho học sinh chuyên hóa vềhóa học vô cơ Trong các tài liệu giáo khoa chuyên hóa lượng bài tập rất ít, nếu chỉ làmcác bài trong đó thì HS không đủ “lực” để thi vì đề thi khu vực, HSGQG, Quốc Tế hằngnăm thường cho rộng và sâu hơn nhiều Nhiều đề thi vượt quá chương trình Trong cáctài liệu tham khảo khác bài tập giành cho giảng dạy và học tập của lớp chuyên còn nằmrải rác, chưa phong phú và chưa được phân loại rõ ràng, chưa đủ để cho học sinh học tập,

ôn luyện chuẩn bị cho các kì thi học sinh giỏi các cấp

I.3 VAI TRÒ CỦA BÀI TẬP HÓA HỌC TRONG VIỆC BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI.

5

Thực tế dạy học cho thấy, bài tập hoá học giữ vai trò rất quan trọng trong việc thựchiện mục tiêu đào tạo Bài tập vừa là mục đích vừa là nội dung lại vừa là phương phápdạy học hiệu nghiệm Bài tập cung cấp cho học sinh cả kiến thức, con đường dành lấykiến thức và cả niềm vui sướng của sự phát hiện - tìm ra đáp số - một trạng thái hưngphấn - hứng thú nhận thức - một yếu tố tâm lý góp phần rất quan trọng trong việc nângcao tính hiệu quả của hoạt động thực tiễn của con người, điều này đặc biệt được chú ý

trong nhà trường của các nước phát triển Vậy bài tập hoá học là gì?

Theo các nhà lý luận dạy học Nga, bài tập bao gồm cả câu hỏi và bài toán, mà trong khihoàn thành chúng, học sinh nắm được hay hoàn thiện một tri thức hoặc một kỹ năng nào

đó, bằng cách trả lời vấn đáp, trả lời viết hoặc có kèm theo thực nghiệm Hiện nay ở nước

ta, thuật ngữ “bài tập” được dùng theo quan niệm này

Tác dụng của bài tập hóa học:

- Bài tập hoá học là một trong những phương tiện hiệu nghiệm cơ bản nhất để dạy họcsinh vận dụng các kiến thức đã học vào thực tế cuộc sống, sản xuất và tập nghiên cứukhoa học, biến những kiến thức đã thu được qua bài giảng thành kiến thức của chínhmình

- Đào sâu, mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động, phong phú Chỉ có vận dụngkiến thức vào giải bài tập học sinh mới nắm vững kiến thức một cách sâu sắc

- Là phương tiện để ôn tập, củng cố, hệ thống hoá kiến thức một cách tốt nhất

- Rèn luyện kỹ năng hoá học cho học sinh như kỹ năng viết và cân bằng phương trình hóahọc, kỹ năng tính toán theo công thức và phương trình hoá học, kỹ năng thực hành nhưcân, đo, đun nóng, nung sấy, lọc, nhận biết hoá chất

- Phát triển năng lực nhận thức, rèn trí thông minh cho học sinh (học sinh cần phải hiểusâu mới hiểu được trọn vẹn) Một số bài tập có tình huống đặc biệt, ngoài cách giải thôngthường còn có cách giải độc đáo nếu học sinh có tầm nhìn sắc sảo Thông thường nên yêucầu học sinh giải bằng nhiều cách, có thể tìm cách giải ngắn nhất, hay nhất - đó là cáchrèn luyện trí thông minh cho học sinh Khi giải bài toán bằng nhiều cách dưới góc độkhác nhau thì khả năng tư duy của học sinh tăng lên gấp nhiều lần so với một học sinhgiải nhiều bài toán bằng một cách và không phân tích đến nơi đến chốn

- Bài tập hoá học còn được sử dụng như một phương tiện nghiên cứu tài liệu mới (hìnhthành khái niệm, định luật) khi trang bị kiến thức mới, giúp học sinh tích cực, tự lực, lĩnh

hội kiến thức một cách sâu sắc và bền vững Điều này thể hiện rõ khi học sinh làm bài tậpthực nghiệm định lượng

- Bài tập hoá học phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh và hình thành phương pháphọc tập hợp lý

- Bài tập hoá học còn là phương tiện để kiểm tra kiến thức, kỹ năng của học sinh mộtcách chính xác

- Bài tập hoá học có tác dụng giáo dục đạo đức, tác phong, rèn tính kiên nhẫn, trung thực,chính xác khoa học và sáng tạo, phong cách làm việc khoa học (có tổ chức, kế hoạch ),nâng cao hứng thú học tập bộ môn Điều này thể hiện rõ khi giải bài tập thực nghiệm Tác dụng cụ thể của bài tập hóa học góp phần không nhỏ trong việc nâng cao chất lượng

và hiệu quả việc dạy học hóa học, và đặc biệt là phát triển năng lực nhận thức, rèn luyện

kỹ năng cho học sinh mà không có phương pháp dạy học nào sánh kịp

Như vậy, trong quá trình giảng dạy thì việc lựa chọn, xây dựng các bài tập là việc làm rất quan trọng và cần thiết đối với mỗi GV Thông qua bài tập, GV sẽ đánh giá được khả năng nhận thức, khả năng vận dụng kiến thức của HS Bài tập là phương tiện cơ bản nhất để dạy HS tập vận dụng kiến thức vào thực hành, thực tế sự vận dụng các kiến thức thông qua các bài tập có rất nhiều hình thức phong phú Chính nhờ việc giải các bài tập

mà kiến thức được củng cố, khắc sâu, chính xác hóa, mở rộng và nâng cao Cho nên, bài tập vừa là nội dung, vừa là phương pháp, vừa là phương tiện để dạy tốt và học tốt.

CHƯƠNG II : HỆ THỐNG BÀI TẬP LÝ THUYẾT VỀ NHÓM HALOGEN II.1 ĐƠN CHẤT HALOGEN

II.1.1 CẤU TẠO, TÍNH CHẤT VẬT LÝ

7

1 Trình bày đặc điểm cấu trúc nguyên tử của halogen (bán kính nguyên tử, cấu trúc

electron năng lượng ion hóa, ái lực electron) Từ đặc điểm đó hãy cho biết trong haikhuynh hướng phản ứng (oxi hóa – khử) của các halogen thì khuynh hướng nào là chủyếu ?

Hướng dẫn:

Đặc điểm cấu trúc nguyên tử của halogen:

- Bán kính nguyên tử: nhỏ hơn so với các nguyên tố kim loại và phi kim khác cùng chu

kì Từ Flo đến Iot, bán kính nguyên tử tăng

- Cấu trúc electron: Có 7 e lớp ngoài cùng, trạng thái cơ bản: ns2np5, có 1 e độc thân ⇅ ⇅ ⇅ ↑

Trạng thái kích thích Clo, Br, I có 3, 5, 7 e độc thân

- Năng lượng Ion hóa: Năng lượng ion hóa thứ nhất của Flo rất cao17,418 eV

Từ Flo đến Iot, năng lượng ion hóa giảm nên khả năng nhường electron tăng, do đó đếnIot có khả năng tạo ra ion I+ (trong các hợp chất như ICl trong dung dịch H2SO4 đặc hoặcoleum, ICN, IClO4, ICH3COO) hoặc tạo cation 3+ trong IPO4, I(CH3COO)3

- Ái lực electron: lớn, giảm dần từ Flo đến Iot

→ Khuynh hướng oxi hóa là chủ yếu vì trong nguyên tử có một electron độc thân(chưa ghép đôi) ở obitan np ở trạng thái cơ bản nên dễ dàng kết hợp thêm 1 electron

2 Dựa vào thuyết liên kết hóa trị hãy cho biết:

a) Các số oxi hóa của các halogen trong hợp chất

b) Tại sao phân tử của các halogen đều cấu tạo từ hai nguyên tử?

b) Vì mỗi nguyên tử có 7 e lớp ngoài cùng, so khí hiếm thiếu 1 electron, trong đó chỉ có

một electron không ghép đôi ở obitan np → hai electron không ghép đôi ở hai nguyên tửghép lại với nhau tạo thành phân tử hai nguyên tử → mỗi nguyên tử đều đạt cấu hình bềnnhư khí hiếm gần nhất

3 Tại sao Flo không thể xuất hiện mức oxi hóa dương trong các hợp chất hóa học?

Tại sao với Clo, Brom, Iot thì mức oxi hóa chẵn không phải là mức đặc trưng?

