SÁNG KIẾN HOÀN CHỈNH 2018

Cấu tạo, tính chất vật lí Câu 1: 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 năn

PHẦN I: MỞ ĐẦU

I Lí do chọn đề tài

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 sinhgiỏi cấp tỉnh, cấp khu vực, cấp Quốc Gia, Quốc tế Trong đó hoá học về các nguyên tốphi kim là một trong các nội dung rất quan trọng Phần này thường có trong các đề thihọc sinh giỏi lớp 10, 11, 12 khu vực; Olympic 30/4; hay gắn với các kiến thức phầnkim loại trong các đề thi học sinh giỏi Tuy nhiên, trong thực tế giảng dạy ở các trườngphổ thông nội dung kiến thức lí thuyết chưa đủ để trang bị cho học sinh, chưa đáp ứngđược yêu cầu của các kì thi học sinh giỏi các cấp Tài liệu tham khảo về mặt lí thuyếtthường được sử dụng là các tài liệu ở bậc đại học, cao đẳng đã được biên soạn, xuấtbản từ lâu Khi áp dụng những tài liệu này cho học sinh phổ thông trở thành rất rộng.Giáo viên và học sinh thường không đủ thời gian nghiên cứu do đó khó xác định đượcnội dung chính cần tập trung là vấn đề gì

Để khắc phục điều này, tự thân mỗi giáo viên dạy đội tuyển thường phải tự vậnđộng, mất rất nhiều thời gian và công sức bằng cách cập nhật thông tin từ mạnginternet, trao đổi với đồng nghiệp, tự nghiên cứu tài liệu…Từ đó, giáo viên tự biênsoạn nội dung chương trình dạy và xây dựng hệ thống bài tập để phục vụ cho côngviệc giảng dạy của mình

Xuất phát từ thực tiễn đó, khi tham gia bồi dưỡng học sinh giỏi tôi rất mong cóđược một nguồn tài liệu có giá trị và phù hợp để giáo viên giảng dạy - bồi dưỡng họcsinh giỏi các cấp và cũng để cho học sinh có được tài liệu học tập, tham khảo Trongnăm học này tôi tập trung biên soạn bài tập về phi kim và trước hết là nhóm halogen

Và tôi đã chọn đề tài:

“Xây dựng hệ thống bài tập bồi dưỡng học sinh giỏi chương halogen”.

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 giảng dạy, ôn luyện, bồi dưỡnghọc sinh giỏi các cấp và làm tài liệu học tập cho học sinh giỏi về nhóm halogen Ngoài

ra còn là tài liệu tham khảo mở rộng và nâng cao cho giáo viên môn hóa học và họcsinh yêu thích môn hóa học nói chung

1

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 và đi sâu về nhóm halogen 2- Sưu tầm, lựa chọn trong tài liệu giáo khoa, trong các tài liệu tham khảo có nội dungliên quan; phân loại, xây dựng các bài tập lí thuyết và tính toán về các đơn chấthalogen và hợp chất của chúng

3- Xây dựng hệ thống bài tập liên quan đến kỹ năng thực hành, kỹ năng vận dụng lýthuyết vào thực tiễn của học sinh với phương châm “học đi đôi với hành”

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

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

V Phương pháp nghiên cứu

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

- Nghiên cứu các tài liệu về phương pháp dạy học hóa học, các tài liệu về bồi dưỡnghọc sinh 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 ràngcác dạng câu hỏi lí thuyết, các dạng bài tập vận dụng kỹ năng thực hành, các dạng bàitập về nhóm halogen để làm tài liệu phục vụ cho giáo viên trường giảng dạy, ôn luyện,bồi dưỡng học sinh giỏi các cấp về nhóm halogen Ngoài ra còn là tài liệu tham khảo

mở rộng và nâng cao cho giáo viên môn hóa học và học sinh yêu thích môn hóa họcnói chung

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

- Đặc biệt, đề tài có đề cập đến kỹ năng quan sát hình vẽ thí nghiệm và kỹ năng thaotác thực hành thí nghiệm nhằm rèn luyện cho học sinh về kỹ năng quan sát thí nghiệm,quan sát hình vẽ và kỹ năng thao tác thực hành thí nghiệm

B PHẦN GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

Chương I: Cơ sở lý luận của đề tài nghiên cứu

I Cơ sở lý thuyết

I.1 Đơn chất và hợp chất halogen

I.1.1 Cấu tạo đơn chất halogen

- Màu sắc: Đậm dần lên ( Flo có màu lục nhạt, Clo có màu vàng, Brom có màu nâu

đỏ, iot có màu đen tím)

- Tính tan : ít tan trong nước (do halogen có cấu tạo không phân cực) dễ tan trong các dung môi hữu cơ

- Nhiệt độ nóng chảy(t0

nc), nhiệt độ sôi (t0

s) tăng theo chiều tăng phân tử khối

I.1.3 Tính chất hóa học của Halogen

* Tính oxi hóa mạnh, giảm dần từ Flo đến Iot, được minh họa qua các phản ứng -Phản ứng với kim loại: Flo phản ứng được với tất cả các kim loại, Cl2, Br2 phản ứng với hầu hết kim loại trừ Au, Pt I2 phản ứng được với một số kim loại

- Phản ứng với phi kim: Halogen không phản ứng trực tiếp với O2, N2

- Phản ứng với hợp chất có tính khử: Oxit, axit, muối

Ví dụ: Br2 + SO2 + H2O → H2SO4 + 2HBr

I2 + 2S2O32- → S4O62- + 2I

3Cl2 + 6FeSO4 → 2Fe2(SO4)3 + 2FeCl3

Cl2 + 2HI → 2HCl + I2

* Cl2, Br2, I2 tự oxi hóa khử khi phản ứng với dung dịch kiềm

Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O

3Cl2 + 6NaOH → 5NaCl + NaClO3 + 3H2O

Vd: Cl2 + Na2CO3 → NaCl + NaClO + CO2

3

* Tính khử của Brom, Iot khi gặp các chất oxi hóa mạnh hơn.

