Bài tập Buổi 42 halogen

Soạn Giảng Sĩ số 20/1/2019 HALOGEN A LÍ THUYẾT I ĐƠN CHẤT HALOGEN Vị trí nhóm Halogen bảng tuần hồn Nhóm halogen: nhóm VIIA Nhóm halogen: gồm Flo (F), Clo (Cl), Brom (Br) Iot (I) Tính chất vật lý - Trạng thái màu sắc: Flo( khí, lục nhạt), Clo(Khí, vàng lục), Brom(lỏng, đỏ nâu), Iot( rắn, đen, tím, dễ thăng hoa) - Từ Flo đến Iot nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi tăng dần - Flo không tan nước, Halogen khác tăng tương đối nước tăng nhiều số dung môi hữu Khái quát tính chất hóa học Halogen Do lớp e ngồi có e nên halogen phi kim điển hình, dễ nhận thêm 1e để thể tính oxi hóa mạnh Tính oxi hóa halogen giảm dần từ F2 đến I2 Trong hợp chất, F có mức oxi hóa -1, halogen khác ngồi mức oxi hóa -1 có mức +1, +3, +5, +7 Các phản ứng minh họa tính chất hóa học đơn chất halogen a, Tác dụng với kim loại 2M + nX2 → 2MX Flo Tác dụng với tất kim loại � 2AuF3 2Au + 3F2 �� � Ca + F2 �� � 2Ag + F2 �� b, Phản ứng với hiddro tạo thành hidro halogenua H2+ X2 → 2HX � 2HF - Flo xảy bóng tối: H2 + F2 �� (Khí HF tan vào nước tạo dd axit HF dd HF axit yếu, nhận biết t SiO2 (ăn mòn thủy tinh) 4HF + SiO2 ��� 2H2O + SiF4) c, Tác dụng với nước khí flo qua nước bốc cháy, giải phóng O2 � 4HF + O2 2F2 + 2H2O ��  Phản ứng chứng minh tính oxh mạnh flo, mạnh hon clo, brom, iot Cl2 + H2O  HCl + HClO (2Cl2 + H2O  2HCl + O2) d, Phản ứng với dung dịch kiềm - Ở t0 thường � NaCl + NaClO + H2O Cl2 + 2NaOH(loãng) �� � KCl + KClO + H2O Cl2 + 2KOH (loãng) �� � CaClO + Ca(ClO)2 + 2H2O 2Cl2 + 2Ca(OH)2 dd �� �� � H2O + CaOCl2 Cl2 + Ca(OH)2 Khan (Clorua vôi) - Ở t cao 3Cl2 + 6NaOH (đặc) 5NaCl + NaClO3 + 3H2O Cl2 + KOH (đặc) e, Tác dụng với dung dịch muối halogenua halogen có tính oxi hóa yếu X2+ 2NaX’ → 2NaX + X’2 (trong X’ halogen có tính oxihóa yếu tính oxi hóa halogen X) � Cl2 + NaBr �� � Cl2 + FeCl2 �� � Cl2 + FeSO4 �� �� � + KI Cl2 Br2 + KI  Điều chế: Nguyên tắc khử hợp chất Cl- tạo Cl0 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 → Trong công nghiệp: dùng phương pháp điện phân 2NaCl + 2H2O H2+2NaOH+Cl2↑ 2NaCl 2Na + Cl2↑ Ngồi từ HCl O2 có xúc tác CuCl2 400°C 4HCl + O22Cl2 + 2H2O 2KCl + 2H2O 2KOH + Cl2 + H2 CaCl2 + 2H2O 2Ca(OH)2 + Cl2 + H2 2HCl Cl2 + H2 2AgCl 2Ag + Cl2 6.Nhận biết gốc halogenua: Dùng Ag+(AgNO3) để nhận biết gốc halogenua � AgCl  + HNO3 AgNO3+ HCl �� � AgCl  + NaNO3 AgNO3+ NaCl �� (trằng) � AgBr  + HNO3 AgNO3+ HBr �� � AgBr  + NaNO3 AgNO3+ NaBr �� Vàng nhạt �� � AgNO3+ HI AgI  + HNO3 AgNO3+ NaI  + NaNO3 (vàng đậm) �� � AgI II HỢP