Bài 26: Luyện tập: Nhóm halogen
Bài 1 trang 118 Hóa lớp 10: Dãy axit nào sau đây được sắp xếp đúng theo thứ tự tính axit giảm dần:
A. HCl, HBr, HI, HF.
B. HBr, HI, HF, HCl.
C. HI, HBr, HCl, HF.
D. HF, HCl, HBr, HI.
Lời giải:
C đúng.
Dung dịch HF là axit yếu còn các dung dịch HCl, HBr, HI đều là các axit mạnh và tính axit giảm dần từ HI > HBr > HCl > HF.
Bài 2 trang 118 Hóa lớp 10: Đổ dung dịch AgNO3 vào dung dịch muối nào sau đây sẽ không có phản ứng:
A. NaF. B. NaCl.
C. NaBr. D. NaI.
Lời giải:
Khi đổ dung dịch AgNO3 vào các dung dịch muối NaF, NaCl, NaBr, NaI có hiện tượng:
- Không hiện tượng: NaF (không phản ứng).
- Xuất hiện kết tủa trắng: NaCl AgNO3 + NaCl →AgCl↓ + NaNO3
- Xuất hiện kết tủa màu vàng nhạt: NaBr AgNO3 + NaBr →AgBr↓ + NaNO3
- Xuất hiện kết tủa màu vàng đậm: NaI AgNO3 + NaI →AgI↓ + NaNO3
Bài 3 trang 118 Hóa lớp 10: Trong phản ứng hóa học sau:
SO2 + Br2+ 2H2O → H2SO4 + 2HBr brom đóng vai trò
A. chất khử.
B. chất oxi hóa.
C. vừa là chất oxi hóa, vừa là chất khử.
D. không là chất oxi hóa, không là chất khử.
Chọn đáp án đúng.
Lời giải:
B. chất oxi hóa.
4
S O2 +
+
0
Br
2+ 2H2O → H S O2 6 4+
+ 2
1
H Br
−
Nhận thấy: số oxi hóa của brom giảm từ 0 xuống -1 → Brom đóng vai trò là chất oxi hóa.
Bài 4 trang 118 Hóa lớp 10: Chọn câu đúng khi nói về flo, clo, brom, iot:
A. Flo có tính oxi hóa rất mạnh, oxi hóa mãnh liệt nước.
B. Clo có tính oxi hóa mạnh, oxi hóa được nước.
C. Brom có tính oxi hóa mạnh, nhưng yếu hơn flo và clo, nó cũng oxi hóa được nước.
D. Iot có tính oxi hóa yếu hơn flo, clo, brom nhưng nó cũng oxi hóa được nước.
Lời giải:
A đúng.
Các halogen thì có tính oxi hóa mạnh và giảm dần từ F đến I. Chỉ có flo oxi hóa mãnh liệt với nước, còn các halogen khác phản ứng 1 phần hoặc không phản ứng với nước và phản ứng này là phản ứng tự oxi hóa – khử.
2F2 + 2H2O → 4HF + O2↑
Cl2 + H2O HCl + HClO Br2 + H2O HBr + HBrO
I2 hầu như không phản ứng với nước.
Bài 5 trang 119 Hóa lớp 10: Một nguyên tố halogen có cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử là 4s24p5.
a) Viết cấu hình electron nguyên tử đầy đủ của nguyên tử.
b) Tên, kí hiệu và cấu tạo phân tử của nguyên tố hóa học này.
c) Nêu tính chất hóa học cơ bản của nguyên tố này và dẫn ra những phản ứng hóa học để minh họa.
d) So sánh tính chất hóa học của nguyên tố này với 2 nguyên tử halogen khác đứng trên và dưới nó trong nhóm halogen và dẫn ra phản ứng hóa học để minh họa.
Lời giải:
a) Halogen có cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử là 4s24p5, cấu hình electron đầy đủ là: 1s22s22p63s23p63d104s24p5.
b) Tên nguyên tố là brom, kí hiệu là Br, công thức phân tử là Br2. c) Tính chất hóa học cơ bản của nguyên tố này là tính oxi hóa.
- Brom phản ứng với nhiều kim loại.
3Br2 + 2Al → 2AlBr3
- Brom tác dụng với nước tương tự clo nhưng khó khăn hơn.