Hướng dẫn: Trong nguyên tử của các Halogen có một electron không ghép đôi, nên trừ

Flo, chúng đều có khả năng tạo ra mức oxi hóa +1 khi chúng liên kết với một nguyên tốkhác có độ âm điện lớn hơn (ví dụ với Oxi)

Nguyên tử của Clo (hoặc Brom, Iot) còn có những obitan chưa được lấp đầy, do đó có thểxảy ra các quá trình kích thích electron như sau:

có độ điện âm lớn hơn Flo để cung cấp năng lượng đủ thực hiện quá trình kích thích trên,

do đó với Flo không thể xuất hiện mức oxi hóa dương và chỉ có thể có hóa trị một

Ngoài ra cũng cần chú ý rằng nếu trong nguyên tử, chẳng hạn có 5 electron không cặpđôi tham gia hình thành 4 liên kết, trong nguyên tử còn lại một electron không cặp đôi,điều đó gây ra khả năng phản ứng rất mạnh của phân tử được tạo ra, nên chúng là nhữnghợp chất kém bền Chẳng hạn ClO2 là hợp chất có số lẻ electron

Cl O O

Là hợp chất chưa bão hòa hóa trị, do đó có khuynh hướng kết hợp hoặc nhường mộtelectron:

9

ClO2 + e = ClO2- ClO2 - e = ClO2chủ yếu là khuynh hướng thứ nhất (Ái lực Electron của ClO2 là 3,43 eV); ClO2 rất khôngbền, dễ phân huỷ nổ, có tính oxi hóa mạnh.

4 Năng lượng liên kết X-X (Kcal/mol) của các halogen có giá trị sau:

Hãy giải thích Tại sao từ F2 đến Cl2 năng lượng liên kết tăng, nhưng Cl2 đến I2 nănglượng liên kết giảm?

Hướng dẫn: Phương pháp Obitan phân tử đã mô tả cấu hình electron của các phân tử

halogen như sau:

Nghĩa là hai nguyên tử halogen liên kết với nhau bằng một liên kết σ (σ z) Ngoài liên kết

σ, trong phân tử Cl2, Br2, I2 còn có một phần liên kết  tạo ra bởi sự xen phủ của cácobitan d

Trong phân tử Flo, liên kết chỉ được hình thành do một loạt các electron hóa trị, không cókhả năng hình thành liên kết  như trên vì không có các obitan d

Liên kết  được hình thành đó là liên kết "cho nhận" tạo ra do cặp electron tự do củamột nguyên tử và obitan d còn bỏ trống của nguyên tử khác; có thể mô tả theo sơ đồ sau:

3d 3p 3s

3s 3p 3d

Sự hình thành các liên kết  đó đã làm cho phân tử các halogen bền rõ rệt Flo không

có khả năng tạo ra liên kết  nên phân tử Flo có năng lượng liên kết bé hơn so với Clo

Từ Clo đến Iot do bán kính nguyên tử tăng, độ dài liên kết tăng:

nên năng lượng liên kết giảm

5 Phản ứng phân hủy phân hủy phân tử thành nguyên tử X2 → 2X của các halogen ởcác nhiệt độ sau:

Hãy giải thích sự thay đổi độ bền nhiệt của các phân tử halogen

Hướng dẫn: Trong phân tử hai nguyên tử của các halogen, độ bền nhiệt của phân tử liên

quan đến năng lượng liên kết X-X trong phân tử:

Xem cách giải thích ở bài 4

6 Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các halogen có các giá trị sau:

Nhận xét và giải thích?

Hướng dẫn: Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các halogen tăng Tính chất đó phụ

thuộc vào tương tác khuếch tán giữa các phân tử

Ở trạng thái lỏng và rắn, các phân tử halogen tương tác với nhau bằng lực VanderWaals

Vì phân tử các halogen không có cực nên tương tác đó phụ thuộc vào tương tác khuếchtán, năng lượng tương tác này càng lớn khi độ phân cực của phân tử càng lớn

Vì khả năng bị cực hóa của các phân tử phụ thuộc vào bán kính nguyên tử, nên từ F đến

I, bán kính nguyên tử tăng, độ phân cực tăng do đó tương tác khuếch tán tăng làm chonhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các halogen tăng

7 a) Tại sao các halogen không tan trong nước nhưng tan trong benzen?

b) Tại sao Iot tan ít trong nước nhưng lại tan trong dung dịch kali iođua?

Hướng dẫn:

a) Các chất có xu hướng tan nhiều trong chất lỏng giống với chúng Các halogen là

những chất không cực nên ít tan trong dung môi có cực (ví dụ: H2O) và tan nhiều trongdung môi không cực

b) Trường hợp Iot tan nhiều trong dung dịch KI vì tạo ra Ion I3- theo phản ứng:

11

9 Hãy so sánh các đại lượng: Ái lực electron, năng lượng liên kết, năng lượng hiđrat

hóa, thế tiêu chuẩn của Clo và Flo từ đó giải thích:a) Tại sao khả năng phản ứng của Flo lại lớn hơn Clo?b) Tại sao trong dung dịch nước Flo có tính oxi hóa mạnh hơn Clo

Hướng dẫn: So sánh:

Ái lực electron X + e → X- (Kcal/nguyên tử g) 79 83

Năng lượng hiđrat hóa của X- (Kcal/mol) 121 90

Ta thấy rằng năng lượng liên kết và ái lực electron của Flo bé hơn Clo; năng lượng hidratlớn và thế tiêu chuẩn của Flo lớn hơn Clo

a) Mặc dù có ái lực electron thấp hơn (có tính oxi hóa kém hơn) nhưng năng lượng liên

kết trong phâ tử Flo thấp hơn do đó khả năng phản ứng của Flo cao hơn Clo

b) Quá trình chuyển X2 → 2X- ở trong dung dịch phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- Năng lượng phân li phân tử thành nguyên tử(năng lượng liên kết)

- Ái lực electron để biến nguyên tử thành X-

- Năng lượng hiđrat hóa của anion X-

Với Flo, mặc dù năng lượng phân li phân tử thành nguyên tử và ái lực electron bé hơnClo, nhưng năng lượng hiđrat hóa của Ion F- lại lớn hơn nhiều so với ion Cl- , do đó trongdung dịch nước, Flo có tính oxi hóa mạnh hơn Clo

10 Lấy ví dụ để chứng minh rằng theo chiều tăng số thứ tự nguyên tử của các halogen thì tính dương điện lại tăng?

Hướng dẫn: Từ Flo đến Iot, năng lượng ion hóa giảm nên khả năng nhường electron

tăng Không tồn tại ion Flo dương Các halogen còn lại có số oxi hóa dương Iot có khảnăng tạo ra ion I+ (trong các hợp chất như ICl trong dung dịch H2SO4 đặc hoặc oleum,ICN, IClO4, ICH3COO) hoặc tạo cation 3+ trong IPO4, I(CH3COO)3

F2 + H2 → 2HF = -288,6 KJ/mol

Nổ mạnh ngay ở nhiệt độ rất thấp -2520C và trong bóng tối

Cl2 + H2 → 2HCl = -92,3 KJ/mol Nổ khi chiếu sáng hoặc đun nóng

Br2 + H2 → 2HBr = -35,98 KJ/mol Nhiệt độ cao, không nổ

I2 + H2O ⇌ 2HI = 25,9 KJ/mol Nhiệt độ cao hơn, 2 chiều, không nổ

12 a) Trình bày các phản ứng khi cho các halogen tác dụng với nước.

b) Flo có khả năng oxi hóa nước giải phóng oxi hóa , các halogen khác có tính chất nàykhông? Giải thích

Hướng dẫn: a) Các halogen tác dụng với H2O theo các phương trình phản ứng sau:2F2 + 2H2O → 4HF + O2

Cl2 + H2O ⇌ HCl + HClO K= 4,2.104

Br2 + H2O ⇌ HBr + HBrO K= 7,2.10-4

I2 + H2O ⇌ HI + HIO K= 2,1.10-13

Khả năng phản ứng từ Flo đến Iot giảm

b) So sánh thế oxi hóa-khử chuẩn để xác định:

Như vậy Flo đã phản ứng mạnh với nước

Với Clo và Brom thực tế đòi hỏi năng lượng hoạt hóa cao; với Iot không có khả năng đó

13 a) Tại sao khi cho các halogen tác dụng với kim loại lại tạo ra những hợp chất ứng với

số oxi hóa tối đa của các kim loại đó? Lấy ví dụ để minh họa.b) Tại sao Flo là chất oxi hóa mạnh nhưng Cu, Fe, Ni, Mg không bị Flo ăn mòn?

