Bài 22: Clo
Bài 1 trang 101 Hóa lớp 10: Trong phòng thí nghiệm, khí clo thường được điều chế bằng cách oxi hóa hợp chất nào sau đây:
A. NaCl.
B. HCl.
C. KClO3. D. KMnO4. Lời giải:
Đáp án B.
Trong phòng thí nghiệm, khí clo được điều chế bằng cách cho axit HCl đặc tác dụng với chất oxi hóa mạnh như MnO2 hoặc KMnO4,…
MnO2 + 4HCl ⎯⎯→ MnClto 2 + Cl2↑ + 2H2O
Bài 2 trang 101 Hóa lớp 10: Cho biết tính chất hóa học cơ bản của nguyên tố clo.
Giải thích vì sao nguyên tố clo có tính chất hóa học cơ bản đó? Cho thí dụ minh họa.
Lời giải:
Tính chất hóa học cơ bản của clo: Clo là chất oxi hóa mạnh.
- Tác dụng với kim loại: clo oxi hóa trực tiếp hầu hết các kim loại tạo muối clorua, phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường hoặc không cao lắm, tốc độ nhanh, tỏa nhiều nhiệt.
2Fe + 3Cl2 to
⎯⎯→ 2FeCl3
- Tác dụng với hiđro: Phản ứng xảy ra khi chiếu sáng bởi ánh sáng mặt trời:
H2 + Cl2 → 2HCl.
- Tác dụng với nước: clo vừa là chất oxi hóa vừa là chất khử.
Cl2 + H2O HCl + HClO
Clo có những tính chất hóa học cơ bản trên vì khi tham gia phản ứng, nguyên tử clo dễ nhận thêm 1 electron để thành ion Cl−. Vì vậy tính chất hóa học cơ bản của clo là tính oxi hóa mạnh.
Bài 3 trang 101 Hóa lớp 10: Dẫn khí clo vào nước, xảy ra hiện tượng vật lí hay hóa học? Giải thích.
Lời giải:
Dẫn khí clo vào nước, xảy ra vừa là hiện tượng vật lí vừa là hiện tượng hóa học.
Khi tan vào nước, một phần clo tác dụng với nước.
Cl2 + H2O HCl + HClO.
Bài 4 trang 101 Hóa lớp 10: Nêu những ứng dụng thực tế của khí clo.
Lời giải:
Những ứng dụng thực tế của clo:
- Khí clo được dùng để tiệt trùng nước sinh hoạt, hòa tan vào nước một lượng nhỏ khí clo để diệt vi khuẩn gây bệnh. Nước bể bơi có thể được xử lí bằng lượng khí clo nhiều hơn.
- Khí clo được dùng để sản xuất các chất tẩy trắng, sát trùng như nước Gia – ven, clorua vôi và sản xuất những hóa chất trong công nghiệp như HCl, KClO3.
- Một lượng lớn clo được dùng để chế những dung môi công nghiệp như cacbon tetra clorua (CCl4) sản xuất nhiều chất polime như nhựa PVC, cao su tổng hợp...
Bài 5 trang 101 Hóa lớp 10: Cân bằng các phương trình phản ứng oxi hóa – khử sau bằng phương pháp thăng bằng electron:
a) KMnO4 + HCl → KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O b) HNO3 + HCl → NO + Cl2 + H2O
c) HClO3 + HCl → Cl2 + H2O
d) PbO2 + HCl → PbCl2 + Cl2 + H2O Lời giải:
a) Quá trình nhường, nhận electron
0 2
7 2
5x 2Cl Cl 2e 2x Mn 5e Mn
−
+ +
→ + + →
→ Phương trình:
1 7
16H Cl 2K Mn O4
− +
+ →2KCl 2Mn Cl2 2 5Cl0 2 8H O2
+ + + + b)
Quá trình nhường, nhận electron:
0 2
5 2
3x 2Cl Cl 2e 2x N 3e N
−
+ +
→ + + →
→ Phương trình:
6
1
HCl
−
+ 2
5
H N O3
+ → 2N O2
+
+ 3
0
Cl + 4H2 2O c)
Quá trình nhường, nhận electron:
0 2
5 0
2
5x 2Cl Cl 2e 1x 2Cl 10e Cl
− +
→ + + →
→ Phương trình:
5
1
HCl
−
+
5
H ClO3
+ → 3Cl + 3H0 2 2O d)
Quá trình nhường, nhận electron:
0 2
4 2
1x 2Cl Cl 2e 1x Pb 2e Pb
−
+ +
→ + + →
→ Phương trình:
4
Pb O2 +
+ 4
1
HCl
− → Pb Cl2 2
+
+
0
Cl + 2H2 2O
Bài 6 trang 101 Hóa lớp 10: Tại sao trong công nghiệp người ta dùng phương pháp điện phân dung dịch NaCl bão hòa chứ không dùng phản ứng oxi hóa – khử giữa các hóa chất để điều chế khí clo?
Lời giải:
- Sản xuất công nghiệp là sản xuất với số lượng lớn, nên cần nguyên liệu đầu vào vừa rẻ vừa an toàn vừa có sẵn trong tự nhiên là tốt nhất.
- Muối ăn NaCl có sẵn trong nước biển.
→ Trong công nghiệp, người ta sẽ dùng phương pháp điện phân dung dịch NaCl bão hòa.
→ Không dùng phản ứng oxi hóa – khử giữa các hóa chất để điều chế clo vì giá thành sản phẩm rất cao.
Bài 7 trang 101 Hóa lớp 10: Cần bao nhiêu gam KMnO4 và bao nhiêu ml dung dịch axit clohiđric 1M để điều chế đủ khí clo tác dụng với sắt, tạo nên 16,25g FeCl3? Lời giải:
FeCl3
16, 25
n 0,1mol
162,5
= =
Phương trình hóa học:
3Cl2 + 2Fe ⎯⎯→ 2FeClto 3
Theo phương trình ta có:
Cl2 Fe
3 3
n n .0,1 0,15mol
2 2
= = =
2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O Theo phương trình ta có:
4 2
2
4
KMnO Cl
HCl Cl
KMnO
dd HCl
2 2
n .n .0,15 0,06 mol
5 5
16 16
n n .0,15 0, 48mol
5 5
m 0,06.158 9, 48gam 0, 48
V 0, 48lit 480ml
1
= = =
= = =
→ = =
= = =
