Các dạng toán về nhóm halogen: Lý thuyết về nhóm halogen. Các dạng bài tập về đơn chất halogen, axit clohidric, muối halogenua, phương pháp bảo toàn khối lượng, phương pháp giới hạn giá trị... (bài tập có hướng dẫn giải chi tiết)
Trang 1NHÓM HALOGEN
1 Vị trí: Nhóm VIIA, gồm các nguyên tố:
Flo (F) M = 19; = 3,98Clo (Cl) M = 35,5; = 3,16Brom (Br) M = 80; = 2,96Iot (I) M = 127; = 2,66
Brom (Br2): lỏng màu đỏ nâu
Iot (I2): rắn màu đen tím
3 Tính chất hoá học các đơn chất: Tính oxi hoá: F2 > Cl2 > Br2 > I2
- tác dụng với kim loại muối halogenua
2Na + X2 2NaX2Fe + 3Cl2 2FeCl3
- tác dụng với hidro khí hidrohalogenua (HX) tan trong nước thành axit halogenhidric
Cl2 + H2 2HCl : hidroclorua , axit clohidric
Bài toán xác định halogen
1 Phương pháp:
- Gọi halogen cần tìm là X => công thức muối tương ứng
- Viết phương trình hóa học
- Đổi dữ kiện đề bài ra mol
- Tìm phân tử khối của muối, suy ra nguyên tử khối của halogen
2 Bài tập áp dụng
Câu 1: Cho 1,03 gam muối natri halogenua A tác dụng với dung dịch AgNO3 dư thìthu được một kết tủa, kết tủa này sau khi bị phân hủy hoàn toàn cho 1,08 gam bạc Xácđịnh tên muối A
Hướng dẫn:
Gọi công thức muối là NaX
Trang 2Công thức muối là NaBr
Câu 2: Chất A là muối canxi halogenua Cho dung dịch chứa 0,2g A tác dụng với
lượng dư dung dịch AgNO3 thì thu được 0,376g kết tủa bạc halogenua Tìm công thứccủa A
=>
0 , 376 108+X = 2
0,2
40+2 X
Giải ra được X = 80 => X là Br
Công thức muối là CaBr2
Câu 3: Cho dung dịch chứa 2,08 gam muối bari của một halogen (muối A) tác dụng
với dung dịch chứa AgNO3 vừa đủ thu được 2,87 gam kết tủa Xác định công thức củamuối A
2 ,87 108+X mol Nhận xét: nAgX = 2.nBaX2
=>
2 ,87 108+X = 2
2, 08 137+2 X
Giải ra được X = 35,5 => X là Cl
Công thức muối là BaCl2
Trang 3Câu 4: Hòa tan 4,25 g 1 muối halogen của kim loại kiềm vào dung dịch AgNO3 dư thuđược 14,35 g kết tủa Công thức của muối là gì?
4 , 25
14 , 35 108+X
14,35.R + 10,1X = 459
X =
459−14,35.R 10,1 <
459
10,1 = 45,45
Nếu X là F (19) => R =
459−10,1 X 14,35 = 18,6 => loại
Nếu X là Cl (35,5) => R =
459−10,1 X 14,35 = 7 => R là Li
Công thức muối là LiCl
Câu 5: Khi cho m (g) kim loại canxi tác dụng hoàn toàn với 17,92 lit khí X2 (đktc) thìthu được 88,8g muối halogenua
a Viết phương trình phản ứng dạng tổng quát.