Hướng dẫn:

a) Với các kim loại có nhiều mức oxi hóa thì các hợp chất ứng với mức oxi hóa thấp

đều có tính khử, trong khi đó các halogen lại là chất oxi hóa mạnh

13

b) Khi chất rắn tương tác với chất khí, khả năng phản ứng phụ thuộc vào cấu trúc của

chất rắn được tạo ra Sản phẩm do phản ứng của Flo với các kim loại trên tạo ra bámchắc vào bề mặt chất rắn tương tác thì nó sẽ ngăn cản phản ứng tiếp diễn

14 Tìm dẫn chứng để chứng minh rằng theo chiều tăng số thứ tự nguyên tử trong nhóm

halogen thì tính khử tăng

Hướng dẫn: Flo không thể hiện tính khử

Cl2 + F2 → 2ClF

5Cl2 + Br2 + 6H2O → 2HBrO3 + 10HCl

Iot khử được Clo và Brom phản ứng tương tự

15 Viết phương trình phản ứng khi cho dung dịch nước Clo tác dụng với dung dịch

NaOH, dung dịch KI, dung dịch Natri Thiosunfat

Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O

4Cl2 bão hòa + Na2S2O3 + 5H2O → Na2SO4 + H2SO4 + 8 HCl (Tương tự với Brom)

16 a) Cho các Halogen Cl2 , Br2 , I2 tác dụng với nước, với dung dịch KOH có những

b)Khi cho Cl2 tác dụng với dung dịch KOH loãng sau đó đun nóng dung dịch từ từ lên

7000C người ta thu được chất gì? Viết các phương trình phản ứng

Hướng dẫn

a) Các Halogen tác dụng với H2O (xem bài 12) Khi cho các Halogen tác dụng vớidung dịch kiềm, phản ứng tạo ra Hipohalogenit (XO-), nhưng trong môi trường kiềm cácHipohalogenit bị phân hủy theo phản ứng:

3XO- ⇌ 2X- + XO3

-(X = Cl, Br, I) Sự phân hủy đó phụ thuộc vào bản chất của các Halogen và nhiệt độ.ClO-: phân hủy chậm ở nhiệt độ thường, nhanh khi đun nóng

BrO-: phân hủy chậm ở nhiệt độ thấp, nhanh ở nhiệt độ thường

IO-: phân hủy ở tất cả các nhiệt độ

Như vậy quá trình phân hủy đó tăng khi nhiệt độ tăng; từ Clo đến Iot quá trình phân hủytăng Do đó, khi cho các Halogen tác dụng với dung dịch kiềm, phản ứng xảy ra theo cácphương trình:

Cl2 + 2KOH KCl + KClO + H2O

3Cl2 + 6KOH 5KCl + KClO3 + 3H2O

3Br2 + 6KOH 5KBr + KBrO3 + 3H2O

3I2 + 6KOH → 5KI +KIO3 + 3H2O

b) Khi cho Cl2 tác dụng với dung dịch KOH loãng ở nhiệt độ thường tạo ra KClO,khi đun nóng lên 70oC, KClO phân hủy thành KClO3 và KCl, đến 1000C còn hỗn hợpmuối rắn gồm KClO3 và KCl, đến 4000C KClO3 phân hủy tạo ra KClO4 và KCl, khi đunnóng cao hơn nữa KClO4 phân hủy thành KCl và O2

17 Dung dịch A gồm hai muối: Na2SO3 và Na2S2O3 Lấy V ml dung dịch A trộn với

lượng dư khí Cl2 rồi cho sản phẩm thu được tác dụng với BaCl2 dư thì thu được kết tủa.Lấy V ml dung dịch trên nhỏ vài giọt hồ tinh bột rồi đem chuẩn độ bằng iot thì đến khi

dung dịch bắt đầu xuất hiện màu xanh chàm Cho V ml dung dịch A tác dụng với dung

dịch HCl dư thu được kết tủa Viết phương trình phản ứng xảy ra

Hướng dẫn:

Phản ứng: Na2S2O3 + 4Cl2 + 5H2O → 2NaHSO4 + 8HCl

Na2SO3 + Cl2 + H2O → Na2SO4 + 2HCl

NaHSO4 + BaCl2 → NaCl + HCl + BaSO4

Na2SO4 + BaCl2 → NaCl + BaSO4

t 0 thường

70 0 C

a) Hãy viết phương trình phản ứng điều chế khí Cl2 từ MnO2 và HCl?

b) Phân tích những chỗ sai khi lắp bộ dụng cụ thí nghiệm như hình vẽ?

Hướng dẫn:

Phân tích: Để giải được bài tập này học sinh cần phải:

- Nhìn lôgic nội dung của bài, tìm hiểu từ ngữ, hiểu sơ bộ ý đồ cả tác giả

- Tìm hiểu giả thiết và yêu cầu của đề bài

- Hình dung tiến trình luận giải và biết phải bắt đầu từ đâu ?

- Đâu là chỗ có vấn đề của bài

a) Phương trình phản ứng điều chế:

MnO2 + 4HCl  t0 MnCl2 + Cl2 + 2H2O

b) Một số chỗ sai khi lắp dụng cụ điều chế khí clo:

- Vì phản ứng chỉ xảy ra đối với axit đặc nên không thể dùng được dung dịch axit HCl10% mà phải thay bằng axit HCl có nồng độ lớn hơn 30%

- Bình thu khí clo không được dùng nút cao su mà có thể thay bằng nút bông tẩm dungdịch NaOH để không khí dễ bị đẩy ra và NaOH dùng để xử lí Cl2 dư

- Để thu được khí Cl2 tinh khiết, cần lắp thêm các bình rửa khí (loại khí HCl) và làm khôkhí (loại hơi nước)

19 Khi điều chế clo trong phòng thí nghiệm bằng phản ứng giữa dung dịch HCl đặc và

MnO2 đun nóng Khí clo thoát ra thường lẫn hơi nước và HCl Đề xuất phương pháp làmtinh khiết Cl2 và giải thích cách làm đó

Dẫn khí Cl2 lẫn hơi H2O và HCl qua dung dịch NaCl bão hòa rồi dẫn qua dung dịch

H2SO4 đặc

Dung dịch NaCl bão hòa để hấp thụ HCl do HCl tan tốt trong nước, hòa tan NaCl vào đểgiảm độ tan của Cl2 trong nước do có cân bằng:

Cl2 + H2O H+ + Cl- + HClO

NaCl → Na+ + Cl-

Thêm Cl- cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch để giảm độ tan của Cl2

20 a) Bằng cách nào có thể thu được Flo từ HF?

b) Tại sao không thể điều chế Flo bằng phương pháp điện phân dung dịch nước có

chứa ion Florua?

c) Flo là chất oxi hóa mạnh nhưng tại sao khi điều chế Flo bằng phương pháp điện

phân thì thùng điện phân và cực âm lại làm bằng đồng hoặc bằng thép?

Hướng dẫn:

a) Điện phân hỗn hợp lỏng gồm KF và HF thu được H2, F2

b) Vì rằng thế điện cực của Flo rất lớn, Flo tác dụng với nước rất mạnh nên không thể

điều chế Flo bằng phương pháp điện phân dung dịch nước có chứa Ion Florua, mà phảiđiện phân một hỗn hợp nóng chảy gồm KF và HF

c) Khi chất rắn tương tác với chất khí, khả năng phản ứng phụ thuộc vào cấu trúc của

chất rắn được tạo ra Sản phẩm do phản ứng của Flo với đồng hoặc thép tạo ra bám chắcvào bề mặt chất rắn nên nó sẽ ngăn cản phản ứng tiếp diễn

21 Trong phòng thí nghiệm người ta điều chế Clo bằng phương pháp cho KMnO4 tác dụng với HCl

a) Tại sao không thể dùng phương pháp đó để điều chế Flo ?

b) Có thể điều chế Brom và Iot bằng phương pháp đó được không?

c) Có thể thay KMnO4 bằng MnO2 Hoặc K2Cr2O7 được không?

Hướng dẫn: So sánh thế điện cực chuẩn:

a) Flo có tính oxi hóa mạnh hơn KMnO4

b) KMnO4 có tính oxi hóa mạnh hơn Br2 và I2 nên có thể oxi hóa Br2 và I2 tạo ra BrO3

-và IO3-

c) Có thể thay KMnO4 bằng MnO2 hoặc K2Cr2O7 nhưng phải dùng HCl đặc và phảiđun nóng dùng thế điện cực tương đương nhau (E0Cl2/2Cl-=1,36V; E0Cr2O72-/Cr3+ trongmôi trường axit là 1,36V)

II.2 HỢP CHẤT HALOGEN

II.2.1- HỢP CHẤT VỚI HIDRO, HALOGENUA

17

22 Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các hidro halogenua thay đổi như thế nào?