Ví dụ: 5Cl2 + Br2 + 6H2O → 2HBrO3 + 10HCl

I2 + 8NaClO → 2NaIO4 + 8NaCl

I.1.4 Phương pháp điều chế các Halogen

- Điều chế F2 ( điện phân nóng chảy hỗn hợp KF và HF)

- Điều chế Cl2:

Trong công nghiệp: Điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn

Trong phòng thí nghiệm: Cl- + Chất oxi hóa mạnh trong môi trường axit

Chất khí, tan nhiều trong nước tạo ra dung dịch có môi trường axit

Nhiệt độ sôi: HF > HI> HBr> HCl Sự bất thường về nhiệt độ sôi do HF có liên kếthidro, có sự polime hóa dạng (HF)n

Tính khử HCl < HBr < HI

Ví dụ: HCl + H2SO4 đặc nóng phản ứng không xảy ra

2HBr +H2SO4 đặc nóng → Br2 + 2H2O + SO2

8HI + H2SO4 đặc nóng → 4I2 + H2S + 4H2O

- Tính chất của dung dịch axit halogenhidiric:

Trong dung dịch tính axit tăng theo chiều: HF< HCl< HBr< HI Nguyên nhân gây nên

sự thay đổi về tính axit là do từ Flo đến Iot bán kính nguyên tử tăng dần, năng lượng liên kết của HX giảm dần

HF là axit yếu và có khả năng ăn mòn thủy tinh

* Phương pháp điều chế HX

HF, HCl: Điều chế bằng phương pháp sunfat

HBr, HI: Không điều chế bằng phương pháp sunfat, thủy phân halogenua của photpho hoặc lưu huỳnh

Ví dụ: PBr5 + 4H2O → 5HBr + H3PO4

PI3 + 3H2O → 3HI + H3PO3

I.1.6.Tính chất của muối halogenua

- Tính tan: Hầu hết tan nhiều trong nước trừ AgCl, AgBr, AgI, PbI2

- Muối I- có đặc điểm: I- + I2 → I3

Tính khử: Muối Halogenua có tính khử trừ F

-I.1.7.Tính chất của hợp chất có oxi của Halogen

*Oxit của halogen:

1 Oxit của flo:

a) Điflo oxit (F 2 O):

- Khí không màu ở nhiệt độ thường,có mùi gần giống ozon, rất độc, độc hơn F2

- Oxit bền nhất trong các oxit của flo, chỉ phân hủy chậm ở 2500C tạo thành O2 và F2

- Là chất oxi hóa mạnh, tác dụng hầu hết với các nguyên tố tạo thành oxit và florua 6Na + F2O2 → 2NaF + 2Na2O, 2H2 + F2O → 2HF + H2O

- Tác dụng với hơi nước (không tác dụng với nước lạnh): F2O + H2O → 2HF + O2

- Điều chế: 2F2 + 2NaOH (2%) → 2NaF + F2O+ H2O

b) Điflo đioxit (F 2 O 2 ):

Phóng điện êm dịu

- Ở -950C là chất lỏng màu đỏ anh đào, ở -1600C là chất rắn màu ra cam

2 Oxit của clo:

a) Điclo oxit (Cl 2 O):

- Ở nhiệt độ thường có màu da cam

- Không bền: 2Cl2O→ 2Cl2 + O2 Nên tác dụng được với nhiều nguyên tố

- Kim loại kiềm, P, As sẽ bốc cháy tạo thành oxit và florua:

4Na + Cl2O → 2NaCl + Na2O, 7P + 10Cl2O → 10PCl5 + 2P2O5

- Với nước: Cl2O + H2O → 2HClO (vàng da cam)

- Với kiềm: Cl2O + 2NaOH → 2NaClO + H2O

- Điều chế: 2Cl2 + 2HgO → HgO.HgCl2 + Cl2O

5

b) Clo đioxit (ClO 2 ):

- Dùng tẩy trắng xelulozo và bột giấy

- Khí có màu vàng lục, có màu khó chịu

ánh sáng

- Kém bền nên có tính oxi hóa mạnh, nó được coi như là anhiđric hỗn hợp của axitclorơ và axit cloric

- Trong nước: 6ClO2 + 3H2O →HCl + 5HClO3, trong bóng tối thì dung dịch ClO2 bền

- Trong kiềm: 2ClO2 + 2KOH → KClO2 + KClO3 + H2O

- Điều chế: 2KClO3 + H2C2O4 + 2H2SO4 → 2KHSO4 + 2ClO2 + 2CO2 + 2H2O

2NaClO3 + SO2 + H2SO4 → 2ClO2 + 2NaHSO4

c) Điclo hexaoxit (Cl 2 O 6 ):

Cl2O6 → 2ClO2 + O2 , Cl2O6 + H2O → HClO3 + HClO4

Cl2O7 + H2O → 2HClO4

3 Oxit của iot: I2O4, I4O9, I2O5

3 Axit hipohalogenơ: HOX: Tính axit và tính oxi hóa:

3.1 Axit hipoflorơ: HOF

- Là chất lỏng và khí không màu, rất dễ bay hơi và không bền với nhiệt, không thểhiện tính axit Là chất oxi hóa mạnh

HOF + H2O → HF + H2O2

3.2 Axit hipoclrơ (HOCl), Axit hipobromơ (HBrO), Axit hipoiođơ (HIO)

HOX ↔ H+ + XO- (Cl,Br, ) ; HOI ↔ HO- + I+

- Trong môi trường kiềm: 3XO- → 2X- + XO3- Tốc độ phản ứng này phụ thuộc vào

nhanh ở nhiệt độ trên 750C, BrO- phân hủy chậm ở 00C thường nhưng phân hủy nhanh

ở nhiệt độ thường, IO- phân hủy ở tất cả các nhiệt độ

- Tính oxi hóa mạnh (HXO và XO-), quang trọng nhất là hipoclorit Trong dung dịchhipoclorit có thể oxi hóa các ion Fe2+, Mn2+, Ni2+, Co2+ thành hiđroxit có số oxi hóa caohơn; NH3 thành N2; H2O2 thành O2 và nước; brom thành bromat; iot thành iotđat: 5NaClO + 2NaOH + I2 → 5NaCl + 2NaIO3 + H2O

NaClO + H2O2 → NaCl + H2O + O2

* Clorua vôi: CaOCl2 (1CaCl2 + 1Ca(OCl)2)

- Dùng điều chế khí clo và khí oxi:

CaOCl2 + 2HCl → CaCl2 + Cl2 + H2O;

CaOCl2 → CaCl2 + O2 ( ánh sáng mặt trời hoặc đun nóng có kim loại Cu, Ni, Co)

- Điều chế: Ca(OH)2 + Cl2 → CaOCl2 + H2O

3,3 Điều chế HOX:

2X2 + 2HgO + H2O → HgO.HgX2 + 2HOX;

2Cl2 + CaCO3 + H2O → CaCl2 + 2HOCl

4 Axit halogenơ (HXO 2 ) điển hình là HClO2

- Axit trung bình (Ka = 10-2), không bền: 4HClO2 →2ClO2 + HClO3 + HCl + H2O

- Thể hiện tính oxi hóa khử:

HClO2 + 3HCl đặc → 2Cl2 + 2H2O; HClO2 + HClO → HCl + HClO3

- Điều chế: Ba(ClO2)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2HClO

- Muối clorit: ClO2- bền hơn axit clorơ

+ Dùng tẩy trắng vải và giấy

+ Điều chế: 2ClO2 + Na2O2 → O2 + 2NaClO2

+ Đun nóng: 3NaClO2 → NaCl + 2NaClO3

5 Axit halogenic:

- Axit cloric và axit bromic chỉ tồn tại trong dung dịch, khi nồng độ lớn hơn 50%chúng sẽ phân hủy:

3HClO3 → HClO4 + 2ClO2 + H2O; 4HBrO3 → 2Br2 + 5O2 + 2H2O

- Tính oxi hóa mạnh, giảm từ clo đến iot:

HClO3 + 3SO2 + 3H2O → HCl + 3H2SO4;HClO3(đặc) + I2 → HIO3 + Cl2;

2HClO3 +3 C → 2HCl + 3CO2

- Điều chế: cho halogenat tác dụng với axit sunfuric:

Ba(ClO3)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2HClO3; NaIO3 + H2SO4 → NaHSO4 + HIO3

+ Axit iođic còn được điều chế: 3I2 + 10HNO3 → 6HIO3 + 10NO + 2H2O;

I2 + 5Cl2 + 6H2O → 10HCl + 2HIO3

* Halogenat (ClO3- BrO3-, IO3-):

- Nhiệt phân: Quá trình nhiệt phân rất phức tạp:

+ Muối clorat kim loại kiềm tạo thành perclorat và clorua:

7

4KClO3 → 3KClO4 + KCl; 2KClO3 → KCl + 3O2 ( xúc tác MnO2)

+ Muối bromat kim loại kiềm chỉ tạo thành bromua, một số muối kim loại nặng tạonên oxit và bromua, một số muối kim loại nặng khác tạo oxit và brom

+ Muối iođat kim loại kiềm tạo peiođat và iođua, còn iođat khác phân hủy giốnbromua

VII Axit pehalogenic (HXO 4 ):

1 Axit pecloric: HClO 4

- Tính chất vật lí: là chất lòng không màu, rất linh động, bốc khói mạnh trong khôngkhí Tan trong nước và tạo hiđrat HClO4.nH2O ( n=1,2,3)

- Dạng khan: kém bền và có tính oxi hóa mạnh:

3HClO4 → Cl2O7 + HClO4.H2O ( 0-200C)

4HClO4 + 7C → 7CO2 + 2Cl2 + 2H2O

- Dạng dung dịch: hầu như không có tính oxi hóa, là axit mạnh

Điều chế: Cl2O7 + H2O → 2HClO4; 2KClO4 + H2SO4 đặc → K2SO4 + 2HClO4

2 Axit pebromic: HBrO 4

- Điều chế:

BrO3- + F2 + 2OH- → BrO4- + 2F- + H2O

HBrO3 + XeF2 + H2O → HBrO4 + Xe + 2HF

3 Axit peiođic: A.metapeiođic HIO4, A.mezopeiođic H3IO5 (HIO4.H2O),A.parapeiođic H5IO6 (HIO4.2H2O – là thành phần chủ yếu)

- Các peiođat thường gặp là: NaH4IO6, Na2H3IO6, Na3H2IO6 Ag5IO6

- Điều chế Na3H2IO6: NaIO3 + 3NaOH + Cl2 → Na3H2IO6 + 2NaCl

- Axit peiođic và muối peiođat có tính oxi hóa mạnh, thường được dùng đề phân tích

Mn2+

5H5IO6 + 2MnSO4 → 2HMnO4 + 5HIO3 + 2H2SO4 + 7H2O

- Điều chế: Ba5(IO6)2 + 5H2SO4 → 5BaSO4 + 2H5IO6

VII Hợp chất giữa các halogen:

1 Monohalogenua: XX’

- Có tính chất trung gian giữa X2 và X2’

- Dễ bị phân hủy thành X2 và X2’, riêng 3BrF→ BrF3 + Br2

- Hoạt động hóa học mạnh hơn halogen tạo nên nó, tác dụng với đa số các nguyên tốtạo nên halogenua hỗn tạp

- XX’ + H2O → HX + HOX’

- Điều chế: X2 + X2’ →2XX’ ( 2500C)

2 Trihalogenua: XX 3 ’

- ICl3 tồn tại dạng đime I2Cl6

- BrF3 có độ dẫn điệng riêng khá cao do: 2BrF3 ↔ BrF2+ + BrF4- BrF3 là dung môi ionhóa tốt đối với nhiều chất, những chất làm tăng nồng độ BrF2 là axit, những chất làmtăng nồng độ BrF4- là bazơ

- ClF3 hoạt động hơn hết, có tính oxi hóa giống F2, tác dụng hầu hết nguyên tố ở dạng

tự do trừ khí hiềm, nitơ và một vài kim loại tạo màng florua bảo vệ

- Kém hoạt động nhất là IF3

- BrF3 hay dùng trong tổng hợp hóa học:

4BrF3 + 3SiO2 → 3SiF4 + 2Br2 + 3O2

- Điều chế: X2 + 3X2’ → 2XX3’ (2800C)

II Vai trò của bài tập hóa học trong bồi dưỡng học sinh giỏi

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?

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 cứu

9

khoa 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 trìnhhóa học, kỹ năng tính toán theo công thức và phương trình hoá học, kỹ năng thực hànhnhư cân, 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 phảihiểu sâu mới hiểu được trọn vẹn) Một số bài tập có tình huống đặc biệt, ngoài cáchgiải thông thường còn có cách giải độc đáo nếu học sinh có tầm nhìn sắc sảo Thôngthường nên yêu cầu học sinh giải bằng nhiều cách, có thể tìm cách giải ngắn nhất, haynhất - đó là cách rèn luyện trí thông minh cho học sinh Khi giải bài toán bằng nhiềucách dưới góc độ khác nhau thì khả năng tư duy của học sinh tăng lên gấp nhiều lần sovới một học sinh giải nhiều bài toán bằng một cách và không phân tích đến nơi đếnchốn

- 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 làmbài tập thực nghiệm định lượng

- Bài tập hoá học phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh và hình thành phươngpháp học 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, trungthực, chính xác khoa học và sáng tạo, phong cách làm việc khoa học (có tổ chức, kếhoạch ), nâng cao hứng thú học tập bộ môn Điều này thể hiện rõ khi giải bài tập thựcnghiệm

Tác dụng cụ thể của bài tập hóa học góp phần không nhỏ trong việc nâng cao chấtlượng 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 lí thuyết về nhóm halogen

II.1 Đơn chất halogen

II.1.1 Cấu tạo, tính chất vật lí

Câu 1: 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:

Ta thấy rằng năng lượng liên kết và ái lực electron của Flo bé hơn Clo; năng lượnghidrat lớn 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-

11

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 đótrong dung dịch nước, Flo có tính oxi hóa mạnh hơn Clo.

*Nhận xét: Đối với bài này dùng để củng cố lại phần kiến thức về ái lực electron, năng lượng lien kết, năng lượng hiđrat hóa khi dạy xong phần lý thuyết khá trừu tượng này.