b Nhận xét: nCaX2 = nX2 =>
88, 8 40+2 X = 0,8
Trang 4Câu 6: X, Y là hai halogen thuộc hai chu kì liên tiếp trong bảng tuần hoàn Hỗn hợp A
chứa 2 muối của X, Y với natri Để kết tủa hoàn toàn 2,2 gam hỗn hợp A cần dùng 150
ml dung dịch AgNO3 0,2M Xác định 2 nguyên tố X, Y
Câu 7: Cho 31,84 gam hỗn hợp NaX, NaY (X, Y là 2 halogen ở 2 chu kì liên tiếp) vào
dung dịch AgNO3 dư thu được 57,34 gam kết tủa Tìm công thức NaX, NaY và tínhkhối lượng mỗi muối
Hướng dẫn
TH1 : cả 2 muối halogenua đều tạo kết tủa
Gọi halogen trung bình là R => muối là NaR (MX < MR < MY)
PT : NaR + AgNO3 AgR + NaNO3
TH2 : chỉ có 1 muối halogenua tạo kết tủa => 2 muối là NaF và NaCl
PT : NaCl + AgNO3 AgCl + NaNO3
57,34 g
0,4 mol
Số mol NaCl = 0,4 mol
mNaCl = 23,37554 gam
Trang 5 mNaF = 8,46446 gam
Câu 8: Cho một lượng đơn chất halogen tác dụng hết với magie thu được 19g magie
halogenua Cũng lượng đơn chất halogen đó tác dụng hết với nhôm tạo ra 17,8g nhômhalogenua Xác định tên halogen trên
Câu 9: (ĐH-B-09) Cho dung dịch chứa 6,03 gam hỗn hợp gồm 2 muối NaX và NaY
(X, Y là 2 nguyên tố có trong tự nhiên, ở hai chu kỳ liên tiếp thuộc nhóm VIIA, sốhiệu nguyên tử ZX < ZY) vào dung dịch AgNO3 (dư) thu được 8,61 gam kết tủa Tínhphần trăm khối lượng NaX trong hỗn hợp ban đầu
Hướng dẫn
TH1 : cả 2 muối halogenua đều tạo kết tủa
Gọi halogen trung bình là R => muối là NaR (MX < MR < MY)
PT : NaR + AgNO3 AgR + NaNO3
6,03g 8,61 g
Số mol : 23+R6,03 = 108+R8,61
MR = 175,66
Halogen là I (127) và At => loại vì At không có trong tự nhiên
TH2 : chỉ có 1 muối halogenua tạo kết tủa => 2 muối là NaF và NaCl
PT : NaCl + AgNO3 AgCl + NaNO3
Trang 6Câu 10: X là nguyên tố thuộc nhóm halogen Oxit cao nhất chứa 38,79% X vế khối
lượng Tìm tên X
Hướng dẫn
X là nguyên tố halogen => công thức oxit cao nhất là X2O7
Trong oxit cao nhất: %X = 2 X+7.16 2 X 100% = 38,79%
b Nếu cho 0,25 mol đơn chất của R tác dụng với hidro (vừa đủ) thu được hợp chất
khí Hòa tan khí này vào nước thu được 200 g dung dịch axit Tính C% củadung dịch axit này
Trang 7Tính chất vật lí: Clo là chất khí màu vàng lục
Tính chất hóa học: Tính oxi hoá mạnh
- tác dụng với kim loại muối (kim loại lên hoá trị cao nhất)
- tác dụng với dung dịch bazơ (tính tự oxi hoá khử)
Cl2 + 2NaOH NaCl + NaClO + H2O
- tác dụng với chất khử khác: NH3, H2S, SO2,
Cl2 + H2S + 4H2O 8HCl + H2SO4
Điều chế:
Trong CN: điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn
Trong PTN: cho axit HX + chất oxi hoá mạnh
MnO2 + 4HCl MnCl2 + Cl2 + 2H2O2KMnO4 + 16HCl 2MnCl2 + 5Cl2 + 2KCl + 8H2O
K2Cr2O7 + 14HCl 2CrCl3 + 3Cl2 + 2KCl + 7H2O
Bài tập
Bài 1: Viết các phương trình phản ứng xảy ra (nếu có) khi lần lượt cho các chất sau tác
dụng với Cl2:
a) K, Na, Mg, Ba, Al, Fe, Cu, H2, H2O
b) KOH (ở t0 thường), KOH (ở 1000C), NaOH, Ca(OH)2, KBr, NaBr
Trang 82Ca(OH)2 + 2Cl2 CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O
Bài 3: Trong thí nghiệm ở hình bên người ta dẫn khí clo mới điều chế từ manganđioxit
rắn và dung dịch axit clohiđric đậm đặc vào ống hình trụ A có đặt một miếng giấymàu Nếu đóng khoá K thì miếng giấy màu không mất màu Nếu mở khoá K thì giấymất màu Giải thích hiện tượng
Bài toán tính theo phương trình hóa học
1 Phương pháp:
- Viết phương trình hóa học
- Đổi dữ kiện đề bài ra mol
- Tính số mol chất cần tìm dựa theo tỉ lệ trong phương trình phản ứng
- Tính theo yêu cầu đề bài
2 Bài tập áp dụng
Trang 9Bài 4: Đốt cháy nhôm trong khí clo, nếu thu được 13,35 gam nhôm clorua Tìm khối
lượng nhôm và thể tích khí clo cần dùng
2 0,1 mol = 0,15 mol => VCl2 = 0,15.22,4 = 3,36 lit
Bài 5: Xác định nồng độ mol của dung dịch KI biết rằng 200 ml dung dịch đó tác dụng
nCl2 = nI2 = 0,05 mol => nHCl = 4nCl2 = 4.0,05 = 0,2 mol
=> mHCl = 0,2.36,5 = 7,3 gam
Bài toán cho lượng 2 chất tham gia phản ứng
Trang 10a Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra.