Giải thích nguyên nhân

Hướng dẫn: Từ HF đến HCl: Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi giảm Từ HCl đến HI

nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi tăng

Các hidro halogenua tương tác với nhau bằng lực tương tác giữa các phân tử gồm lựcđịnh hướng, lực khuếch tán và lực cảm ứng Nhưng năng lượng tương tác cảm ứngthường rất bé so với năng lượng tương tác định hướng và tương tác khuếch tán, do đó ảnhhưởng của tương tác cảm ứng đến nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi có thể bỏ qua.Năng lượng tương tác định hướng giảm từ HF đến HI do độ phân cực của phân tử giảm.Năng lượng tương tác khuếch tán tăng lên trong dãy do sự tăng bán kính nguyên tử củacác halogen và sự giảm độ phân cực của liên kết trong phân tử

Từ HF đến HCl, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi giảm do giữa các phân tử HF phátsinh được liên kết Hidro, đồng thời năng lượng tổng quát của tương tác giữa các phân tửgiảm do tương tác định hướng giảm

Từ HCl đến HI năng lượng tương tác khuếch tán chiếm ưu thế so với tương tác địnhhướng vì vậy nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi tăng

GV có thể cho số liệu hoặc cho HS tra bảng số liệu về nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy cho HSnhận xét quy luật biến đổi và yêu cầu giải thích:

23 Độ bền đối với nhiệt từ HF đến HI thay đổi như thế nào? Có phù hợp với sự thay đổi

nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi không?

Hướng dẫn: Độ dài liên kết HX, năng lượng liên kết và độ bền đối với nhiệt trong dãy từ

HF đến HI có các giá trị sau:

Năng lượng liên kết HX (Kcal/mol) 135 103 87 71

Trong dãy đó, độ bền đối với nhiệt giảm do độ dài liên kết tăng và năng lượng liên kếtgiảm Độ bền đối với nhiệt chỉ phụ thuộc vào năng lượng liên kết của phân tử, còn nhiệt

độ nóng chảy và nhiệt độ sôi lại phụ thuộc vào năng lượng tương tác giữa các phân tử

24 a) Hỗn hợp đẳng phí (hay hỗn hợp đồng sôi) là gì?

b) Tại sao dung dịch HCl nồng độ lớn hơn 20% lại có hiện tượng bốc khói trong

Hướng dẫn:

a) Hỗn hợp đẳng phí hay hỗn hợp đồng sôi là những hỗn hợp sôi ở nhiệt độ không đổi

và không thay đổi thành phần của hỗn hợp ở áp suất không đổi Chất nguyên chất cũng

có đặc tính như thế, nhưng với hỗn hợp đồng sôi thì khi áp suất thay đổi không nhữngnhiệt độ sôi mà cả thành phần của hỗn hợp cũng thay đổi theo Ví dụ Hidro Clorua tạothành với nước một hỗn hợp đồng sôi ở 1100C dưới áp suất thường và chứa 20,2% HCl.Khi thay đổi áp suất, thành phần của HCl trong hỗn hợp cũng thay đổi:

Các hidro halogenua khác cũng tạo nên các hỗn hợp đồng sôi có thành phần và nhiệt độsôi xác định Với HF sôi ở 1200C thành phần HF 35,4%; với HBr hỗn hợp sôi ở 1260C,thành phần HBr 47%;với HI hỗn hợp sôi ở 1270C, thành phần HI 57%

b) Vì có độ tan lớn trong nước nên các hidro clorua bốc khói trong không khí Khi

đun nóng dung dịch HCl đặc lớn hơn 20% thì đầu tiên khí Hidro Clorua bốc ra, còn nếudung dịch dưới 20% thì trước hết hơi nước thoát ra và nồng độ axit tăng Trong cả haitrường hợp đó, khi hàm lượng của HCl trong axit đạt đến 20,2% (ở 760 mmHg) thì thuđược hỗn hợp đồng sôi điều đó giải thích hiện tượng bốc khói của dung dịch HCl đặc

25 Bằng cách nào có thể xác định nhanh hàm lượng phần trăm của HCl trong dung dịch

khi đã biết khối lượng riêng của dung dịch ?a) Hãy tính hàm lượng % của HCl trong các dung dịch có khối lượng riêng

b) Hãy tính gần đúng khối lượng riêng (g/cm3) của các dung dịch HCl khi hàm lượngHCl là: 12%, 20%, 30%, 32,5%

Hướng dẫn:

Có thể xác định nhanh hàm lượng % của HCl trong dung dịch bằng cách nhân hai con

số sau dấu phẩy (của khối lượng riêng của dung dịch) với 2

Ngược lại nếu biết thành phần % của HCl trong dung dịch có thể tính gần đúng khốilượng riêng của dung dịch đó

a) Ví dụ: Dung dịch có khối lượng riêng là 1,025 g/cm3, hàm lượng HCl là: 2,5.2=5%, dung dịch có khối lượng riêng là 1,195 g/cm3, hàm lượng HCl là 19,5.2 = 39 %

b) Dung dịch 32,5 % thì khối lượng riêng là: 32,5:2= 16,25 suy ra d= 1,162 g/cm3

19

26 a) Tại sao axit HF lại là axit yếu trong đó các axit HX của các halogen còn lại là axit

mạnh?

b) Tại sao axit HF lại tạo ra muối axit còn các axit HX khác không có khả năng đó? Hướng dẫn:

a) Một phần vì năng lượng liên kết HF rất lớn, một phần khác vì khi hòa tan trong

nước xảy ra quá trình Ion hóa tạo ra H3O+ và F-, sau đó Ion F- lại tương tác với phân tử

HF tạo ra ion phức HF2-:

HF + H2O ⇌ H3O+ + F

-HF + F- ⇌ HF2Hoặc ở dạng tổng quát:

b) Vì nguyên nhân trên nên trong dung dịch axit Flohidric có các Ion dạng H2F3-,

H3F4-, H4F5-… Khi trung hòa tạo ra các muối axit như K[HF2] (Tnc= 2390C); K[H2F3](Tnc= 620C); K[H3F4] (Tnc=600C); K[H4F5] (Tnc= 730C)

27 a) Tính axit trong dãy từ HF đến HI thay đổi như thế nào? Giải thích nguyên nhân?

b) Vai trò của HI trong các phản ứng sau đây có giống nhau không? 2FeCl3 +2HI → 2FeCl2 + I2 +2HCl (1) Zn+2HI → ZnI2 + H2  (2)

Hướng dẫn:

a) Độ điện li α của các dung dịch axit halogen hiđric HX 0,1N.

độ mạnh của axit tăng từ HF đến HI do độ dài liên kết tăng (xem bài số 23)

Axit Flohidric là một axit yếu (xem bài 26)

b) Vai trò của HI trong hai phản ứng đó khác nhau: Ở (1) Khử, ở (2) oxi hóa

28 a) Tại sao khi cho HCl tác dụng với Sắt hoặc Crom lại tạo ra FeCl2, CrCl2 mà không

b) Với axit HBr, HI phản ứng có tương tự như thế không?

Hướng dẫn: Dựa vào thế điện cực để giải thích HBr, HI tương tự

2H+/H2 Fe2+/Fe Fe3+/Fe Cr2+/Cr Cr3+/CrThế điện cực chuẩn(V) 0 -0,44 -0,03667 -0,9 -0,74

29 a) Trong các muối Kali halogenua muối nào có thể phản ứng được với FeCl3 để tạo

b) Tính khử của các halogenhidric tăng dần từ HF đến HI

30 a) Viết các phương trình phản ứng khi cho H2SO4 đặc tác dụng với hỗn hợp CaF2,

b) Nếu thay CaF2 bằng CaCl2 phản ứng có xảy ra như thế không ?

Hướng dẫn:

a) Axit Sunfuric tác dụng với Canxi Florua tạo ra axit Flohidric, là axit duy nhất tác

dụng được với Silic đioxit

SiO2 + 4HF = 2H2O+ SiF4Sau đó silic tetraflorua tác dụng với HF dư tạo ra axit Hecxa flosilixic H2SiF3 tan trongnước:

SiF4 + 2HF = H2SiF3Axit Clohidric không có khả năng ăn mòn được thủy tinh

b) Không

31 a) Hãy giải thích tại sao HF chỉ được phép đựng trong các bình bằng nhựa.

b) Phản ứng xảy ra có khác nhau không khi cho thủy tinh tác dụng với HF và với HCl?