Câu 2: 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 mộtnguyên tố khác 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 cóthể xảy ra các quá trình kích thích electron như sau:

Lớp ngoài cùng của nguyên tử Flo không có obitan d, muốn tạo ra trạng thái hóa trịlớn hơn 1 ở Flo, phải kích thích electron từ obitan 2p sang lớp thứ 3, không có nguyên

tố nào có độ điện âm lớn hơn Flo để cung cấp năng lượng đủ thực hiện quá trình kíchthích trên, do đó với Flo không thể xuất hiện mức oxi hóa dương và chỉ có thể có hóatrị 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 lànhững hợp 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:

ClO2 + e → ClO2- ClO2 - e → ClO2+

chủ yếu là khuynh hướng thứ nhất (Ái lực Electron của ClO2 là 3,43 eV); ClO2 rấtkhông bền, dễ phân huỷ nổ, có tính oxi hóa mạnh

* Nhận xét: Câu hỏi này giúp học sinh hiểu rõ bản chất về phân lớp d, sự phân bố các electron trong nguyên tử, các electron ở các trạng thái kích thích và từ đó hiểu được bản chất về số oxihóa và các số oxihóa đặc trưng của các nguyên tố halogen Giáo viên dùng bài tập này để dạy khi mở đầu về đơn chất halogen

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

halogen như sau:

Trong phân tử Flo, liên kết chỉ được hình thành do một loạt các electron hóa trị, không

có khả năng hình thành liên kết π như trên vì không có các obitan d.

Liên kết π được hình thành đó là liên kết "cho nhận" tạo ra do cặp electron tự do của

một nguyên tử và obitan d còn bỏ trống của nguyên tử khác; có thể mô tả theo sơ đồsau:

13

3d 3p 3s

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

có khả năng tạo ra liên kết π 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

*Nhận xét: Câu hỏi này giúp học sinh hiểu rõ bản chất liên kết giữa các nguyên tử

trong phân tử halogen Đặc biệt là khả năng tạo liên kết π tạo ra bởi sự xen phủ của

các obitan d.

Câu 4( Trích đề thi HSG 10 Sở GDĐT Hà Tĩnh 2015)

Cho bảng giá trị một số đại lượng của các đơn chất halogen sau:

159242192150

1,421,992,282,67

Nhận xét và giải thích sự biến đổi: nhiệt độ sói, năng lượng liên kết và

độ dài liên kết cho trên

Hướng dẫn: Từ bảng ta nhận thấy các giá trị sau: nhiệt độ sói, độ dài liên kết tăng

dần từ F2 đến I2 Năng lượng liên kết từ F2 đến Cl2 tăng lên rồi sau đó giảm dần từ Cl2

đến I2

Giải thích: - Từ F2 đến I2 vì khối lượng phân tử tăng nên nhiệt độ sôi

tăng Độ dài liên kết tăng từ F2 đến I2 do bán kính nguyên tử tăng từ F đến I

Năng lượng liên kết của F2 bé hơn của Cl2 bởi vì trong phân tử Cl2 ngoài liên kết tạo bởi sự xen phủ của hai obitan p thì còn cñ sự xen phủ của obitan d và obitan p mà ở trong phân tử F2 khóng cñ xen phủ của obitan d

*Nhận xét:Câu hỏi này nhằm củng cố về độ phân cực của liên kết, bán kính nguyên

tử, và sự ảnh hưởng của các đại lượng này đến nhiệt độ sôi của các đơn chất

halogen.

Câu 5: 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:

I2 + I- → I3

-*Nhận xét:Câu hỏi này nhằm để củng cố về ảnh hưởng của độ phân cực đến tính

tan của các halogen Cung cấp cho học sinh hiểu được bản chất quá trình hòa tan các chất trong dung môi và khả năng đặc biệt của iốt.

II.1.2 Tính chất hóa học

Câu 1: Bằng phản ứng với hidro hãy chứng minh rằng tính oxi hóa của các halogen

giảm dần từ Flo đến Iot

Hướng dẫn: Dựa vào điều kiện phản ứng và nhiệt tạo thành của phản ứng khi cho H2

phản ứng với halogen để chứng minh

F2 + H2 → 2HF ∆Η= -288,6 KJ/mol

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

Cl2 + H2 → 2HCl ∆Η= -92,3 KJ/mol Nổ khi chiếu sáng hoặc đunnóng

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

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

*Nhận xét: Bài này dùng để củng cố về tính oxihóa của các đơn chất halogen Giúp học sinh hiểu được mức độ tính oxihóa dựa vào các loại phản ứng của các đơn chất halogen Hướng dẫn học sinh lấy thêm phản ứng giữa các halogen với nước, và với các muối hlogen khác.

15

Câu 2 :Trình bày các phản ứng khi cho các halogen tác dụng với nước.

b) Flo có khả năng oxi hóa nước giải phóng oxi, 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 năngđó

*Nhận xét: Bài này dùng để củng cố về tính oxihóa của các đơn chất halogen Giúp học sinh hiểu được mức độ tính oxihóa dựa vào các loại phản ứng của các đơn chất halogen và nhấn mạnh lại tính oxihóa mạnh của đơn chất Flo.

Câu 3: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

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 rabám chắc vào bề mặt chất rắn tương tác thì nó sẽ ngăn cản phản ứng tiếp diễn

*Nhận xét:Bài này một lần nữa khẳng định tính oxihóa mạnh của các đơn chất

halogen Đồng thời cung cấp cho học sinh về khả năng tương tác giữa Flo với một

số kim loại tạo lớp rắn ngăn cách khong cho phản ứng tiếp tục xẩy ra, do đó một số kim loại không bị Flo ăn mòn mặc dù Flo hoạt động mạnh.

Câu 4: Viết phương trình phản ứng khi cho dung dịch nước Clo tác dụng với dung

dịch NaOH, dung dịch KI, dung dịch Natri Thiosunfat

Hướng dẫn:

Clo tác dụng với KI tạo ra I2 cho dung dịch màu nâu, sau đó Clo dư tác dụng với I2

tạo ra IO3- làm cho dung dịch mất màu

Cl2 + 2KI → I2 + 2KCl

5Cl2 + I2 + 6H2O → 2HIO3 + 10HCl

Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O

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

*Nhận xét: Bài này dùng để củng cố tính chất hóa học của clo Khẳng định lại clo

có tính oxihóa mạnh, mạnh hơn Br2, I2.

Câu 5: a) Cho các Halogen Cl2 , Br2 , I2 tác dụng với nước, với dung dịch KOH có những phương trình phản ứng nào xảy ra

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 câu trên) Khi cho các Halogen tác dụngvới dung dịch kiềm, phản ứng tạo ra Hipohalogenit (XO-), nhưng trong môi trườngkiềm các Hipohalogenit bị phân hủy theo phản ứng:

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 phânhủy tăng Do đó, khi cho các Halogen tác dụng với dung dịch kiềm, phản ứng xảy ratheo các phương trình:

Cl2 + 2KOH KCl + KClO + H2O

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

3Br2 + 6KOH 5 KBr + 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, khiđun nóng cao hơn nữa KClO4 phân hủy thành KCl và O2

*Nhận xét: Bài này dùng để củng cố tính chất hóa học của clo, brom, iốt Khẳng định lại các halogen có tính oxihóa mạnh Đồng thời chỉ cho học sinh thấy các sản phẩm khác nhau trong các điều kiện phản ứng khác nhau.

Câu 6 : 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 tím 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

I2 + 2Na2S2O3 → Na2S2O6 + 2NaI

Na2S2O3 + 2HCl → 2NaCl + SO2 + S + H2O

t 0 thường

t 0 thường

70 0 C

*Nhận xét: Bài này dùng để cũng cố tính chất hóa học của clo, iốt Cũng cố cho học sinh kỹ năng quan sát và tiến hành thí nghiệm.

I.3 Phản ứng điều chế

Câu 1: (Trích đề thi HSG Sở GDĐT Hà Tĩnh 2016)

Từ muối ăn điều chế được dung dịch có tính tẩy màu, từ quặng florit điều chế được

chất có thể ăn mòn thủy tinh, từ I2 điều chế một chất pha vào muối ăn để tránh bệnhbướu cổ cho người dùng, từ O2 điều chế chất diệt trùng Em hãy viết phương trìnhphản ứng điều chế các chất như đã nói ở trên, biết mỗi chất chỉ được viết một phươngtrình phản ứng

Câu 2: 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, màphải điện 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 rabám chắc vào bề mặt chất rắn nên nó sẽ ngăn cản phản ứng tiếp diễn

điện phân

UV

19

*Nhận xét:Câu hỏi này giúp học sinh cũng cố kiến thức về phương pháp điều chế flo,học sinh sẽ hiểu và so sánh với các halogen khác, đồng thời cũng giúp học sinh nhớ lại flo không phá hủy kim loại Cu.

Câu 3: 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 phươngpháp làm tinh 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

để giảm 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

*Nhận xét: Câu hỏi này dùng để cũng cố kiến thức về điều chế clo trong phòng thí nghiệm, giúp học sinh có được kỹ năng thu khí clo và làm mất các tạp chất có trong sản phẩm, đồng thời giúp học sinh hiểu được vai trò của các chất trng sơ đồ điều chế.

Câu 4: 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 raBrO3- 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+

trong môi trường axit là 1,36V)

*Nhận xét:Câu hỏi này giúp học sinh cũng cố kiến thức về phương pháp điều chế clo, hiểu rõ bản chất tính oxihóa mạnh của Flo Ôn tập lại phần thế điện cực chuẩn, trước

khi dạy phần này giáo viên nên có một chuyên đề về E 0 và cung cấp cho học sinh về các giá trị E 0

II.2 Hợp chất của các halogen

II.2.1 Hợp chất với hiđro, halogenua

Câu 1: 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:

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, cònnhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi lại phụ thuộc vào năng lượng tương tác giữa cácphân tử

*Nhận xét: Bài này dùng để củng cố về độ dài, độ bền liên kết, nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy của các HX Và sự ảnh hưởng của các yếu tố đó đến nhiệt độ sôi.

Câu 2: 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

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

21

*Nhận xét: Bài tập này dùng để củng cố về tính axít của các HX, giúp học sinh hiểu hơn về bản chất liên kết ảnh hưởng đến khả năng phân li ra H +.

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 vớiphân tử HF tạo ra ion phức HF2-:

HF + H2O ⇌ H3O+ + F

-HF + F- ⇌ HF2

-Hoặc ở dạng tổng quát:

2HF + H2O ⇌ H3O+ + HF2

-Do một phần phân tử HF liên kết tạo ra HF2- nên hàm lượng tương đối của Ion H3O+

không lớn, vì vậy dung dịch axit Flohidric có tính axit yếu (K= 7.10-4)

Các axit HX khác không có khả năng đó vì không có quá trình trên, năng lượng liênkết nhỏ hơn, bán kính của X lớn hơn Chúng là các axit mạnh

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)

*Nhận xét: Bài này dùng để ôn tập về tính axít yếu của HF, khả năng đặc biệt của

HF so với các HX khác Giúp học sinh hiểu được bản chất về liên kết.

Câu 4: 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?c) Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các hidro halogenua thay đổi như thế nào?Giải thích nguyên nhân

Hướng dẫn:

a) SiO2 + 4HF → 2H2O+ SiF4

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.

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 đóảnh hưởng của tương tác cảm ứng đến nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi có thể bỏqua

Năng lượng tương tác định hướng giảm từ HF đến HI do độ phân cực của phân tửgiảm Năng lượng tương tác khuếch tán tăng lên trong dãy do sự tăng bán kính nguyên

tử của các 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

tử giảm 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

*Nhận xét: Bài tập này cung cấp cho học sinh phương pháp bảo quản HF trong phòng thí nghiệm, từ đó giúp học sinh hiểu được bản chất của vấn đề Đồng thời, giúp học sinh nắm được kiến thức về nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy cảu các HX.

Câu 5: 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 trongkhông khí? Hãy viết các phương trình phản ứng khi cho Oxi tác dụng với dung dịchaxit halogenhiđric

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)

b) Khi tác dụng với Oxi:

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

23

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

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 vàkhông màu, 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

* Nhận xét: Bài tập này ôn tập về nguyên nhân gây ra tính khử tăng dần từ HF đến

HI và độ bền của các HX trong không khí, mức độ tính khử của các HX.

Câu 6: 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

*Nhận xét: Bài tập này giúp học sinh hiểu khả năng tan trong nước của các HX, và nguyên nhân gây ra tính axit của các HX

Câu 7: 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?

NaCl + NaHSO4 → Na2SO4 + HCl↑

Phản ứng thứ nhất xảy ra ở mức độ đáng kể ngay ở nhiệt độ thường và khi đun nóngđến 2500C thì thực tế xảy ra hoàn toàn Phản ứng thứ hai xảy ra ở nhiệt độ cao hơnkhoảng 400-5000C

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 phầnlớn cân bằng sẽ chuyển dịch về phía tạo ra H2SO4 ít phân li hơn HCl Nhưng nếu dùngdung dịch NaCl đậm đặc và H2SO4đặc thì khi đun nóng, cân bằng có thể chuyển dịchsang 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

*Nhận xét: Qua bài tập này học sinh sẽ hiểu được cách điều chế HCl, và so sánh khả năng thể hiện tính khử của HCl với HI, HBr Từ đó hiểu được bản chất của phương pháp sunfat.

Câu 8 (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 li

Cho biết kiểu lai hoá của nguyên tử nhôm, kiểu liên kết trong mỗi phân tử ; Mô tả cấutrúc hình học của các phân tử đó

b) Phân tử HF và phân tử H2O có momen lưỡng cực, phân tử khối gần bằngnhau (HF 1,91 Debye, H2O 1,84 Debye, MHF 20, MH2O = 18); nhưng nhiệt độ nóngchảy của hiđroflorua là −83OC thấp hơn nhiều so với nhiệt độ nóng chảy của nước đá là

0OC, hãy giải 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

của phân tử đime và monome:

:

: Cl Cl

: : .