b Xác định nồng độ mol của những chất có trong dung dịch sau phản ứng (thể
tích dung dịch thay đổi không đáng kể).
Hướng dẫn:
nMnO2 = 0,8 mol; nNaOH = 0,5.4 = 2 mol
phương trình phản ứng :
MnO2 + 4HCl MnCl2 + Cl2 + 2H2O
HCl là dư nCl2 = nMnO2 = 0,8 mol
Cl2 + 2NaOH NaCl + NaClO + H2O
nNaOH pư = 2nCl2 = 2.0,8 = 1,6 mol
=> nNaOH dư = 2 – 1,6 = 0,4 mol => CM =
0,40,5 = 0,8M
Trang 11Bài 9: Cho 15,8 gam KMnO4 tác dụng với 400 ml dung dịch HCl 2,5M.
nCl2 = 52.nKMnO4= 0,25 mol => VCl2 = 5,6 lit
b Cl2 + 2NaOH NaCl + NaClO + H2O
0,25 0,8 mol
Cl2 phản ứng hết, NaOH dư
nNaCl = nNaClO = 0,25 mol => CM = 1,25M
nNaOH dư = 0,8 – 2.0,25 = 0,3 mol => CM NaOH = 1,5M
Trang 12AXIT CLOHIDRIC Tính chất hóa học
+ Tính axit:
- Làm đổi màu quỳ tím đỏ
- tác dụng với kim loại trước H muối + H2
- tác dụng với oxit bazơ, bazơ muối + H2O
- tác dụng với muối muối mới + axit mới (đk: muối mới kết tủa hoặc axit mớiyếu hơn)
+ Tính khử:
- tác dụng chất oxi hoá mạnh: KMnO4, MnO2, K2Cr2O7
MnO2 + 4HCl MnCl2 + Cl2 + 2H2O2KMnO4 + 16HCl 2MnCl2 + 5Cl2 + 2KCl + 8H2O
NaHSO4 + HCl
Bài tập
Viết phương trình hóa học
Bài 1: Viết các phương trình phản ứng xảy ra (nếu có) khi lần lượt cho các chất sau tác
dụng với HCl:
a) K, Na, Rb, Mg, Ba, Al, Fe, Cu
b) K2O, Na2O, MgO, BaO, Al2O3, Fe2O3, FeO, CuO
c) K2CO3, Na2CO3, MgCO3, BaCO3, AgNO3
d) KOH, NaOH, Mg(OH)2, Ba(OH)2, Al(OH)3, Cu(OH)2
Trang 13Bài 2: Viết các phương trình phản ứng xảy ra (nếu có) khi lần lượt cho các cặp chất
sau tác dụng với nhau:
a) KCl + AgNO3 b) HCl + Fe(OH)2 c) HCl + FeO
Trang 14d) 2HCl + CaCO3 CaCl2 + CO2 + H2O
e) 2HCl + K2SO3 2KCl + SO2 + H2O
Bài toán tính theo phương trình hóa học
Phương pháp:
- Viết phương trình hóa học
- Đổi dữ kiện đề bài ra mol
- Tính số mol chất cần tìm dựa theo tỉ lệ trong phương trình phản ứng
- Tính theo yêu cầu đề bài
Bài 1: Cho 5,4g nhôm tác dụng với dung dịch HCl thì thể tích khí hiđro sinh ra ở đktc
nH2 =
3
2 nAl =
3
2 0,2 mol = 0,3 mol => VH2 = 0,3.22,4 = 6,72 lit
Bài 2: 200g dung dịch AgNO3 8,5% tác dụng vừa đủ 150ml dung dịch HCl Tìm nồng
độ mol của dung dịch HCl
nHCl = nAgNO3 = 0,1 mol => CMHCl = 0,67 M
Bài 3: Cho 50g dung dịch HCl tác dụng dung dịch NaHCO3 dư thu được 2,24 lit khí ởđktc Tìm nồng độ phần trăm của dung dịch HCl đã dùng?