Hướng dẫn:

a) Vì có phản ứng như bài 30

b) Trong cả hai trường hợp sản phẩm tạo ra đều như nhau:

Na2O.CaO.6SiO2 + 14H2F2 → Na2SiF6 + CaSiF6 + 4SiF4 + 14 H2O

Tuy nhiên khi thủy tinh bị dung dịch axit Flohiđric ăn mòn thì sản phẩm phản ứng sẽchuyển vào dung dịch và bề mặt bị ăn mòn sẽ trở nên trong suốt

21

32 a) Tại sao tính khử của các hidro halogenua tăng lên từ HF đến HI?

b) Tại sao các dung dịch axit Bromhiđric và axit Iothiđric không thể để trong khôngkhí? Hãy viết các phương trình phản ứng khi cho Oxi tác dụng với dung dịch axithalogenhiđric

Hướng dẫn:

a) Vì độ bền đối với nhiệt giảm, năng lượng liên kết giảm nên tính khử của các hidro

halogenua tăng (ở trạng thái khí cũng như ở trạng thái tan trong dung dịch)

(xem bài tập 20)

b) Khi tác dụng với Oxi:

HF + O2: không có phản ứng; HF hoàn toàn không thể hiện tính khử

HCl + O2 : trong dung dịch không xảy ra phản ứng, nhưng ở trạng thái khí thì xảy ra phảnứng thuận nghịch:

4HCl (khí) + O2 2H2O + 2Cl2

HCl chỉ thể hiện tính khử khi tác dụng với chất oxi hóa mạnh

HBr và HI đều là những chất khử mạnh, dung dịch của chúng vốn là trong suốt và khôngmàu, nhưng để lâu trong không khí dung dịch sẽ vàng dần do tạo ra các halogen tự do:4HBr + O2 (KK) → 2H2O + 2Br2

4HI + O2 (KK) → 2H2O + 2I2

Trường hợp HI dung dịch nhuốm màu vàng nhanh hơn so với dung dịch HBr

33 a) Tại sao hidrohalogenua lại tan rất mạnh trong nước?

b) Khi cho hidro clorua tan trong nước có hiện tượng gì? Tại sao dung dịch lại có tínhaxit? Hidro clorua lỏng có phải là axit không?

Hướng dẫn:

a) Vì các hidro halogenua đều là những hợp chất có cực nên tan rất mạnh trong dung môi

có cực

b) Khi tan trong nước, dung dịch có tính axit vì tạo ra với nước ion hidroxoni H3O+

Ở trạng thái lỏng chúng không phải là axit

34 a) Trong phòng thí nghiệm, hidro clorua được điều chế bằng cách nào?

b) Nếu dùng dung dịch H2SO4 loãng và NaCl loãng có tạo ra HCl ?c) Phương pháp trên có thể dùng để điều chế HBr và HI được không?

t < 600 0 C

t > 600 0 C

Hướng dẫn:

a) Điều chế hidro clorua bằng cách cho NaCl tác dụng với H2SO4 đặc, đun nóng:

NaCl + H2SO4 → NaHSO4 + HCl↑

NaCl + NaHSO4 → Na2SO4 + HCl↑

Phản ứng thứ nhất xảy ra ở mức độ đáng kể ngay ở nhiệt độ thường và khi đun nóng đến

2500C thì thực tế xảy ra hoàn toàn Phản ứng thứ hai xảy ra ở nhiệt độ cao hơn khoảng400-5000C

b) HF, HCl là những khí dễ tan trong nước do đó phải dùng muối khan và axit H2SO4

đặc để tránh sự hòa tan của các khí

Khi dùng H2SO4 loãng và NaCl loãng phản ứng sẽ không tạo ra hidroclorua vì phần lớncân bằng sẽ chuyển dịch về phía tạo ra H2SO4 ít phân li hơn HCl Nhưng nếu dùng dungdịch NaCl đậm đặc và H2SO4đặc thì khi đun nóng, cân bằng có thể chuyển dịch sang phải

vì HCl dễ bay hơi hơn

c) Phương pháp trên có thể dùng để điều chế HF nhưng không thể vận dụng cho HBr và

HI vì chúng đều là chất khử mạnh

2HBr + H2SO4 → Br2 + SO2 + 2H2O 8HI + H2SO4 → 4I2 + H2S + 4H2O

35 a) Trong công nghiệp, axit HCl được điều chế bằng phương pháp nào?

b) Phương pháp đó dựa trên những nguyên tắc nào?c) Có thể vận dụng phương pháp đó cho các axit halogen hiđric khác được không? Lí do?

Hướng dẫn:

a) Ngoài phương pháp trên (bài tập 34) hiện nay trong công nghiệp chủ yếu dùng

phương pháp tổng hợp để điều chế hidro clorua, sau đó cho hấp thụ nước tạo ra axitClohidric:

H2 +Cl2 → 2HCl ∆H= - 44 Kcal/mol

b) Phương pháp đó dựa trên cơ sở phản ứng dây chuyền Phản ứng trên xảy ra rất

chậm ở nhiệt độ thường, nhưng khi đun nóng mạnh hoặc có tia lửa điện, hoặc chiếu băngtia tử ngoại thì phản ứng xảy ra mãnh liệt Trước hết nhờ năng lượng hớ của tia tử ngoại(hoặc đốt nóng), phân tử Clo phân li thành nguyên tử sau đó các nguyên tử này tác dụngvới phân tử Hidro tạo thành HCl và nguyên tử Hidro Nguyên tử Hidro này lại tác dụngvới phân tử Cl2 tạo thành HCl và nguyên tử Clo…

Cl2 + hγ → Cl + Cl (kích thích ban đầu)

Cl + H2 → HCl + H

23

H + Cl2 → HCl + Cl

Cl + H2 → HCl + H …

Do đó tạo ra một dãy phản ứng kế tiếp nhau và cứ một phân tử kích thích ban đầu có thểtạo ra hàng trăm ngàn phân tử HCl khác

c) Phương pháp đó không thể vận dụng để điều chế các axit halogen hidric khác

được; với HF phản ứng xảy ra quá mãnh liệt; với HBr và HI cho hiệu suất thấp Điều đó

có thể thấy rõ khi so sánh nhiệt hình thành ∆H của các hidro halogenua:

Bài này giúp HS nhớ lại kĩ năng thực hành điều chế khí HCl trong phòng thí

nghiệm Để thu được khí HCl thì ta làm như thế nào? HS quan sát 4 hình vẽ, sau đó phân tích rằng khí HCl là một chất khí nặng hơn không khí, dễ tan trong nước Do

đó hình vẽ số 2, 3, 4 là không thể được Vậy kết quả là hình 1

37 Hãy giải thích tại sao PbI2 ( chất rắn màu vàng) tan dễ dàng trong nước nóng, và khi

để nguội lại kết tủa dưới dạng kim tuyến óng ánh ?

Hướng dẫn: PbI2 dễ tan trong nước nóng vì quá trình hòa tan PbI2 thu nhiệt lớn:

PbI2  Pb2+ + 2I- H > 0

Còn khi để nguội thì xảy ra quá trình ngược lại, tỏa nhiệt (H < 0)

Vì quá trình nguội từ từ, số mầm kết tinh ít, nên tinh thể được tạo thành dễ dàng.

Nếu làm nguội nhanh sẽ thu được dạng bột vàng PbI2

38 Hãy trình bày những hiểu biết của mình về các halogenua ion:

a) Những nguyên tố nào tạo ra các halogenua ion?b) Mức độ liên kết Ion trong các halogenua đó?

Hướng dẫn:

a) Halogenua ion là những halogen có mạng lưới tinh thể bao gồm các ion.

