Lý thuyết về nhóm Halogen hoá 10

Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn Chương 5: Nhóm Halogen - Nhóm VIIA gọi nhóm Halogen (phi kim điển hình) gồm nguyên tố: 9F ; 17Cl ; 35Br ; 53I ; 85At (nguyên tố phóng xạ) - Phân tử dạng X2 như: F2 khí (màu lục nhạt), Cl2 khí (màu vàng nhạt), Br2 lỏng (màu nâu đỏ), I2 tinh thể (màu tím) - I2: phân tử dể bị thăng hoa ( chuyển từ rắn sang khí ) - Cấu hình e cùng:……ns2np5 Dễ nhận thêm electron để đạt cấu hình khí X + 1e → XVd: Viết cấu hình e 9F : 17Cl : 35Br 53I : : - Tính chất hóa học đặc trưng: tính oxi hóa mạnh (dễ nhận e) : F > Cl > Br > I tính khử: I > Br > Cl > F - Ở trạng thái bản, có e độc thân Ở trạng thái kích thích; Cl, Br, I có 3, 5, e độc thân → Số oxh luôn F -1 ; số oxh Cl, Br, I -1, 0, +1, +3, +5, +7 - Tính tan muối bạc AgF AgCl↓ AgBr↓ AgI↓ Muối tan Trắng Vàng lục Vàng đậm Bài CLO Tính chất vật lý - Clo chất khí, màu vàng lục, mùi xốc, nặng không khí 2,5 lần - Khí clo tan vừa phải nước (ở 200C, lit nước hoà tan 2,5 lit clo) Dung dịch clo nước có màu vàng nhạt - Clo tan nhiều dung môi hữu cơ, hexan cacbon tetraclorua Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn - Khí clo độc, phá hoại niêm mạc đường hô hấp Cần phải cẩn thận tiếp xúc với khí clo 2.Tính chất hóa học: Tính oxi hóa tính khử a Tác dụng với kim loại: (đa số kim loại có nhiệt độ để khơi mào phản ứng) tạo muối clorua (có hóa trị cao nhất), phản ứng có ∆H < Na + Cl2 → Fe + Cl2 → Cu + Cl2 → b Tác dụng với phi kim (cần có nhiệt độ có ánh sáng) H2 + Cl2 → Cl2 + 2S S2Cl2 t Pthiếu + Cl2  o t Pdư + Cl2  o Chú ý: Cl2 không tác dụng trực tiếp với O2 c Tác dụng với dung dịch bazơ - Ở t0 thường Cl2 + 2NaOH(loãng)   Cl2 + 2KOH (loãng)   Cl2 + Ca(OH)2     H2O + CaOCl2 Cl2 + Ca(OH)2 - Ở t0 cao t Cl2 + NaOH (đặc)  Cl2 + KOH (đặc) d t  Tác dụng với muối   Cl2 + NaBr Cl2 +  FeCl2  Cl2 +  FeSO4  Cl2 + KI   Clorua vôi Gia sư Thành Được e www.daythem.edu.vn Tác dụng với nước - Khi tan vào nước, phần clo tác dụng chậm với nước theo phản ứng thuận nghịch Cl2 + H2O  HCl Axit clohidric + HClO Axit hipoclorô - Axit hipoclorơ ( clo có số oxi hoá +1, bền) có tính oxi hoá mạnh, nên nước clo có tính diệt khuẩn tẩy màu Ngoài ra, axit hipoclorơ có khả phá huỷ chất màu, clo ẩm có tính tẩy màu - Khi để lâu không khí khả tẩy màu bị 2Cl2 + H2O  2HCl + O2 f Tác dụng với số hợp chất có tính khử Cl2 + 2NaBr  Cl2 + NaI  Cl2 + HBr  Cl2 + HI  t NH3 + Cl2   FeCl2 + Cl2  H2S t + Cl2   Cl2 + H2S + H2O  Cl2 + SO2 + 2H2O  SO2 làm màu nước Clo, brom 5Cl2 + Br2 + 6H2O  2HBrO3 +10HCl Vậy: Cl2 tham gia phản ứng với vai trò vừa chất oxi hóa, vừa chất khử Điều chế: Nguyên tắc khử hợp chất Cl- tạo Cl0 a Trong phòng thí nghiệm: Cho HCl đậm đặc tác dụng với chất oxi hóa mạnh 2KMnO4 + 16HCl → MnO2 + 4HCl → KClO3 + 6HCl → KClO + 2HCl → CaOCl2 + 2HCl → b Trong công nghiệp: dùng phương pháp điện phân 2NaCl + 2H2O → H2+2NaOH+Cl2↑ Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn 2NaCl → 2Na + Cl2↑ Ngoài từ HCl O2 có xúc tác CuCl2 400°C 4HCl + O2→ 2Cl2 + 2H2O 2KCl + 2H2O dpddcmn   2KOH + Cl2 + H2 CaCl2 + 2H2O dpddcmn   2Ca(OH)2 + Cl2 + H2 2HCl t Cl2 + H2  o as 2AgCl  2Ag + Cl2 Bài AXIT CLOHIĐRIC (HCl) I Hóa Tính Dung dịch axit HCl có đầy đủ tính chất hóa học axit mạnh Làm quì tím hóa đỏ +  H + Cl HCl  Tác dụng với oxit bazo, bazo  + HCl  NaOH  Cu(OH)2 + 2HCl  CuO  + 2HCl  Fe2O3  + 6HCl  Fe3O4  + HCl  FeO  + HCl  Tác dụng với muối (sản phẩm phải có  hay chất khí ) CaCO3 +  HCl  AgNO3 +  HCl  NaClO +  HCl  FeS +  HCl  FeS2 +  HCl  Na2SO3 +  HCl  NaHCO3 +  HCl  NaHSO3 +  HCl  Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn Tác dụng với kim loại: đứng trước H K Na Ca Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au Fe + 2HCl    Al + 6HCl  Cu + HCl   Tác dụng với số chất oxi hóa mạnh: KMnO4 , MnO2 …… t 4HCl + MnO2   2KMnO4 + 16HCl   II Điều chế t cao 2NaCltt + H2SO4   Na2SO4 + 2HCl  t thaá p NaCltt + H2SO4   NaHSO4 + HCl  as H2 + Cl2   2HCl↑ ( hidro clorua ) III.MUỐI CLORUA Chứa ion âm clorua (Cl-) ion dương kim loại, như: NaCl, ZnCl2, CuCl2, AlCl3, NH4Cl… NaCl: dùng để ăn, sản xuất Cl2, NaOH, axit HCl KCl: phân Kali ZnCl2 tẩy gỉ hàn, chống mục gỗ BaCl2: chất độc CaCl2: chất chống ẩm AlCl3: chất xúc tác Bài 3: HỢP CHẤT CHỨA OXI CỦA CLO Trong hợp chất chứa oxi Clo, Clo có só oxh dương, điều chế gián tiếp Cl2O Clo (I) oxit Cl2O7 Clo (VII) oxit Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn HClO Axit hipoclorơ NaClO Natri hipoclorit HClO2 Axit clorơ NaClO2 Natri clorit HClO3 Axit cloric KClO3 Kiali clorat HClO4 Axit pecloric KClO4 Kali peclorat Tất hợp chất chứa oxi clo chất oxi hóa mạnh Chiều tăng tính bền tính axit HClO HClO2 HClO3 HClO4 Chiều tăng tính oxi hóa Nước JAVEN - hỗn hợp NaCl, NaClO , H2O  Cl2 + NaOHloãng   hay Cl2 + KOHloãng  - Nước javen điều chế phương pháp điện phân dd ngăn xốp 2NaCl + 2H2O dpdd    Cl2 + NaOH  - Nước javen có tính sát trùng, tẩy trắng as NaClO  NaCl + O  Na2CO3 + HClO NaClO + CO2 + H2O  KALI CLORAT - chất rắn màu trắng, dùng để điều chế oxi ptn MnO t KClO3  t KClO3   0 100 Cl2 + KOHđặc   - hh KClO3, lưu huỳnh, bột than tạo hh nổ mạnh, làm thuốc cháy đầu que diêm 6P + 5KClO3  3P2O5 + 5KCl CLORUA VÔI - chất oxi hóa mạnh Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn Cl2 + Ca(OH)2    Cl2 + Ca(OH)2  Axit hipoclorơ: HClO - Là axit yếu, yếu axit cacnonic Nhưng có tính oxi hóa mạnh  NaHCO3 + HClO CO2 + H2O + NaClO   HCl + O HClO  4HClO + PbS   4HCl + PbSO4 5.Axit clorơ: HClO2 - Là axit yếu mạnh hipoclorơ có tính oxi hóa mạnh điều chế theo phương trình: Ba(ClO2)2 + H2SO4 BaSO4 + 2HClO2 6.Axit Cloric: HClO3 - Là axit mạnh tương tự axit HCl, HNO3 có tính oxi hóa - Muối clorat có tính oxy hóa, không bị thủy phân 7.Axit pecloric: HClO4 - Axit pecloric axit mạnh tất axit Nó có tính oxi hóa, dễ bị nhiệt phân 2HClO4 → H2O + Cl2O7 Bài 4: FLO, BROM, IOT Tính axit: HF < HCl < HBr < HI I FLO (F) - chất khí màu vàng lục nhạt, chất oxi hóa mạnh, tham gia phản ứng với hầu hết đơn chất hợp chất florua với số oxi hóa -1 (kể vàng) Tính chất hóa học: a Tác dụng với kim loại: tất 2Au  2AuF3 + 3F2   Ca + F2   2Ag + F2  b Tác dụng với H2 : - Xảy bóng tối:  2HF H2 + F2  - Khí HF tan vào nước tạo dd axit HF dd HF axit yếu, nhận biết SiO2 (ăn mòn thủy tinh) t 4HF + SiO2   2H2O + SiF4 Gia sư Thành Được c www.daythem.edu.vn Tác dụng với nước - khí flo qua nước bốc cháy, giải phóng O2 2F2 + 2H2O   4HF + O2  Phản ứng chứng minh tính oxh mạnh flo, mạnh hon clo, brom, iot d Tác dụng với phi kim - Flo tác dụng hầu hết phi kim trừ O, N 3F2 + S  SF6 5F2 + I2  2IF5 2F2 + SiO2  SiF4 + O2  Chú ý 2F2 + 2NaOH  2NaF + H2O + OF2 OF2 + H2O  2HF + O2 OF2 chất khí không màu, mùi đặc biệt, độc, có tính oxh mạnh Điều chế HF t CaF2(tt) + H2SO4(ññ)   CaSO4 + 2HF  II BROM - Là chất lỏng màu nâu, tan nước Hóa tính Na + Br2 Fe + 3Br2 t   t   FeBr3 t Al + Br2   t H2 + Br2   2HBr  H2O + Br2  HBr + HBrO Br2 + NaOH  NaBr + NaBrO + H2O Br2 + SO2 + H2O H2SO4 + HBr H2S + Br2  HBr Br2 + KI  Br2 + 2HI  Điều chế Cl2 + HBr  Cl2 + NaBr  + S Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn  HBr + H2SO4 SO2 + Br2 + 2H2O KBr + H2SO4  KMnO4 + HBr  KClO3 + HBr  MnO2 + 4HBr  4HBr + O2  2H2O + 2Br2 as 2AgBr  2Ag + Br2 III IOT - Là chất rắn màu tím, tan nước, tan nhiều dung môi hữu a Hóa tính Na + Al t   I2 t + 3I2   Fe + t   I2 4AlI3 + O2 H2 I2 I2 +  2Al2O3 + 6I2 cao   2HI  I2 t  NaI + 2NaOH + NaIO + H2O + SO2 + 2H2O  H2SO4 + 2HI H2S + I2  2HI + S 2Na2S2O3 + I2  2NaI + AgNO3  AgI + INO3 + I2 Na2S4O6 I2 + dd hồ tinh bột  dd xanh lam b Điều chế 2HI + H2SO4  SO2 + I2 KBrO3 + 6HI  3I2 2FeCl3 + 2HI  2FeCl2 + 2HCl 2CuSO4 + 4HI  2CuI + KI + 2H2O + 3H2O + I2 + 2H2SO4 + I2 Cl2 + 2NaI  2NaCl + I2 Cl2 + 2HI  2HCl 2NaI + 2H2SO4  + I2 Na2SO4 + SO2 + I2 + 2H2O Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn IV NHẬN BIẾT GỐC HALOGENUA: Dùng Ag+(AgNO3) để nhận biết gốc halogenua AgNO3+ HCl   AgCl  + HNO3 AgNO3+ NaCl   AgCl  + NaNO3 (trằng)  AgBr  + HNO3 AgNO3+ HBr   AgBr  + NaNO3 AgNO3+ NaBr  Vàng nhạt  AgI  + HNO3 AgNO3+ HI   AgI  + NaNO3 AgNO3+ NaI  (vàng đậm) I2 + dd hồ tinh bột  dd xanh lam ... Cl2 + H2O  HCl Axit clohidric + HClO Axit hipoclorô - Axit hipoclorơ ( clo có số oxi hoá +1, bền) có tính oxi hoá mạnh, nên nước clo có tính diệt khuẩn tẩy màu Ngoài ra, axit hipoclorơ có khả phá... Na2SO4 + SO2 + I2 + 2H2O Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn IV NHẬN BIẾT GỐC HALOGENUA: Dùng Ag+(AgNO3) để nhận biết gốc halogenua AgNO3+ HCl   AgCl  + HNO3 AgNO3+ NaCl   AgCl  + NaNO3 (trằng)... H2O  KALI CLORAT - chất rắn màu trắng, dùng để điều chế oxi ptn MnO t KClO3  t KClO3   0 100 Cl2 + KOHđặc   - hh KClO3, lưu huỳnh, bột than tạo hh nổ mạnh, làm thuốc cháy đầu que diêm