Bài 4: Hoà tan hoàn toàn 6 gam CuO vào lượng vừa đủ 400ml dung dịch HCl
a Viết các phương trình phản ứng xảy ra?
b Tính nồng độ mol dd axit đã dùng?
Trang 15c Tính khối lượng muói tạo thành sau phản ứng?
Bài 5: Để hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm Zn và ZnO người ta phải dung vừa hết 600
ml dung dịch HCl 1M và thu được 0,2 mol khí H2
a Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra
b Xác định khối lượng của Zn và ZnO trong hỗn hợp ban đầu
a Viết phương trình phản ứng và xác định vai trò của từng chất trong phản ứng
b Tính thành phần % của từng kim loại trong hỗn hợp ban đầu
Bài 7: Trộn 50 ml dung dịch HCl 0,12M với 50 ml dung dịch NaOH 0,1M Tìm nồng
độ mol các chất trong dung dịch thu được
Trang 16=> quỳ tím chuyển màu xanh
Bài 9: Cho 500 ml dung dịch HCl 1,4 M phản ứng với 16 gam CuO thu được dung
dịch A Xác định khối lượng và nồng độ mol/lit mỗi chất trong dung dịch A
Hướng dẫn:
nHCl = 1,4.0,5 = 0,7 mol; nCuO =
16
80 = 0,2 molphương trình phản ứng :
dung dịch thu được có CuCl2 và HCl dư
nCuCl2 = nCuO = 0,2 mol => CM =
0,20,5 = 0,4M
nHCl dư = 0,7 – 0,4 = 0,3 mol => CM =
0,30,5 = 0,6M
Bài 10: Cho 2,24g sắt tác dụng với dung dịch HCl dư Khí sinh ra cho qua ống đựng
4,2g CuO được đun nóng Xác định khối lượng của chất rắn ở trong ống sau phản ứng
Hướng dẫn
Fe + 2HCl FeCl2 + H2
Trang 17 nCuO dư = 0,0525 – 0,04 = 0,0125 mol
Chất rắn sau phản ứng có Cu và CuO dư
mrắn = 64.0,04 + 80.0,0125 = 3,56 gam
Bài 11: Hoà tan hoàn toàn 8 gam Fe2O3 bằng dung dịch HCl 0,5M
a Tính khối lượng muối thu được?
b Tính thể tích dung dịch axit đã dùng?
c Tính nồng độ mol/l của chất trong dung dịch sau phản ứng (coi thể tích dung
dịch thay đổi không đáng kể).
Bài 12: Hoà tan hoàn toàn 53,36 gam Fe3O4 bằng dung dịch HCl 0,5M
a Tính khối lượng muối thu được?
b Tính thể tích dung dịch axit đã dùng?
c Tính nồng độ mol/l của các chất trong dung dịch sau phản ứng (coi thể tích
dung dịch thay đổi không đáng kể).