Các kim loại kiềm: Na, K, Rb,Cs Các kim loại kiềm thổ: Mg, Ca, Sr, Ba

Lantan, một số Lantanoit và Actinoit tạo ra các halogenua dạng ion Ngoài ra một số kimloại có nhiều mức oxi hóa cũng tạo ra các halogenua ion ở mức oxi hóa thấp của kimloại

b) Mức độ ion trong liên kết của các hợp chất đó thay đổi tùy theo bản tính của kim

loại và của các halogen Ví dụ:

Kim loại có mức oxi hóa khác nhau thì halogenua thấp có bản tính ion cao hơn halogenuacao; chẳng hạn PbCl2 là hợp chất ion, PbCl4 là hợp chất cộng hóa trị

Với cùng một kim loại thì mức độ ion của liên kết giảm dần từ Florua đến Iotua Chẳnghạn AlF3 là hợp chất ion nhưng AlI3 là hợp chất cộng hóa trị

39 Tính chất của các halogenua ion

Hướng dẫn: Halogenua ion có những tính chất chủ yếu sau: nhiệt độ nóng chẩy và nhiệt

độ sôi cao; mức độ ion trong phân tử càng lớn thì nhiệt độ nóng chảy càng cao Dẫn điệnkhi nóng chảy và khi tan trong nước Đa số tan trong nước tạo ra các ion hidrat hóa Khicác halogenua đều là ion thì độ tan tăng từ florua đến Iotua (do năng lượng mạng lướigiảm khi bán kính ion halogenua tăng) Chẳng hạn halogenua của các kim loại kiềm,kiềm thổ và các chất Lantanoit (các florua của các Lantanoit thực tế không tan)

40 Xe tạo được nhiều hợp chất trong đó có XeF2; XeF4; và XeO3

1 Vẽ cấu trúc Lewis của mỗi phân tử

2 Mô tả dạng hình học của mỗi hợp chất bao gồm cả các góc liên kết

3 Trình bày và giải thích phân tử nào là phân tử phân cực hay không phân cực

4 Giải thích vì sao các hợp chất này rất hoạt động

Hướng dẫn:

25

F Xe F :

XeF2: thẳng; 180o XeF4: vuông phẳng; 90o XeO3: tháp tam giác; ~ 107o

XeF2 không phân cực Cả hai lưỡng cực liên kết Xe – F có cùng độ lớn; chúng bù trừ lẫnnhau vì phân tử là thẳng

XeF4 không phân cực: các lưỡng cực liên kết Xe – F có cùng độ lớn, chúng bù trừ lẫnnhau vì phân tử là vuông phẳng

XeO3 phân cực: các lưỡng cực liên kết Xe – O có cùng độ lớn và dạng hình học phẳngdẫn đến một lưỡng cực thực sự

Xe có điện tích hình thức dương trong mọi hợp chất trên Vì vậy chúng là những chất oxihóa rất hoạt động

41 Viết công thức Lewis, kiểu lai hóa các AO hóa trị của nguyên tử trung tâm, dự đoán

cấu trúc hình học các phân tử và ion sau: XeO2F4, ICl4 , PCl4

Công thức Lewis

XeO2F4 XeO2F4E0 Bát diện Bát diện

Xe O

O

F F

F F

ICl4+ ICl4+E1 Lưỡng tháp tam

giác

Bập bênh

I

Cl Cl Cl Cl +

42 Cho biết kiểu lai hóa các AO hóa trị của nguyên tử trung tâm, dự đoán cấu trúc hình

học các phân tử và ion sau: SOF4, TeCl4, BrF3, I3-, ICl4-?

Hướng dẫn:

Phân tử Lai hóa Hình học phân tử

SOF4 sp3d lưỡng tháp tam giác

43 Trích đ ề chọn đội dự tuyển olympic Quốc tế 2006

Trong số các cacbonyl halogenua COX2 người ta chỉ điều chế được 3 chất:cacbonyl florua COF2, cacbonyl clorua COCl2 và cacbonyl bromua COBr2

a) Vì sao không có hợp chất cacbonyl iođua COI2?

b) So sánh góc liên kết ở các phân tử cacbonyl halogenua đã biết

c) So sánh nhiệt tạo thành tiêu chuẩn H0

hth của COF2 (khí) và COCl2 (khí)

d) Sục khí COCl2 từ từ qua dung dịch NaOH ở nhiệt độ thường Viết phương trìnhphản ứng xảy ra (nếu có)

Hướng dẫn:

a) Ở phân tử COX2, sự tăng kích thước và giảm độ âm điện của X làm giảm độbền của liên kết C–X và làm tăng lực đẩy nội phân tử Vì lí do này mà phân tử COI2 rấtkhông bền vững và không tồn tại được

b) Phân tử COX2 phẳng, nguyên tử trung tâm C ở trạng thái lai hoá sp2

o o

103 o 15’

liên kết C–F bền hơn liên kết C–Cl 2E (C–F) – 2E (C–Cl) < 0

Vậy: Hhth (COF2)k – Hhth (COCl2)k < 0 Hhth (COF2)k < Hhth (COCl2)k

d) COCl2 + 4 NaOH Na2CO3 + 2 NaCl + 2 H2O

44 1) Cho biết sự biến đổi trạng thái lai hoá của nguyên tử Al trong phản ứng sau và

cấu tạo hình học của AlCl3, AlCl

4 AlCl3 + Cl

 AlCl

4

2) Biểu diễn sự hình thành liên kết phối trí trong các trường hợp sau:

a) Sản phẩm tương tác giữa NH3 và BF3

b) Sản phẩm tương tác giữa AgCl với dung dịch NH3

3) Giải thích sự khác nhau về góc liên kết trong từng cặp phân tử sau:

(a)

Cl Cl Cl Cl(b)

1) - Trước phản ứng trạng thái lai hoá của Al là: sp2

- Sau phản ứng trạng thái lai hoá của Al là: sp3

- Cấu tạo hình học

Cl Cl Cl Cl Cl Tam giác phẳng Tứ diện

a) Sự sai biệt góc hoá trị trong phân tử SCl2 và OCl2 là do sự khác biệt về độ âm điệncủa oxi và lưu huỳnh Độ âm điện của nguyên tử trung tâm càng nhỏ thì các cặpelectron liên kết bị đẩy nhiều về phía các nguyên tử liên kết, nên chúng chiếm vùngkhông gian nhỏ xung quanh nguyên tố trung gian Độ âm điện của oxi lớn hơn S nêngóc hoá trị Cl – O – Cl lớn hơn Cl – S – Cl.

b) Sự sai biệt góc hóa trị trong phân tử OF2 và OCl2 cũng do sự khác biệt về độ âmđiện của các nguyên tử liên kết Nguyên tử liên kết có ĐÂĐ càng lớn thì góc hóa trịcàng nhỏ Flor có độ âm điện lớn hơn Clor nên góc hóa trị F– O –F nhỏ hơn Cl–O–Cl

45 Trích Đề chọn HSGQG - 2003- Bảng B

a) Nhôm clorua khi hoà tan vào một số dung môi hoặc khi bay hơi ở nhiệt độ

không quá cao thì tồn tại ở dạng đime (Al2Cl6) Ở nhiệt độ cao (700OC) đime bị phân lithành monome (AlCl3) Viết công thức cấu tạo Lewis của phân tử đime và monome; Chobiết kiểu lai hoá của nguyên tử nhôm, kiểu liên kết trong mỗi phân tử ; Mô tả cấu trúchình học của các phân tử đó

b) Phân tử HF và phân tử H2O có momen lưỡng cực, phân tử khối gần bằng nhau(HF 1,91 Debye, H2O 1,84 Debye, MHF 20, MH2 O = 18); nhưng nhiệt độ nóng chảy củahiđroflorua là 83OC thấp hơn nhiều so với nhiệt độ nóng chảy của nước đá là 0OC, hãygiải thích vì sao?

Hướng dẫn:

a) Viết công thức cấu tạo Lewis của phân tử đime và monome.

Nhôm có 2 số phối trí đặc trưng là 4 và 6 Phù hợp với quy tắc bát tử, cấu tạo Lewis củaphân tử đime và monome:

Cl Cl Cl

Monome : Cl  Al  Cl : ; Đime Al Al

 Kiểu lai hoá của nguyên tử nhôm : Trong AlCl 3 là sp 2 vì Al có 3 cặp electron hoá trị;

Trong Al2Cl6 là sp3 vì Al có 4 cặp electron hoá trị

 Liên kết trong mỗi phân tử:

AlCl3 có 3 liên kết cộng hoá trị có cực giữa nguyên tử Al với 3 nguyên tử Cl

Al2Cl6: Mỗi nguyên tử Al tạo 3 liên kết cộng hoá trị với 3 nguyên tử Cl và 1 liênkết cho nhận với 1 nguyên tử Cl (Al: nguyên tử nhận; Cl nguyên tử cho)

Trong 6 nguyên tử Cl có 2 nguyên tử Cl có 2 liên kết, 1 liên kết cộng hoá trị thôngthường và 1liên kết cho nhận

29

Phân tử AlCl3: nguyên tử Al lai hoá kiểu sp2 (tam giác phẳng)

nên phân tử có cấu trúc tam giác phẳng, đều, nguyên tử Al ở

tâm còn 3 nguyên tử Cl ở 3 đỉnh của tam giác

Phân tử Al2Cl6: cấu trúc 2 tứ diện ghép với nhau Mỗi nguyên

tử Al là tâm của một tứ diện, mỗi nguyên tử Cl là đỉnh của tứ

diện Có 2 nguyên tử Cl là đỉnh chung của 2 tứ diện

 Al

O Cl

: Cl :

:

: Cl Cl

: : .

.