Br2 + H2O ⇆ HBr + HBrO.
- Brom thể hiện tính khử khi tác dụng với chất oxi hóa mạnh Br2 + 5Cl2 + 6H2O → 2HBrO3 + 10HCl
- Brom có thể oxi hóa muối iotua thành iot Br2 + 2NaI → 2NaBr + I2
d) So sánh tính chất hóa học của brom với clo và iot.
Brom có tính oxi hóa yếu hơn clo nhưng mạnh hơn iot nên:
Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2
Br2 + 2NaI → 2NaBr + I2.
Bài 6 trang 119 Hóa lớp 10: Có những chất sau: KMnO4, MnO2, K2Cr2O7 và dung dịch HCl.
a) Nếu các chất oxi hóa có khối lượng bằng nhau thì chọn chất nào có thể điều chế được lượng khí clo nhiều hơn?
b) Nếu chất oxi hóa có số mol bằng nhau thì chọn chất nào có thể điều chế được lượng khí clo nhiều hơn?
Hãy trả lời bằng cách tính toán trên cơ sở của các phương trình phản ứng.
Lời giải:
Phương trình hóa học:
2KMnO4 +16HCl → 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O + 5 Cl2 (1) MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O (2)
K2Cr2O7 + 14HCl → 2CrCl3 + 2KCl + 7H2O + 3Cl2 (3) a) Giả sử lấy lượng mỗi chất là a gam
Áp dụng định luật bảo toàn electron để tính số mol khí Cl2 sinh ra ở 3 phương trình trên:
2
2
2
Cl (1)
Cl (2)
Cl (3)
a 5
n . 0,0158a (mol)
158 2
n a 2 . 0,0115a (mol) 87 2
a 6
n . 0,0102a (mol)
294 2
=
=
=
→ Cùng lượng chất thì dùng KMnO4 thu được nhiều khí Cl2 hơn.
b) Nếu lấy số mol các chất bằng b mol
Áp dụng định luật bảo toàn electron để tính số mol khí Cl2 sinh ra ở 3 phương trình trên:
2
2
2
Cl (1)
Cl (2)
Cl (3)
n b. 5 2,5b (mol) 2
n b. 2 b (mol) 2
n b. 6 3b (mol) 2
= =
= =
= =
→ Lượng Cl2 điều chế được từ phương trình (3) nhiều nhất.
→ Cùng số mol chất thì dùng K2Cr2O7 thu được nhiều Cl2 hơn.
Bài 7 trang 119 Hóa lớp 10: Tính khối lượng HCl bị oxi hóa bởi MnO2, biết rằng khí Cl2 sinh ra trong phản ứng đó có thể đẩy được 12,7g I2 từ dung dịch NaI.
Lời giải:
Cl2 + 2NaI → 2NaCl + I2
I2
n 12,7 0,05 mol.
= 254 =
Theo phương trình:
2 2
Cl I
n n 0,05 mol.
= = 4HCl + MnO2 → MnCl2 + Cl2 + 2H2ONhận thấy có 2 phân tử HCl bị oxi hóa, 2 phân tử HCl làm môi trường.
l2
(bi OX
HCl H) C
n 2. n 2.0,05 0,1 mol
→ = = =
Khối lượng HCl bị oxi hóa là:
m
HCl0,1.36,5
= =3,65gam
.Bài 8 trang 119 Hóa lớp 10: Nêu các phản ứng chứng minh rằng tính oxi hóa của clo mạnh hơn brom và iot
Lời giải:
Clo oxi hóa dễ dàng ion Br−trong dung dịch muối bromua và I−trong dung dịch muối iotua:
Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2 Cl2 + 2NaI → 2NaCl + I2
Bài 9 trang 119 Hóa lớp 10: Để điều chế flo, người ta phải điện phân dung dịch KF trong hiđro florua lỏng đã loại bỏ hết nước. Vì sao phải tránh sự có mặt của nước?
Lời giải:
Để điều chế flo, phải tiến hành điện phân hỗn hợp KF trong HF lỏng khan (đã được loại bỏ hết nước) và phải tránh sự có mặt của nước vì flo tác dụng mãnh liệt với nước sinh ra O2.
2F2 + 2H2O → 4HF + O2
Bài 10 trang 119 Hóa lớp 10: Trong một dung dịch có hòa tan 2 muối là NaBr và NaCl.
Nồng độ phần trăm của mỗi muối trong dụng dịch đều bằng nhau và bằng C%. Hãy xác định nồng độ C% của 2 muối trong dung dịch biết rằng 50g dung dịch hai muối nói trên tác dụng vừa đủ với 50ml dung dịch AgNO3 8%, có khối lượng riêng D = 1,0625 g/cm3. Lời giải:
3
3
AgNO
AgNO
50.1,0625.8
m 4, 25gam
100 4, 25
n 0,025mol
170
= =
→ = =
Phương trình hóa học:
NaBr + AgNO3 → AgBr↓ + NaNO3
NaCl + AgNO3 → AgCl↓ + NaNO3
Biết nồng độ phần trăm của mỗi muối trong dung dịch bằng nhau và khối lượng dung dịch là 50g, do đó khối lượng NaCl bằng khối lượng NaBr.
Gọi nNaBr = x (mol) và nNaCl = y (mol).
Theo phương trình:
3 3
NaBr AgNO NaCl AgNO
n n
=; n n
=AgNO3 NaBr NaCl
n n n x y (mol)
= + = +x y 0,025 x 0,009 103x 58,5y y 0,016
+ = =
= =
103.0,009
C% .100% 1,854%
= 50 =
Bài 11 trang 119 Hóa lớp 10: Cho 300 ml một dung dịch có hòa tan 5,85 g NaCl tác dụng với 200 ml dung dịch có hòa tan 34 g AgNO3, người ta thu được một kết tủa và nước lọc.
a) Tính khối lượng chất kết tủa thu được.
b) Tính nồng độ mol chất còn lại trong nước lọc. Cho rằng, thể tích nước lọc thu được không thay đổi đáng kể.
Lời giải:
NaCl AgNO3
5,85 34
n 0,1mol;n 0, 2 mol
58,5 170
= = = =
a) Phương trình hóa học của phản ứng:
NaCl + AgNO3 → AgCl↓ + NaNO3
Theo phương trình:
AgNO3
n
phản ứng =n
NaCl = 0,1 mol→
n
AgCl= 0,1 mol →m
=0,1.143,5 14,35gam
=b) Dung dịch sau phản ứng gồm có NaNO3 và AgNO3 dư Vdung dịch = 300 + 200 = 500 ml
AgNO3
n
dư = 0,2 – 0,1 = 0,1 mol;NaNO3
n
=n
NaCl = 0,1mol→ M ( NaNO )3 M (AgNO )3
C C 0,1 0, 2 M
= =
0,5
=Bài 12 trang 119 Hóa lớp 10: Cho 69,6g MnO2 tác dụng với dung dịch HCl đặc, dư.
Dẫn khí thoát ra đi vào 500ml dung dịch NaOH 4M (ở nhiệt độ thường).
a) Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra.
b) Xác định nồng độ mol/l của những chất có trong dung dịch sau phản ứng. Biết rằng thể tích của dung dịch sau phản ứng thay đổi không đáng kể.
Lời giải:
MnO2 NaOH
n 69,6 0,8mol;n 0,5.4 2 mol
= 87 = = =
a) Phương trình hóa học:
MnO2 + 4HCl ⎯⎯→to MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O (1) Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O (2) b) Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có:
2 2
Cl MnO
n n . 2 0,8mol
=
2
=Xét phương trình (2): nCl2 nNaOH 1 2
→ NaOH dư, Clo hết.
Từ phương trình ta có:
2
2
NaOH pu Cl
NaCl NaClO Cl
n 2n 1,6 mol
n n n 0,8mol
= =
= = =
→ nNaOH dư = 2 – 1,6 = 0,4 mol
Nồng độ mol/l của các chất trong dung dịch sau phản ứng:
M NaCl( ) M NaCl )( O
C C 0,8 1,6 M
= =
0,5
=) M N( aOH
C
dư =0, 4
0,8 M 0,5
=Bài 13 trang 119 Hóa lớp 10: Khí oxi có lẫn tạp chất là khí clo. Làm thế nào để loại bỏ tạp chất đó.
Lời giải:
Cho hỗn hợp khí qua dung dịch NaOH, khi clo tác dụng với dung dịch NaOH, ta thu được khí O2.
Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O.