Bài 13: Cho V ml dung dịch HCl 1,4 M phản ứng với 16 gam CuO thu được dung
dịch A Xác định:
a) Thể tích dung dịch axit đã dùng?
b) Khối lượng và nồng độ mol/lit chất trong dung dịch A
Bài 14: Cho 14,4g hỗn hợp X gồm Cu và CuO tác dụng vừa đủ với 500ml dung dịch
HCl 0,4M Tính khối lượng của đồng trong hỗn hợp ban đầu
Bài 15: Hoà tan hoàn toàn 7,8 gam hỗn hợp Al và Al2O3 bằng dung dịch HCl 10%
(d=1,1 g/ml) sau phản ứng thu được 3,36 lit H2 (đktc)
a Tính thành phần % khối lượng các chất trong hỗn hợp?
b Tính nồng độ mol/l của các chất trong dung dịch sau phản ứng (coi thể tích
dung dịch thay đổi không đáng kể).
Trang 18BÀI TOÁN HỖN HỢP KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI HCl Phương pháp đặt ẩn, lập hệ phương trình
- Viết 2 phương trình xảy ra
- Đặt ẩn x, y là số mol từng chất trong hỗn hợp
- Thiết lập hệ phương trình
- Giải hệ phương trình để tìm x, y
Phương pháp bảo toàn khối lượng
Định luật bảo toàn khối lượng: Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng
tổng khối lượng các chất tạo thành sau phản ứng.
m chất tham gia phản ứng = m chất tạo thành
m muối = mcation + manion = mkim loại + manion
Bài 1: Cho 16g hỗn hợp X gồm Fe và Mg tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl thì
thu được 8,96 lit khí ở đktc Tính khối lượng của Fe và Mg trong hỗn hợp ban đầu
giải ra được: x = 0,2; y = 0,2
=> mFe = 56.0,2 = 11,2 gam; mMg = 0,2.24 = 4,8 gam
Bài 2: Hoà tan hoàn toàn 1,36 gam hỗn hợp CaO và CuO vào lượng vừa đủ 400ml
dung dịch HCl 0,1M
a viết các phương trình phản ứng xảy ra?
b Tính thành phần % khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp?
c Tính khối lượng các muối tạo thành sau phản ứng?
Hướng dẫn:
CaO + 2HCl CaCl2 + H2OCuO + 2HCl CuCl2 + H2O
có hệ: mhh = 56x + 80y = 1,36
nHCl = 2x + 2y = 0,04
Trang 19giải ra được: x = 0,01; y = 0,01
mCaO = 56.0,01 = 0,56 gam => %CaO = 41,2% => %CuO = 58,8%
mCaCl2 = 0,01.(40+71) = 1,11 gam
mCuCl2 = 0,01.(64+71) = 1,35 gam
Bài 3: Hòa tan 3 gam hỗn hợp ZnO và MgO trong 170ml dung dịch HCl 1M Sau
phản ứng, để trung hòa axit dư phải cần 80 ml dung dịch KOH 0,5M Tính % khốilượng mỗi oxit trong hỗn hợp ban đầu
Hướng dẫn:
nHCl = 0,17.1 = 0,17 mol; nKOH = 0,08.0,5 = 0,04 mol
ZnO + 2HCl ZnCl2 + H2O
x 2x xMgO + 2HCl MgCl2 + H2O
y 2y yKOH + 2HCl MgCl2 + H2O 0,04 2.0,04
a Tính % khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp ban đầu
b Tính nồng độ % các muối có trong dung dịch sau phản ứng
Hướng dẫn:
nCO2 = 0,12 mol
MgCO3 + 2HCl MgCl2 + CO2 + H2O
x 2x xCaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2 + H2O
y 2y y
có hệ: mhh = 84x + 100y = 10,4
nCO2 = x + y = 0,12
giải ra được: x = 0,1; y = 0,02
Trang 20 mMgCO3 = 84.0,1 = 8,4 gam => %MgCO3 = 80,77%
Phương pháp bảo toàn khối lượng
Định luật bảo toàn khối lượng: Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng
tổng khối lượng các chất tạo thành sau phản ứng.
m chất tham gia phản ứng = m chất tạo thành
m muối = mcation + manion = mkim loại + manion
Bài 1: Hoà tan hoàn toàn 20 gam hỗn hợp Fe và Mg trong dung dịch HCl dư thuđược 1 gam khí H2 Khi cô cạn dung dịch thu được bao nhiêu gam muối
mmuối = mFeCl2 + mMgCl2 = 0,25.(56+71) + 0,25.(24+71) = 55,5 gam
Cách 2: phương pháp bảo toàn khối lượng
Trang 21mmuối = mKL + mHCl – mH2 = 20 + 1.36,5 - 1 = 55,5 gam
Bài 2: Hòa tan hoàn toàn 2,175g hỗn hợp gồm 3 kim loại: Zn, Mg, Fe vào dung dịchHCl dư thấy thoát ra 1,344 lit khí H2 (đktc) Cô cạn dung dịch thu được sau phản ứngthì được m gam muối khan Giá trị của m là bao nhêu?
Trang 22Y, cô cạn dung dịch Z thu được m gam muối khan Tính m.
Bài 8: Cho 6,05 g hỗn hợp gồm Zn và Al tác dụng vừa đủ với m gam dung dịch HCl10% cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 13,15 g muối khan Tìm giá trị của m
Bài 9: Cho m gam hỗn hợp Na và K tác dụng hết với nước được dung dịch A và 1,12lit khí (đktc) Trung hòa dung dịch A bằng HCl 0,5M rồi cô cạn dung dịch thu được6,65 gam muối Tính thể dung dịch HCl đã dùng và giá trị của m
Trang 23BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH KIM LOẠI
Phương pháp: Muốn tìm chất chưa biết phải tìm được M (khối lượng mol) của chất
đó
- Gọi công thức chất cần tìm
- Viết phương trình phản ứng
- Đổi dữ kiện đề bài ra mol
- Tính số mol chất đã có khối lượng theo tỉ lệ trong phương trình
- Tìm M
Bài 1: Cho 4,8 gam 1 kim loại R thuộc nhóm IIA tác dụng hết với dung dịch HCl, thu
được 4,48 lít khí hiđro (đktc)
a Xác định tên kim loại R
b Tính khối lượng muối clorua khan thu được
Bài 2: Cho 7,8 gam kim loại nhóm IA tác dụng với HCl thì thấy có 2,24 lít khí thoát ra
(đktc) Xác định tên kim loại
Bài 3: Khi cho 1,2 gam một kim loại nhóm IIA tác dụng với dung dịch HCl tạo ra 1,12
lít khí hiđro (ở đktc) Xác định tên kim loại
Trang 24=> MR = 1,2/0,05 = 24 Vậy R là Mg
Bài 4: Cho 4,8g một kim loại A thuộc nhóm IIA vào 200g dung dịch HCl 20% thì thu
được 4,48 lít khí (đktc)
a Xác định tên kim loại A
b Tính nồng độ % các chất trong dung dịch thu được sau phản ứng
Bài 5: Cho 10,8g một kim loại R ở nhóm IIIA tác dụng hết 500 ml dung dịch HCl
thu được 13,44 lit khí (đktc)
a Xác định tên kim loại R
b Tìm nồng độ mol/l dung dịch HCl cần dùng
Bài 6: Cho 1,365 g một kim loại kiềm X tan hết trong dung dịch HCl thu được dung
dịch có khối lượng lớn hơn dung dịch HCl đã dùng là 1,33 g Tìm tên X
Bài 7: Để hoà tan hoàn toàn 8,1g một kim loại thuộc nhóm IIIA cần dùng 450 ml dung
dịch HCl 2,0M, thu được dung dịch A và V lit khí H2 (đktc)
a Xác định nguyên tử khối của kim loại trên, cho biết tên của kim loại đó.
b Tính giá trị V.
c Tính nồng độ mol của dung dịch A, xem như thể tích dung dịch thay đổi không
đáng kể
BÀI TOÁN CHỨNG MINH AXIT DƯ: PHƯƠNG PHÁP GIỚI HẠN GIÁ TRỊ
Bài 1: Cho 3,9 gam hỗn hợp X gồm Al và Mg tác dụng với 100ml dung dịch Y chứa
HCl 5M Hỏi axit đã hết hay còn dư?