Cl :

b)

 Phân tử HF ; HOH

có thể tạo liên kết hiđro HF có thể tạo liên kết hiđro HO

 Nhiệt độ nóng chảy của các chất rắn với các mạng lưới phân tử (nút lưới là các phân tử)phụ thuộc vào các yếu tố:

- Khối lượng phân tử càng lớn thì nhiệt độ nóng chảy càng cao

- Lực hút giữa các phân tử càng mạnh thì nhiệt độ nóng chảy càng cao Lực hútgiữa các phân tử gồm: lực liên kết hiđro, lực liên kết van der Waals (lực định hướng,lựckhuếch tán)

 Nhận xét: HF và H2O có momen lưỡng cực xấp xỉ nhau, phân tử khối gần bằng nhau vàđều có liên kết hiđro khá bền, đáng lẽ hai chất rắn đó phải có nhiệt độ nóng chảy xấp xỉnhau, HF có nhiệt độ nóng chảy phải cao hơn của nước (vì HF momen lưỡng cực lớnhơn, phân tử khối lớn hơn, liên kết hiđro bền hơn)

Tuy nhiên, thực tế cho thấy Tnc(H2O) = OOC  Tnc(H2O) = 83OC

 Giải thích:

Mỗi phân tử HF chỉ tạo được 2 liên kết hiđro với 2 phân tử HF khác ở hai bênHFHFHF Trong HF rắn các phân tử HF liên kết với nhau nhờ liên kết hiđrotạo thành chuỗi một chiều, giữa các chuỗi đó liên kết với nhau bằng lực van der Waalsyếu Vì vậy, Khi đun nóng đến nhiệt độ không cao lắm thì lực van der Waals giữa cácchuỗi đã bị phá vỡ, đồng thời một phần liên kết hiđro cũng bị phá vỡ nên xảy ra hiệntượng nóng chảy

M = 20  = 1,91 Debye

M = 18  = 1,84 Debye

Phân tử AlCl3: nguyên tử Al lai hoá kiểu sp2 (tam giác phẳng)

nên phân tử có cấu trúc tam giác phẳng, đều, nguyên tử Al ở

tâm còn 3 nguyên tử Cl ở 3 đỉnh của tam giác

Phân tử Al2Cl6: cấu trúc 2 tứ diện ghép với nhau Mỗi nguyên

tử Al là tâm của một tứ diện, mỗi nguyên tử Cl là đỉnh của tứ

diện Có 2 nguyên tử Cl là đỉnh chung của 2 tứ diện

 Al

O Cl

Mỗi phân tử HOH có thể tạo được 4 liên kết hiđro với 4 phân tử H2O khác nằm ở

4 đỉnh của tứ diện Trong nước đá mỗi phân tử H2O liên kết với 4 phân tử H2O khác tạothành mạng lưới không gian 3 chiều Muốn làm nóng chảy nước đá cần phải phá vỡmạng lưới không gian 3 chiều với số lượng liên kết hiđro nhiều hơn so với ở HF rắn do

đó đòi hởi nhiệt độ cao hơn

46 a) Những nguyên tố nào hình thành các halogenua cộng hóa trị?

b) Đặc tính của loại hợp chất đó?

Hướng dẫn:

a) Những halgenua cộng hóa trị là những halogenua có mạng lưới phân tử Lực tương

tác giữa các phân tử trong tinh thể là lực Van der Waals

Các nguyên tố không kim loại, các kim loại ở mức oxi hóa cao tạo ra các halogenua cộnghóa trị

b) Các halogenua cộng hóa trị có một số đặc tính sau: nói chung đều dễ bay hơi; tan

trong dung môi không cực; không dẫn điện khi nóng chảy cũng như khi tan trong dungmôi không cực, dễ dàng bị thủy phân tạo ra axit halogen hidric Chẳng hạn:

BiCl3 + 3H2O → Bi(OH)3 + 3HCl

II.2.2 HỢP CHẤT CHỨA OXI CỦA HALOGEN

47 So sánh tính bền, tính oxi hóa của các oxit Cl2O, ClO2, Cl2O6, Cl2O7? Tại sao các oxit

đó không thể điều chế được bằng phương pháp tổng hợp?

Hướng dẫn: Theo dãy Cl2O, ClO2, Cl2O6, Cl2O7 tính bền tăng, tính oxi hóa giảm

Vì Cl, O có độ điện âm gần tương đương nên không thể điều chế bằng phương pháp tổnghợp trực tiếp từ Clo và Oxi mà phải điều chế bằng phương pháp gián tiếp

48 Cấu trúc phân tử của các oxit Cl2O, ClO2, Cl2O7a) Trong các oxit đó oxit nào có tính thuận từ? lí do?b) Bằng những phản ứng nào có thể chứng minh được rằng các oxit của Clo đều làcác Anhiđrit? Viết phương trình của các phản ứng?

Hướng dẫn:

31

H H O

H H

O O

a) Trong các oxit của Clo thì ClO2 có tính thuận từ vì trong phân tử có một electronchưa ghép đôi (xem Bài tập 3).

b) Bằng phản ứng cho tác dụng với nước tạo ra axit hoặc phản ứng với dung dịch

kiềm tạo ra muối để minh họa các oxit đó là các anhidrit

Cl2O là anhidrit của axit hipoclorơ

ClO2 là anhidrit hỗn tạp của axit hipoclorơ HClO2 và axit cloric HClO3

Cl2O6 là anhidrit hỗn tạp của axit cloric và axit pecloric HClO4

Cl2O7 là anhidrit của axit pecloric

I4O9 là muối Iotat của Iot hóa trị ba I(IO3)3

50 Viết các công thức các axit chứa Oxi của các halogen Tên gọi các axit và muối

tương ứng?

Hướng dẫn: Các halogen đã tạo ra các axit chứa oxi như sau:

Axit pehalogenic HClO4 HIO4;H3IO5; H5IO6;

H4I2O9trừ axit hipoflorơ, những axit khác của flo chưa điều chế được Các axit bromơ, axitpebromic, axit Iotơ chưa điều chế được.

Axit peIotic có khả năng tồn tại trong dung dịch dưới dạng các ion hidrat hóa khác nhau,chẳng hạn như ion H2IO5- (IO4-.H2O); H4IO6- (IO4-.2H2O), axit meta peIotic HIO4 làdạng đơn giản nhất của loại axit peIotic được điều chế từ axit para peIotic H5IO6, bằngcách khử H2O hoàn toàn ở 1000 trong chân không Axit mezo peIotic H3IO5 tồn tại trongdung dịch (cũng còn gọi là axit metaIotic, para Iotic)

51 Nêu cấu trúc hình học của các gốc axit ứng với các axit chứa oxi của clo

(Trường THPT chuyên Lâm Đồng-Olympic 30-4 lần thứ VI)

3 Cl: lai hóa sp3 Cl: lai hóa sp3 Cl: lai hóa sp3

Cấu trúc

hình học Đường thẳng

Hình góc(gấp khúc)

Hằng số điện li axit của HClO là 3,4.10-8; của HBrO là 2.10-9 và HIO là 2,0.10-11

thế tiêu chuẩn ứng với quá trình:

2HXO + 2H+ + 2e → X2 + 2H2O

giảm (với Clo, E0 = 1,63V; với Brom, E0=1,59V; với Iot E0=1,45V)

53 a) Nước Clo là gì? Nước Javen là gì? Clorua vôi là gì? Các chất đó được dùng làm

a) Nước Clo là dung dịch Clo hòa tan trong nước mà thành phần chủ yếu là axit

Clohidric HCl và axit hipoclorơ HClO; nước javen là dung dịch trong nước của NatriClorua và Natri hipoclorit; clorua vôi là chất bột màu trắng mà thành phần chủ yếu làCanxi clorua hipoclorit CaOCl2

b) Khi cho khí CO2 qua dung dịch nước javen hoặc dung dịch Canxi hipoclorit có cácphản ứng sau đây:

CO2 + H2O + NaClO → NaHCO3 + HClO

CO2 + H2O + Ca(OCl)2 → CaCO3 + 2HClO

54 a) Tại sao nước Clo, nước Javen, Clorua vôi có tác dụng tẩy màu?

b) Từ các chất ban đầu: CaCO3 , NaCl , bằng nhữngphản ứng nào điều chế đượcClorua vôi? Viết các phương trình phản ứng

Hướng dẫn

a) Do tác dụng của CO2 trong không khí , tạo thành HClO Axit hipoclorơ dễ dàng bịphân hủy tạo ra HCl và oxi do đó có khả năng tẩy màu

b) Từ Canxi cacbonat điều chế Canxi hidroxit, từ Natri clorua điều chế ra Clo, sau đó

điều chế Clorua vôi

55 Hai chất CaOCl2 và (CaOCl)2 điều chế bằng cách nào? Có thể từ những nguyên liệu

tự nhiên nào? Chúng giống và khác nhau ở chỗ nào? Gọi tên các chất đó?