CHẤT CỦA HALOGEN Hiđro halogenua ( HX ) - Tất chất khí, tan nhiều nước, điện li hồn toàn (trừ HF) tạo thành dung dịch axit mạnh - Thứ tự tính axit tính khử tăng dần: HF < HCl < HBr < HI - Tính axit mạnh HCl, HBr HI: + Làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ + Tác dụng với k.loại đứng trước H → muối k.loại có hóa trị thấp + H2 Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 + Tác dụng với oxit k.loại → muối (trong k.loại giữ nguyên hóa trị) + H2O Fe3O4 + 8HCl → 4H2O + FeCl2 + 2FeCl3 (HI + muối sắt (III) → muối sắt (II) + I2: 2HI + 2FeCl3 → 2FeCl2 + I2 + 2HCl) + Tác dụng với bazơ → muối (trong kim loại giữ nguyên hóa trị) + H2O Fe(OH)2 + 2HCl → FeCl2 + 2H2O + Tác dụng với muối → muối + axit Na2CO3 + 2HBr → 2NaBr + H2O + CO2 - Tính khử thể tác dụng với chất oxi hóa mạnh (xem phần điều chế Clo) - HF có tính chất riêng ăn mòn thủy tinh: 4HF + SiO2 → SiF4 + 2H2O - Điều chế: + Phương pháp sunfat (trong phòng thí nghiệm): (HBr HI khơng dùng cách có tính khử) NaCl rắn + H2SO4 đặc → NaHSO4 + HCl (≤ 2500C) 2NaCl rắn + H2SO4 đặc → Na2SO4 + 2HCl (≥ 4000C) + Phương pháp tổng hợp (trong công nghiệp): H2 + Cl2 → 2HCl (ánh sáng, nhiệt độ cao) HF điều chế nhờ phản ứng: CaF2 + H2SO4 → CaSO4 + 2HF (ở 2500C) HBr, HI điều chế nhờ phản ứng thủy phân PBr3, PI3 PBr3 + 3H2O → H3PO3 + 3HBr Muối halogenua - Các muối clorua hầu hết tan trừ PbCl2 AgCl, CuCl, Hg2Cl2 Tính tan muối bromua iođua tương tự clorua - Để nhận biết ion X- dùng thuốc thử dung dịch AgNO3: + AgF tan dung dịch + AgCl kết tủa trắng (AgCl tan dung dịch amoniac tạo phức với NH3) AgCl + 2NH3 → Ag(NH3)2Cl + AgBr kết tủa vàng nhạt (không tan NH3 dư) + AgI kết tủa vàng đậm (không tan NH3 dư) - Các muối AgX kết tủa thường dễ bị phân hủy nhiệt ánh sáng: 2AgX → 2Ag + X2 HCLO (Axit hipoclorơ) muối hipoclorit - Là axit yếu, yếu axit cacbonic: CO2 + H2O + KClO → KHCO3 + HClO - Kém bền, tồn dung dịch nước: HClO → HCl + O - HClO muối có tính oxi hóa mạnh HCLO3 ( axit cloric ) muối Clorat - Là axit mạnh, tan nhiều nước, có tính oxi hóa mạnh - Muối KClO3 dùng làm thuốc nổ, diêm tiêu: 6P + 5KClO3 → 3P2O5 + 5KCl - Nhiệt phân KClO3: + Nếu có xúc tác MnO2: 2KClO3 → 2KCl + 3O2 + Nếu khơng có xúc tác MnO2: 4KClO3 → 3KClO4 + KCl - Điều chế: nhiệt phân HClO: 3HClO → HClO3 + 2HCl AXIT PECLORIC (HClO4) VÀ MUỐI PECLORAT - Là axit mạnh, tan nhiều nước Phản ứng loại nước từ HClO4 có mặt P2O5 → Cl2O7 2HClO4 → Cl2O7 + H2O - Điều chế từ KClO4 KClO4 + H2SO4 → HClO4 + KHSO4 Chú ý: Từ HClO đến HClO4: Tính axit tính bền tăng, tính oxi hóa giảm Luyện tập: Bài 1: Để phân biệt dung dịch KCl, HCl, KNO3, HNO3 ta dùng A Dung dịch AgNO3 B Quỳ tím C Quỳ tím dung dịch AgNO3 D Đá vơi HD - Dùng quỳ tím nhận biết nhóm: HCl, HNO (nhóm 1) làm quỳ chuyển đỏ KCl, KNO3(nhóm 2) khơng làm quỳ chuyển màu - Cho dung dịch AgNO3 vào ống nghiệm nhóm ⇒ tạo kết tủa trắng HCl (nhóm 1) KCl (nhóm 2) AgNO3 + HCl → AgCl + HNO3 AgNO3 + KCl → AgCl + KNO3 Bài 2: Có thể phân biệt bình khí HCl, Cl2, H2 thuốc thử A Dung dịch AgNO3 B Quỳ tím ẩm C Dung dịch phenolphtalein D Khơng phân biệt HD HCl làm quỳ tím chuyển đỏ Cl2 làm màu quỳ tím H2 khơng làm quỳ tím chuyển màu Bài 3: Chỉ dùng hóa chất sau để nhận biết dung dịch: BaCl 2, Zn(NO3)2, Na2CO3, AgNO3, HBr A HCl B AgNO3 C Br2 D Không nhận biết HD Chọn thuốc thử dung dịch HCl Lần lượt nhỏ dung dịch HCl vào mẫu thử đựng ống nghiệm riêng biệt - Mẫu thử có sủi bọt khí Na2CO3 Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2↑ + H2O - Mẫu thử tạo kết tủa trắng, ánh sáng hóa đen AgNO3 AgNO3 + HCl → AgCl↓ + HNO3 2AgCl → 2Ag + Cl2 - Mẫu thử lại BaCl2, Zn(NO3)2, HBr khơng thấy tượng Dùng AgNO3 vừa nhận biết để nhận ba mẫu thử lại - Mẫu thử tạo kết tủa trắng BaCl2: BaCl2 + 2AgNO3 → Ba(NO3)2 + 2AgCl↓ - Mẫu thử tạo kết tủa vàng nhạt HBr HBr + AgNO3 → AgBr↓ + HNO3 - Mẫu thử không tượng Zn(NO3)2 Bài 4: Brom có lẫn tạp chất clo Một hoá chất loại bỏ clo khỏi hỗn hợp : A KBr B KCl C H2O D NaOH HD Cl2 + KBr → Br2 + KCl Bài 5: Hoàn thành PTHH: NH3 + Cl2 � F2 + S �� � FeCl2 + Cl2 �� t H2S + Cl2 ��� 2HCl + S 2Cl2 + H2S + 4H2O  4HCl + H2SO4 Cl2 + SO2 + 2H2O  2HCl + H2SO4 5Cl2 + Br2 + 6H2O  2HBrO3 +10HCl Bài 6: Dùng thuốc thử thích hợp để nhận biết dung dịch sau đây: a)BaCl2, KBr, HCl, KI, KOH b)KI, HCl, NaCl, H2SO4 c)HCl, HBr, NaCl, NaOH d)NaF, CaCl2, KBr, Mgl2 Lời giải a)Dùng quỳ tím nhận biết HCl, KOH Dùng dung dịch H2SO4 nhận biết BaCl2 lại KI, KBr Dùng khí Cl2 phân biệt dung dịch KI KBr b)Dùng quỳ tím nhận biết HCl, H2SO4 Dùng dung dịch BaCl2 phân biệt HCl H2SO4 Dùng dung dịch AgNO3 để phân biệt dung dịch KI NaCl (AgI màu vàng tươi; AgCl màu trắng) Hoặc đốt : KI lửa màu tím; NaCl lửa màu vàng c)Dùng quỳ tím nhận biết dung dịch dung dịch NaOH, HCl, HBr Dùng Cl2 phân biệt HCl HBr dùng AgNO3 phân biệt AgBr (màu vàng) AgCl (màu trắng) d) Cho bốn mẫu thử tác dụng với dung dịch Na2CO3 có hai mẫu thử có phản ứng tạo kết tủa CaCl2 MgI2 Phân biệt hai mẫu thử CaCl2 MgI2 Cl2 Còn lại phân biệt NaF KBr Cl2 Bài 7: Chỉ dùng hóa chất, trình bày phương pháp nhận biết dung dịch sau: KI, Zn(NO3)2 , Na2CO3 , AgNO3 , BaCl2 Hướng dẫn: Trích dung dịch làm mẫu thử: Cho dung dịch HCl vào mẫu thử - Mẫu thử tạo tượng sùi bọt khí Na2CO3 2HCl + Na2 CO3 → 2NaCl + CO2 + H2 O - Mẫu thử tọa kết tủa trắng AgNO3 AgNO3 + HCl → AgCl↓+ HNO3 Cho dung dịch AgNO3 vào hai mẫu thử lại - Mẫu thử kết tủa trắng dung dịch BaCl2 2AgNO3 + BaCl2 → 2AgCl↓ + Ba(NO3 ) - Mẫu thử tạo kết tủa vàng dung dịch KI AgNO2 + KI → AgI ↓ (vàng) + KNO3 - Mẫu thử khơng có tượng dung dịch Zn(NO3 ) Bài 8: Bằng phương pháp hóa học, phân biệt ung dịch đựng lọ nhãn sau: NaF, NaCl, NaBr, NaI Hướng dẫn: Trích dung dịch làm mẫu thử: Cho dung dịch AgNO3 vào mẫu thử trên.Mẫu thử suốt NaF Vì AgF tan tốt - Mẫu thử tạo kết tủa trắng NaCl AgNO3 + NaCl → AgCl↓ + NaNO3 - Mẫu thử tạo kết tủa vàng nhạt NaBr AgNO3 + NaBr → AgBr↓ + NaNO3 - Mẫu thử tọa kết tủa vàng đậm NaI AgNO3 + NaI → AgI↓ + NaNO3 Bài 9: Bằng phương pháp hóa học Hãy nhận biết dung dịch đựng lọ nhãn: NaCl, NaBr, NaI, HCl, H2 SO4 , KOH Hướng dẫn: Trích dung dịch làm mẫu thử: Cho quỳ tím vào mẫu thử Ta chia thành nhóm hóa chất sau: Nhóm I: Dung dịch làm quỳ tím hóa xanh: KOH Nhóm II: Dung dịch làm quỳ tím hóa đỏ: HCl, H2 SO4 Nhóm III: Dung dịch khơng đổi màu quỳ tím: NaI, NaCl, NaBr Cho dung dịch AgNO3 vào mẫu thử nhóm (III) - Mẫu thử tạo kết tủa trắng NaCl AgNO3 + NaCl → AgCl↓ + NaNO3 - Mẫu thử tạo kết tủa vàng nhạt NaBr AgNO3 + NaBr → AgBr↓+ NaNO3 - Mẫu thử tọa kết tủa vàng đậm NaI AgNO3 + NaI → AgI↓+ NaNO3 Cho dung dịch AgNO3 vào mẫu thử nhóm (II) - Mẫu thử kết tủa trắng HCl AgNO3 + HCl → AgCl↓ + HNO3 - Còn lại H2 SO4 Bài 10: Khơng dùng thuốc thử khác, nhận biết dung dịch: MgCl , NaOH, NH4 Cl, BaCl2 , H2 SO4 Hướng dẫn: Ghi số thứ tự 1, 2, 3, 4, 5, lọ dung dịch cần nhận biết Rót dung dịch lọ vào ống nghiệm đánh số Nhỏ dung dịch vào mẫu thử dung dịch lại Sau lần thí nghiệm hồn tất ta kết sau đây: Từ bảng kết nhận thấy: - Chất tác dụng với chất tạo thành 1↓ + 1↑ NaOH - Chất tạo thành khí với NaOH NH4 Cl; chất tọa thành kết tủa với NaOH MgCl2 - Chất tác dụng với chất khí tạo thành 1↓ mà khác MgCl BaCl2 chất tạo thành kết tủa với BaCl2 H2 SO4 Bài 11: Brom có lẫn tạp chất clo Làm để thu brom tinh khiết Viết phương trình hóa học Hướng dẫn: Cho NaBr vào hỗn hợp: Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2 Chưng cất hỗn hợp để lấy Br Bài 12: Tinh chế N2 hỗn hợp khí N2 , CO2 , H2 S Hướng dẫn: Cho hỗn hợp khí sục qua dung dịch nước vơi có dư, có khí N khơng tác dụng khỏi dung dịch, hai khí lại phản ứng với nước vơi theo phương trình phản ứng: CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ + H2 O H2 S + Ca(OH) → CaS ↓ + 2H2 O Bài 13: Dùng thuốc thử thích hợp để nhận biết dung dịch sau đây: KI, HCl, NaCl, H2SO4 HD - Dùng quỳ tím phân biệt nhóm: HCl, H2SO4 làm quỳ chuyển đỏ KI NaCl không làm đổi màu quỳ tím - Dùng dung dịch BaCl2 phân biệt HCl H2SO4: Sản phẩm tạo kết tủa trắng H2SO4 BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 + 2HCl - Dùng dung dịch AgNO3 để phân biệt dung dịch KI NaCl (AgI↓ màu vàng tươi; AgCl↓ màu trắng) AgNO3 + KI → AgI + KNO3 AgNO3 + NaCl → AgCl + KNO3 Hoặc đốt: KI lửa màu tím; NaCl lửa màu vàng Bài 14: Có ba bình khơng ghi nhãn, bình đựng dung dịch NaCl, NaBr NaI Chỉ dùng hai thuốc thử (không dùng AgNO 3), làm để xác định dung dịch chứa bình ? Viết phương trình hóa học HD Dùng nước brom cho vào ba dung dịch, nhận bình đựng dung dịch NaI nhờ chuyển màu nâu sẫm Br2 + 2NaI → 2NaBr + I2 - Hai dung dịch lại NaCl NaBr dùng nước clo nhận dung dịch NaBr dung dịch chuyển sang màu vàng Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2 Bài 15: Nhận biết khí sau phương pháp hóa học: Cl2, O2, HCl SO2 HD Cho quỳ tím ẩm vào bốn mẫu khí, khí khơng có tượng O 2, khí làm quỳ tím bạc màu Cl2; hai khí làm quỳ tím ẩm hóa đỏ HCl SO2 - Dẫn hai khí lại qua dung dịch Br có màu vàng nâu nhạt, dung dịch brom bị màu khí SO2, lại HCl SO2 + Br2 + 2H2O → 2HBr + H2SO4 Bài 16: Tinh chế NaCl có lẫn NaBr, NaI, Na2CO3 HD Hòa tan hỗn hợp vào nước tạo thành dung dịch hỗn hợp NaCl, NaBr, NaI, Na2CO3 Thổi khí HCl vào có Na2CO3 phản ứng: Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2↑ + H2O Thổi tiếp Cl2 (có dư) vào: 2NaBr + Cl2 → 2NaCl + Br2 2NaI + Cl2 → 2NaCl + I2 Cô cạn dung dịch H2O, Br2, I2 bay hết lại NaCl nguyên chất Bài 17: Muối ăn bị lẫn tạp chất Na2SO4, MgCl2, CaCl2 CaSO4 Hãy trình bày phương pháp hóa học để loại bỏ tạp chất, thu NaCl tinh khiết Viết phương trình hóa học phản ứng HD Hơ i HCl, H2O ... KOH (đặc) e, Tác dụng với dung dịch muối halogenua halogen có tính oxi hóa yếu X2+ 2NaX’ → 2NaX + X’2 (trong X’ halogen có tính oxihóa yếu tính oxi hóa halogen X) � Cl2 + NaBr �� � Cl2 + FeCl2... + 2H2O 2Ca(OH)2 + Cl2 + H2 2HCl Cl2 + H2 2AgCl 2Ag + Cl2 6.Nhận biết gốc halogenua: Dùng Ag+(AgNO3) để nhận biết gốc halogenua � AgCl  + HNO3 AgNO3+ HCl �� � AgCl  + NaNO3 AgNO3+ NaCl �� (trằng)... nhạt �� � AgNO3+ HI AgI  + HNO3 AgNO3+ NaI  + NaNO3 (vàng đậm) �� � AgI II HỢP CHẤT CỦA HALOGEN Hiđro halogenua ( HX ) - Tất chất khí, tan nhiều nước, điện li hoàn toàn (trừ HF) tạo thành dung