.

Cl :

Monome : Cl − Al − Cl : ; Đime Al Al

∗ Kiểu lai hoá của nguyên tử nhôm : Trong AlCl3 là sp2 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 liên kếtcho 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

∗ Nhiệt độ nóng chảy của các chất rắn với các mạng lưới phân tử (nút lưới là các phântử) 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 địnhhướng,lực khuếch tán)

∗ Nhận xét: HF và H2O có momen lưỡng cực xấp xỉ nhau, phân tử khối gần bằng nhau

và đều có liên kết hiđro khá bền, đáng lẽ hai chất rắn đó phải có nhiệt độ nóng chảyxấp xỉ nhau, HF có nhiệt độ nóng chảy phải cao hơn của nước (vì HF momen lưỡngcực lớn hơn, 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 bên

H−F×××H−F×××H−F Trong HF rắn các phân tử H−F liên kết với nhau nhờ liên kếthiđro tạo thành chuỗi một chiều, giữa các chuỗi đó liên kết với nhau bằng lực van derWaals yếu Vì vậy, Khi đun nóng đến nhiệt độ không cao lắm thì lực van der Waalsgiữa các chuỗi đã bị phá vỡ, đồng thời một phần liên kết hiđro cũng bị phá vỡ nên xảy

ra hiện tượng nóng chảy

Mỗi phân tử H−O−H có thể tạo được 4 liên kết hiđro với 4 phân tử H2O khácnằm ở 4 đỉnh của tứ diện Trong nước đá mỗi phân tử H2O liên kết với 4 phân tử H2O

khác tạo thành mạng lưới không gian 3 chiều Muốn làm nóng chảy nước đá cần phảiphá vỡ mạng 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

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

*Nhận xét:Bài tập đề cập đến phần kiến thức về liên kết tương đối bản chất và có tính chiều sâu, khi dùng bài này dạy giáo viên cần nhắc lại cho học sinh về các trạng thái lai hóa, cách phân bố electron vào obitan nguyên tử, khả năng tạo liên kết cho nhận Và lấy ví dụ một số trường hợp tương tự.

II.2.1 Hợp chất có chứa oxi của các halogen

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 cócác phản ứng sau đây:

CO2 + H2O + NaClO → NaHCO3 + HClO

CO2 + H2O + Ca(OCl)2 → CaCO3 + 2HclO

*Nhận xét:Bài tập này là phần kiến thức giáo khoa cơ bản, giáo viên nêu ra để học sinh biết về ứng dụng của nước Javen, Clorua vôi và cách bảo quản nước Javen trong đời sống.

Câu 2: a) Tại sao nước Clo, nước Javen, Clorua vôi có tác dụng tẩy màu?

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

27

c) 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

a) Do tác dụng của CO2 trong không khí , tạo thành HClO Axit hipoclorơ dễ dàng

bị phân 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

c) Cho khí Clo qua vôi tôi bột ướt hoặc qua huyền phù đặc Ca(OH)2 ở 300C thu đượcCanxiclorua hipoclorit

Câu 3: 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? ThayHCl bằng H2SO4 loãng hay HBr có khác không?

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

HClO + H+ + Cl- → Cl2 ↑ + H2O

So sánh thế điện cực giải thích được vấn đề trên:

HClO + H+ + 2e ⇌ Cl- + H2O E0=+1,5V

Khi axit hóa nước javen bằng H2SO4 loãng, trong dung dịch sẽ tồn tại cân bằng:

Cl2 + H2O ⇌ HClO + H+ + Cl

-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 bromatBrO3-

*Nhận xét: Đối với bài tập này, giáo viên dùng để củng cố lại về độ bền phân tử của các axít HXO, tính oxihóa mạnh của các HXO

Câu 4: a) Nêu nhận xét về tính bền, tính axit, tính oxi hóa của các axit

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)

b) 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%

bị phân hủy

3HClO3 → HClO4 + 2ClO2 + H2O

4HBrO3 → O2 + 4BrO2 + 2H2O

29

*Nhận xét: Đối với bài tập này, giáo viên dùng để củng cố lại về độ bền phân tử của các axít HXO, tính oxihóa mạnh của các HXO

Câu 5: 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:

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 Độmạnh của các axit phụ thuộc và khả năng tách proton H+ khỏi phân tử, nghĩa là phụthuộc vào độ bền của liên kết O - H Khi số nguyên tử Oxi (không nằm trong nhómhidroxyl) tăng thì độ bền trong nhóm OH giảm, do đó khả năng tách proton H+ tăng

*Nhận xét:Đối với bài tập này, giáo viên dùng để củng cố lại về độ bền phân tử của các axít HClOx , tính oxihóa mạnh của các HClOx

Câu 6: Hãy cho biết sự biến thiên tính axit của dãy HXO4 (X là halogen) Giải thích?

Câu 7: 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.Chínhđiều 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 trícàng lớn nếu bán kính của nguyên tử trung tâm càng lớn Số phối trí cực đại trong axitchứa Iot là bằng 6

Nhận xét: Bài tập này tương đối bản chất, giáo viên dùng để ôn tập lại phần liên kết Cung cấp thêm cho học sinh một số loại hợp chất ít gặp hơn của Clo.

II.2.1 Hợp chất giữa các halogen

Câu 1: a) Tại sao số nguyên tử Flo liên kết với các halogen khác tăng dần từ Clo

đến Iot?

b) Tại sao Iot không tạo ra hợp chất với Clo tương tự hợp chất IF7?

c) Tại sao chỉ số n trong hợp chất XYn (hợp chất giữa các halogen) là những số lẻ

Hướng dẫn:

a) Do năng lượng kích thích nguyên tử cần thiết để hình thành các electron không

cặp đôi giảm dần từ Clo đến Iot; đồng thời theo chiều từ Clo đến Iot bán kính nguyên

tử tăng nên số nguyên tử Flo có thể phân bố được nhiều hơn xung quang nguyên tử cókích thước lớn hơn

c) Vì mức oxi hóa đặc trưng của các halogen là số lẻ Chỉ số n chính là số electron

độc thân được tạo ra khi hình thành liên kết

* Nhận xét: Phần câu hỏi này ôn tập lại về cấu tạo nguyên tử và bản chất liên cộng hóa trị được hình thành giữa các halogen.

Câu 2: Xét các phân tử BF3, NF3 và IF3 Trả lời các câu hỏi sau :

a) Viết công thức chấm electron Lewis của các chất trên

31

b) Dựa vào thuyết lai hóa obitan nguyên tử hãy cho biết tr ạng th ái lai hóa của

nguyên tử trung tâm và dạng hình học của mỗi phân tử

c) Xác định xem phân tử nào là phân cực và không phân cực Giải thích kết quả đã

Không cực vì momen lưỡng

cực liên kết bị triệt tiêu

Có cực vì lưỡng cực liênkết không triệt tiêu

Có cực vì lưỡng cực liênkết không triệt tiêu

*Nhận xét :Bài tập này giáo viên dùng để ôn tập về lai hóa, công thức eletron, bản chất của liên kết, sự hình thành các phân tử

Câu 3: 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 các halogen nhẹ có độ điện âm lớn hơn

Người ta đã biết được những hợp chất sau:

IF5 + 6KOH → 5KF + KIO3 + 3H2O

XYn là những chất hoạt động mạnh hơn so với các halogen tạo ra chúng, vì rằng nănglượng liên kết X-Y bé hơn năng lượng liên kết X-X và Y-Y.

ở tướng hơi, chúng là hợp chất cộng hóa trị, nhưng ở tướng lỏng chúng tự Ion hóa, ví

III.3 Tổng hợp

II.2.1 Viết phương trình phản ứng:

Câu 1( Trích đề thi olympic khối 10- 2012)

Viết các phản ứng hóa học trong các trường hợp sau:

1) Ozon oxi hóa I- trong môi trường trung tính

2) Sục khí CO2 qua nước Javen

3) Cho nước clo vào dung dịch KI

4) H2O2 khử MnO4- trong môi trường axit

5) Sục khí flo qua dung dịch NaOH loãng lạnh

*Nhận xét: Bài tập này dùng ôn tập lại tính chất của các chất, bản chất phương trình phản ứng oxihóa khử.

Câu 2:

1 Viết các phương trình hóa học xảy ra khi sục khí clo vào các chất sau:

33

a) Dung dịch NaOH (nhiệt độ thường và đun nóng)

b) Dung dịch Na2CO3 (nhiệt độ thường và đun nóng)

c) Huyền phù HgO

d) Huyền phù HgO trong CCl4

e) Dung dịch NaCN

2 Halogenua axit là hợp chất khi phản ứng cho một axit và một axit halogen hidric.

A là một halogenua axit hỗn hợp, công thức SOxClXy (x, y là các số nguyên dương) A

tan trong dung dịch Ba(OH)2 xuất hiện kết tủa trắng Khi cho cùng một lượng A như

trên phản ứng với lượng dư dung dịch AgNO3 thì kết tủa thu được có khối lượng gấp1,419 lần khối lượng kết tủa với Ba(OH)2

a) Xác định công thức phân tử của A, biểu diễn cấu trúc A

b) Nêu phương pháp điều chế A.

Hướng dẫn:

1 (a) NaOH

Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O

3Cl2 + 6NaOH 5NaCl + NaClO3 + 3H2O

(b) Na2CO3

2Cl2 + Na2CO3 + H2O → 2NaCl + CO2 + 2HClO

Cl2 + 3Na2CO3 5NaCl + NaClO + 3CO2

(c) Huyền phù HgO: Cl2 + H2O + HgOhp → HgCl2 + HclO

Pư tổng: 2Cl2 + HgO HgCl2 + Cl2O

2 (a) SOxClXy tác dụng Ag+ tạo AgCl và yAgX

SOxClXy tác dụng Ba2+ tạo BaSO4 S có số OXH +6

H2SO4 + PBr5 → HOSO2Br + HBr + POBr3

HOSO2Br + PCl5 → SO2ClBr + HCl + POCl3

*Nhận xét: Bài tập này dùng ôn tập lại tính chất của các chất, bản chất phương trình phản ứng oxihóa khử Đồng thời cung cấp cho học sinh một số phản ứng đặc biệt.

Câu 3: (Trích Đề thi chọn HSG QG- 2001- Bảng A))

1) Phương pháp sunfat có thể điều chế được chất nào: HF , HCl , HBr , HI ? Nếu

có chất không điều chế được bằng phương pháp này, hãy giải thích tại sao?

Viết các phương trình phản ứng và ghi rõ điều kiện (nếu có) để minh hoạ

2) Trong dãy oxiaxit của clo, axit hipoclorơ là quan trọng nhất axit hipoclorơ cócác tính chất: a) Tính axit rất yếu, yếu hơn axit cacbonic; b) Có tính oxi hoá mãnh liệt;c) Rất dễ bị phân tích khi có ánh sáng mặt trời, khi đun nóng Hãy viết các phươngtrình phản ứng để minh hoạ các tính chất đó

3) Tìm cách loại sạch tạp chất khí có trong khí khác và viết các phương trình phảnứng xảy ra: a) CO có trong CO2 ; b) H2S có trong HCl ; c) HCl có trong H2S ; d) HCl có trong SO2 ; e) SO3 có trong SO2

Hướng dẫn:

1) Phương pháp sunfat là cho muối halogenua kim loại tác dụng với axit sunfuricđặc, nóng để điều chế hiđrohalogenua dựa vào tính dễ bay hơi của hiđrohalogenua Phương pháp này chỉ áp dụng để điều chế HF , HCl, không điều chế được HBr và HI

vì axit H2SO4 là chất oxi hoá mạnh còn HBr và HI trong dung dịch là những chất khửmạnh, do đó áp dụng phương pháp sunfat sẽ không thu được HBr và HI mà thu đượcBr2, I2

Các phương trình phản ứng:

CaF2 + H2SO4 đ, nóng → 2 HF + CaSO4

6 HI + H2SO4 đ, nóng → H2S + 4 H2O + 4 I2

35

2)Axit hipoclorơ :

- Tính axit rất yếu, yếu hơn axit cacbonic

Tính oxi hoá mãnh liệt, đưa chất phản ứng có số oxi hoá cao nhất

Câu 4: ( Trích đề thi HSG sở Hà Tĩnh 2013)

Phát hiện và sửa lỗi trong các phương trình sau ( nếu có)

a FeCl2 + H2SO4( đặc, dư) →FeSO4 + FeCl3 + SO2 + H2O

b HF + NaOH →NaF + H2O

c Cl2 + KI (dư) →KCl + I2

d.Cl2 (dư) + FeI2 →FeCl2 + I2

Hướng dẫn:

a 2FeCl2 + 4H2SO4(đ,dư) →Fe2(SO4)3 + 4 HCl + SO2 + 2H20

b HF là một axit yếu, có năng lượng phân ly lớn, có liên kết hidro do vậy

*Nhận xét: Bài tập này dùng ôn tập lại tính chất của các chất, bản chất phương trình phản ứng oxihóa khử, giúp học sinh tự chủ ôn tập và phát hiện lỗi sai của phương trình phản ứng.

Câu 5

1 Viết phương trình phản ứng xảy ra trong những trường hợp sau:

a) Ozon oxi hóa I- trong môi trường trung tính

b) Sục khí CO2 qua nước Javel

c) Cho nước Clo qua dung dịch KI

d) Sục khí Flo qua dung dịch NaOH loãng lạnh

e) Sục Clo đến dư vào dung dịch FeI2

2 Trong phòng thí nghiệm, ClO2 được điều chế nhanh chóng bằng cách cho hỗnhợp KClO3, H2C2O4 tác dụng với H2SO4 loãng, còn trong công nghiệp ClO2 được điềuchế bằng cách cho NaClO3 tác dụng với SO2 có mặt H2SO4 4M Hãy lập các phươngtrình hoá học giải thích sự tạo thành các chất trên Viết các phản ứng khi cho mỗi chất

Cl2 và ClO2 tác dụng với H2O, với dung dịch NaOH

3 Phim đen trắng chứa lớp phủ bạc bromua trên nền là xenlulozơ axetat Bạc

bromua bị phân hủy khi chiếu sáng Trong quá trình này thì lượng AgBr không đượcchiếu sáng sẽ bị rửa bằng cách cho tạo phức bởi dung dịch natri thiosunfat Ta có thểthu hồi bạc từ dung dịch nước thải bằng cách thêm ion xianua vào, tiếp theo là kẽm.Viết các phản ứng xảy ra

Nếu Clo dư : 5Cl2 + 6H2O + I2 → 2HIO3 + 10HCl

2F2 + 2NaOH(loãng, lạnh) → 2NaF + H2O + OF2

2FeI2 + 3Cl2 2FeCl3 + 2I2

5Cl2 + I2 + 6H2O → 2HIO3 +10HCl

2KClO3 + H2C2O4 + 2H2SO4 → 2ClO2 + 2KHSO4 + 2CO2 + 2H2O

2NaClO3 + SO2 + H2SO4 → 2ClO2 + 2NaHSO4

6ClO2 + 3H2O → HCl + 5HClO3

37

Cl2 + H2O → HCl + HClO

2ClO2 + 2NaOH → NaClO2 + NaClO3 + H2O

Cl2 + 2NaOH→ NaCl + NaClO + H2O

Phản ứng:

AgBr(r) + 2Na2S2O3 → Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr

*Nhận xét: Bài tập này dùng ôn tập lại tính chất của các chất, bản chất phương trình phản ứng oxihóa khử Đồng thời liên hệ thực tiễn phần làm phim ảnh.

Câu 6: Viết phương trình phản ứng xảy ra trong những trường hợp sau:

1. Sục khí CO2 qua nước Javel

4. Sục Clo đến dư vào dung dịch FeI2

Hướng dẫn:

1. CO2 + NaClO + H2O → NaHCO3 + HClO

2. Cl2 + 2KI →2KCl + I2 ; Nếu KI còn dư: KI + I2 →KI3

Nếu Clo dư : 5Cl2 + 6H2O + I2→ 2HIO3 + 10HCl

3. 2F2 + 2NaOH(loãng, lạnh) → 2NaF + H2O + OF2

4. 2FeI2 + 3Cl2 → 2FeCl3 + 2I2 ; 5Cl2 + I2 + 6H2O → 2HIO3 +10HCl

*Nhận xét: Bài tập này giúp học sinh trình bày được phản ứng dựa vào hiện tượng, ôn tập lại cho học sinh tính chất của các chất, bản chất của phương trình phản ứng oxihóa khử.

Câu 7: 1) Sẽ thu được sản phẩm nào khi cho KClO3 tác dụng với:

a) HCl b) H2SO4 đặc

c) H2SO4 loãng d) Kali pesulfat

e) Axit oxalic f) Hỗn hợp gồm axit oxalic và H2SO4 loãng

2) Để nhận biết ion sunfit trong 1 dung dịch người ta cho vào ống nghiệm một đến haigiọt dung dịch iot, 3 đến 4 giọt dung dịch cần nhận biết Sau đó cho thêm 2 đến 3 giọtdung dịch HCl và vài giọt dung dịch bari clorua thấy xuất hiện kết tủa thì chứng tỏdung dịch ban đầu có ion sunfit Viết phương trình phản ứng và cho biết tại sao trongthí nghiệm trên không tiến hành trong môi trường bazơ?

Hướng dẫn

1) KClO3 + 6 HCl → KCl + 3Cl2 + 3H2O

3KClO3 + 3H2SO4 → 3KHSO4 + HClO4 + 2ClO2 + H2O

II.2.2 Nhận biết Tách, tinh chế.

Câu 1: Có 5 lọ chưa riêng lẻ từng dung dịch của các chất H2SO4, HCl, NaCl, NaBr,NaClO Nêu phương pháp hoa học để phân biệt các dung dịch nói trên

Hướng dẫn:

Thực hiện trên từng lượng nhỏ mẫu chất dùng làm mẫu thử

- Đầu tiên dùng BaCO3 nhận ra hai axit:

BaCO3 + H2SO4 → BaSO4 + H2O + CO2

BaCO3 + 2HCl → BaCl2 + H2O +CO2

Các chất còn lại không phản ứng được với muối rắn

- Dùng dung dịch KI nhận ra được NaClO vì NaClO là muối có tính oxy hóa mạnh)

NaClO + H2O + 2KI → I2 + NaCl + 2KOH

I2 sinh ra làm xanh giấy tẩm hồ tinh bột

- Sau đó dùng dung dịch AgNO3 sẽ phân biệt được các muối Cl- và Br-:

*Nhận xét: Câu hỏi này giáo viên vận dụng trong quá trình ôn tập tổng hợp kiến thức

về halogen, kỹ năng nhận biết rất quan trọng Do đó giáo viên có thể vận dụng kết hợp nhiều phần lý thuyết khác.

39

Câu 2: Nhận biết các khí sau bằng phương pháp hóa học: Cl2, O2, HCl và SO2

Hướng dẫn:

Cho quỳ tím ẩm vào 4 mẫu khí

- Khí nào không có hiện tượng gì là O2;

- Khí làm quỳ tím ẩm bạc màu là Cl2;

- Khí làm quỳ tím hóa đỏ là HCl và SO2 Dẫn hai khí này lần lượt đi qua dung dịch

Br2 có màu vàng nâu nhạt, dung dịch brom bị mất màu là khí SO2 còn lại là HCl

*Nhận xét: Khi nhận biết bài về chất khí, giáo viên cần cho học sinh phân biệt được phương pháp nhận biết chất khí và chất rắn, từ đó rèn luyện thao tác cho học sinh.

Có thể nhắc cho học sinh về phương pháp làm khô khí.

Câu 3: (Trích đề thi HSG Sở GDĐT Hải Dương 2014)

Trình bày phương pháp hóa học và viết phương trình nếu có khi tách các chất trong trường hợp sau:

b Tinh chế NaCl có lẫn Na2HPO4 và Na2SO4 Cho

hỗn hợp vào dung dịch BaCl2 dư

Na2HPO4 + BaCl2 → 2 NaCl + BaHPO4 ↓

Na2SO4 + BaCl2 → 2NaCl + BaSO4 ↓

lọc bỏ kết tủa, dung dịch thu được cho vào bình chứa Na2CO3 dư BaCl2