Hướng dẫn: Cho khí Clo qua vôi tôi bột ướt hoặc qua huyền phù đặc Ca(OH)2 ở 300Cthu được Canxiclorua hipoclorit

Ca

56 a, Cho nhận xét về sự biến thiên tính axit trong dãy HClO – HBrO – HIO.

b, Cho một ít axit Clohidric vào nước javen loãng có hiện tượng gì xảy ra? Thay HClbằng H2SO4 loãng hay HBr có khác không?

Hướng dẫn:

a) HClO ⇌ H+ + ClO- K= 3,7.10-8

HBrO ⇌ H+ + BrO- K= 2.10-9

HIO ⇌ H+ + IO- K= 2.10-11

HIO ⇌ I+ + OH- K= 3.10-10

tính axit giảm, tính bazơ tăng

b) Khi thêm HCl vào nước Javen tạo ra môi trường axit Trong môi trường đó, ion

ClO- oxi hóa ion Cl- tạo ra khí Clo

-vì nồng độ H+ tăng nên cân bằng chuyển sang trái tạo ra khí Clo

HClO trong nước javen đã được oxi hóa bằng HBr sẽ oxi hóa ion Br- thành bromat BrO3-

57 So sánh tính axit, tính bền, tính oxi hóa của các axit halogenic Lấy ví dụ minh họa Hướng dẫn:

Theo dãy HClO3 - HBrO3 - HIO3 tính bền tăng, tính axit giảm, tính oxi hóa giảm.axit Cloric HClO3 và axit Bromic HBrO3 chỉ tồn tại trong dung dịch, nồng độ trên 50% bịphân hủy

3HClO3 → HClO4 + 2ClO2 + H2O

4HBrO3 → O2 + 4BrO2 + 2H2O

Axit Iotic HIO3 có thể tách ra dạng tinh thể không màu bền đến 2500 tạo ra I2O5

Cả 3 axit đều có tính oxi hóa mạnh, chẳng hạn trong môi trường axit chúng có khả nănggiảm hóa trị tạo ra các halogenua:

ClO3- + 6H+ + 6e ⇌ Cl- + 3H2O E0=+1,45V

BrO3- + 6H+ + 6e ⇌ Br- + 3H2O E0=+1,44V

IO3- + 6H+ + 6e ⇌ I- + 3H2O E0=1,09V

Từ đó ta thấy tính oxi hóa giảm từ HClO 3 đến HIO 3

58 So sánh tính bền, tính axit, tính oxi hóa của các oxi axit HClO , HClO2 , HClO3 ,HClO4 Giải thích về sự biến thiên các tính chất

Hướng dẫn: Theo dãy HClO, HClO2, HClO3, HClO4:

35

a) Tính bền tăng: HClO và HClO2 chỉ tồn tại trong dung dịch loãng; HClO3 tồn tạitrong dung dịch dưới 50%; HClO4 tách ra dưới dạng tinh khiết Độ bền tăng do độ dàicủa liên kết Cl - O giảm:

b) Tính oxi hóa giảm do độ bền tăng trong dãy ClO-, ClO2-, ClO3-, ClO4- nên tính oxihóa của axit và của muối giảm

c) Tính axit tăng: HClO là axit yếu (K=2,4.10-3); HClO2 là axit trung bình (K=1,1.10

-2); HClO3 là axit mạnh; HClO4 là axit mạnh nhất trong tất cả các axit Độ mạnh của cácaxit phụ thuộc và khả năng tách proton H+ khỏi phân tử, nghĩa là phụ thuộc vào độ bềncủa liên kết O - H Khi số nguyên tử Oxi (không nằm trong nhóm hidroxyl) tăng thì độbền trong nhóm OH giảm, do đó khả năng tách proton H+ tăng

59 Hãy cho biết sự biến thiên tính axit của dãy HXO4 (X là halogen) Giải thích?

Chưng cất hỗn hợp, HClO phân hủy theo sơ đồ:

2HClO → 2Cl2O ↑ + H2O

Cho Cl2O hòa tan trong nước thu được dung dịch HClO

61 Bằng cách nào có thể điều chế được HClO từ HCl?

Hướng dẫn:

Cho hỗn hợp gồm hidro clorua và không khí đun nóng ở 4500C có chất xúc tác Hỗn hợpkhí thu được gồm Clo và hidro clorua cho tan vào nước, tạo ra dung dịch gồm axitclohidric và axit hipoclorơ

Tách HClO ra khỏi hỗn hợp như bài 59

62 Từ Kaliclorua bằng phương pháp nào có thể điều chế được Kaliclorat?

Hướng dẫn:

Có thể điều chế bằng phương pháp điện phân dung dịch KCl ở khoảng 700C Trongqua trình điện phân, ở Catot tạo ra môi trường kiềm:

2H2O + 2e → H2 ↑ + 2OH-

ở anot tạo ra Clo: 2Cl- - 2e → Cl2 ↑

Nếu quá trình điện phân không có màng ngăn cách 2 điện cực thì dung dịch ở Catot vàAnot trộn lẫn với nhau sinh ra phản ứng:

Cách 1: Có thể điều chế bằng phương pháp nhiệt phân kali clorat thu được hỗn hợp

gồm KClO4 và KCl Sau đó tách 2 chất bằng phương pháp kết tinh phân đoạn (dựa vào

độ tan khác nhau)

Cách 2: Có thể điều chế bằng phương pháp điện phân dung dịch KClO3

Quá trình điện phân xảy ra theo phương trình:

KClO3 + H2O   H2(catot) + KClO4 (anot)

63 Tiến hành nhiệt phân KClO3 điều chế khí oxi từ theo hai phương pháp sau:

- Nhiệt phân KClO3

- Nhiệt phân hỗn hợp KClO3 + KMnO4

Hỏi phương pháp nào xảy ra dễ hơn? Tại sao?

64. Sẽ thu được sản phẩm nào khi cho KClO3 tác dụng với:

d) Kali pesulfat e) Axit oxalicf) Hỗn hợp gồm axit oxalic và H2SO4 loãng

37

điện phân

2KClO3 + H2SO4 + H2C2O4 → K2SO4 + 2ClO2 + 2CO2 + 2H2O

65 Làm thế nào tách được các chất ra khỏi hỗn hợp: KClO3 và NaClO3

Hướng dẫn:

Dựa vào độ tan khác nhau của các muối trong hỗn hợp

66. Độ tan của KClO3 và KClO4 trong nước có giá trị sau:

to KClO3 (%) KClO4(%) to KClO3(%) KClO4(%)0,0

10152020,5

2530

3,24,8-6,8 9,2

0,71,11,4-1,72,2-

405060708090100

12,716,520,624,528,432,336,0

5,1-10,9 18,2

-Vẽ đồ thị độ tan của hai chất trên theo nhiệt độ

67 a) Có thể điều chế axit peIotic từ muối BaH3IO6 được không ?

b) Tại sao H5IO6dễ dàng tạo ra muối axit ?

c) Tại sao trong tất cả các halogen thì chỉ có Iot là tạo ra axit đa chức?

Hướng dẫn: a) Khi thêm một lượng tương ứng H2SO4 có thể kết tủa hết Ba2+ có trongdung dịch nước của BaH3IO6 Axit Peiođic còn lại trong dung dịch

BaH3IO6 + H2SO4 → BaSO4 ↓ + H5IO6

b) Axit ParapeIotic H5IO6 là axit yếu so với axit HClO4 Các hằ số điện li các nấc liêntiếp đều rất bé (K1=3.10-2; K3=3.10-13) do đó Ion IO65- có rất ít trong dung dịch.Chính điều

đó giải thích nguyên nhân hình thành các muối axit

c) Phụ thuộc vào số phối trí của nguyên tử trung tâm Số nguyên tử oxi liên kết với

nguyên tử trung tâm của phân tử axit bằng số phối trí của nguyên tử đó Số phối trí cànglớn nếu bán kính của nguyên tử trung tâm càng lớn Số phối trí cực đại trong axit chứa Iot

là bằng 6

II.2.3 HỢP CHẤT GIỮA CÁC HALOGEN

68 Hãy trình bày vài nhận xét về các hợp chất giữa các halogen Tính chất cơ bản của

chúng?

Hướng dẫn: Trong những điều kiện khác nhau, các halogen tương tác với nhau tạo ra các

hợp chất giữa các halogen XYn , trong đó n là số phối trí (là những số lẻ 1,3,5,7), I là cáchalogen nhẹ có độ điện âm lớn hơn

Người ta đã biết được những hợp chất sau: