Bài tập Buổi 42 halogen

- Để nhận biết ion X- có thể dùng thuốc thử là dung dịch AgNO3: + AgF tan trong dung dịch.. HCl làm quỳ tím chuyển đỏ Cl2 làm mất màu quỳ tím H2 không làm quỳ tím chuyển màu Bài 3: Chỉ

Soạn 20/1/2019

Giảng

Sĩ số

HALOGEN

A LÍ THUYẾT

I ĐƠN CHẤT HALOGEN

1 Vị trí của nhóm Halogen trong bảng tuần hoàn

Nhóm halogen: nhóm VIIA

Nhóm halogen: gồm Flo (F), Clo (Cl), Brom (Br) và Iot (I)

2 Tính chất vật lý

- Trạng thái và 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 và nhiệt độ sôi tăng dần

- Flo không tan trong nước, các Halogen khác tăng tương đối ít trong nước và tăng nhiều trong một số dung môi hữu cơ

3 Khái quát về tính chất hóa học của các Halogen

Do lớp e ngoài cùng đã có 7 e nên halogen là những phi kim điển hình, dễ nhận thêm 1e để thể hiện tính oxi hóa mạnh

Tính oxi hóa của các halogen giảm dần khi đi từ F2 đến I2

Trong các hợp chất, F chỉ có mức oxi hóa -1, các halogen khác ngoài mức oxi hóa -1 còn có mức +1, +3, +5, +7

4 Các phản ứng minh họa tính chất hóa học của đơn chất halogen

a, Tác dụng với kim loại

2M + nX2 → 2MX

Flo Tác dụng với tất cả kim loại

2Au + 3F2 �� � 2AuF3

Ca + F2 �� �

2Ag + F2 �� �

b, Phản ứng với hiddro tạo thành hidro halogenua

H2+ X2 → 2HX

- Flo xảy ra trong bóng tối: H2 + F2 �� � 2HF

(Khí HF tan vào trong nước tạo dd axit HF dd HF là axit yếu, được nhận biết bằng SiO2 (ăn mòn thủy tinh) 4HF + SiO2 0

���t

2H2O + SiF4)

c, Tác dụng với nước

khí flo qua nước sẽ bốc cháy, giải phóng O2

2F2 + 2H2O �� � 4HF + O2

 Phản ứng này chứng minh tính oxh mạnh của flo, mạnh hon clo, brom, iot Cl2 + H2O  HCl + HClO (2Cl2 + H2O  2HCl + O2)

d, Phản ứng với dung dịch kiềm

- Ở t0 thường

Cl2 + 2NaOH(loãng) �� � NaCl + NaClO + H2O

Cl2 + 2KOH (loãng) �� � KCl + KClO + H2O

2Cl2 + 2Ca(OH)2 dd �� � CaClO + Ca(ClO)2 + 2H2O

Cl2 + Ca(OH)2 Khan �� � H2O + CaOCl2 (Clorua vôi)

- Ở t0 cao

3Cl2 + 6NaOH (đặc) 5NaCl + NaClO3 + 3H2O

Cl2 + KOH (đặc)

e, Tác dụng với dung dịch muối halogenua của halogen có tính oxi hóa yếu hơn

X2+ 2NaX’ → 2NaX + X’2

(trong đó X’ là halogen có tính oxihóa yếu hơn tính oxi hóa của halogen X) Cl2 + NaBr �� �

Cl2 + FeCl2 �� �

Cl2 + FeSO4 �� �

Cl2 + KI ���

Br2 + KI 

5 Điều chế: Nguyên tắc là khử các hợp chất Cl- tạo Cl0

Trong phòng thí nghiệm: Cho HCl đậm đặc tác dụng với các 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↑

Ngoài ra còn có thể từ HCl và O2 có xúc tác là CuCl2 ở 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 các gốc halogenua

AgNO3+ HCl �� �AgCl  + HNO3

AgNO3+ NaCl �� �AgCl  + NaNO3

(trằng) AgNO3+ HBr �� �AgBr  + HNO3

AgNO3+ NaBr�� �AgBr  + NaNO3

Vàng nhạt AgNO3+ HI �� �AgI  + HNO3

AgNO3+ NaI �� �AgI  + NaNO3

(vàng đậm)

II HỢP CHẤT CỦA HALOGEN

1 Hiđro halogenua ( HX )

- Tất cả đều là chất khí, tan nhiều trong nước, điện li hoàn toàn (trừ HF) tạo thành dung dịch axit mạnh

- Thứ tự tính axit và tính khử tăng dần: HF < HCl < HBr < HI

- Tính axit mạnh của HCl, HBr và HI:

+ Làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ

+ Tác dụng với k.loại đứng trước H → muối trong đó k.loại có hóa trị thấp + H2

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

+ Tác dụng với oxit k.loại → muối (trong đó k.loại giữ nguyên hóa trị) + H2O Fe3O4 + 8HCl → 4H2O + FeCl2 + 2FeCl3

(HI + muối sắt (III) → muối sắt (II) + I 2: 2HI + 2FeCl 3 → 2FeCl 2 + I 2 + 2HCl)

+ Tác dụng với bazơ → muối (trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị) + H2O Fe(OH)2 + 2HCl → FeCl2 + 2H2O

+ Tác dụng với muối → muối mới + axit mới

Na2CO3 + 2HBr → 2NaBr + H2O + CO2

- Tính khử thể hiện khi tác dụng với các chất oxi hóa mạnh (xem phần điều chế Clo)

- HF có tính chất riêng là ăn mòn thủy tinh:

4HF + SiO2 → SiF4 + 2H2O

- Điều chế:

+ Phương pháp sunfat (trong phòng thí nghiệm): (HBr và HI không dùng được cách này do 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 được điều chế nhờ phản ứng:

CaF2 + H2SO4 → CaSO4 + 2HF (ở 2500C)

HBr, HI được điều chế nhờ phản ứng thủy phân PBr3, PI3

PBr3 + 3H2O → H3PO3 + 3HBr

2 Muối halogenua

- Các muối clorua hầu hết đều tan trừ PbCl2 và AgCl, CuCl, Hg2Cl2 Tính tan của muối bromua và iođua tương tự clorua

- Để nhận biết ion X- có thể dùng thuốc thử là dung dịch AgNO3:

+ AgF tan trong dung dịch

+ AgCl kết tủa trắng (AgCl tan trong dung dịch amoniac do tạo phức với NH3)

AgCl + 2NH3 → Ag(NH3)2Cl

+ AgBr kết tủa vàng nhạt (không tan trong NH3 dư)

+ AgI kết tủa vàng đậm (không tan trong NH3 dư)

- Các muối AgX kết tủa thường dễ bị phân hủy bởi nhiệt hoặc ánh sáng:

2AgX → 2Ag + X2

3 HCLO (Axit hipoclorơ) và muối hipoclorit

- Là axit rất yếu, yếu hơn cả axit cacbonic:

CO2 + H2O + KClO → KHCO3 + HClO

- Kém bền, chỉ tồn tại được trong dung dịch nước:

HClO → HCl + O

- HClO và muối của nó đều có tính oxi hóa rất mạnh

4 HCLO 3 ( axit cloric ) và muối Clorat

- Là axit khá mạnh, tan nhiều trong nước, có tính oxi hóa mạnh

- Muối KClO3 được dùng làm thuốc nổ, diêm tiêu:

6P + 5KClO3 → 3P2O5 + 5KCl

- Nhiệt phân KClO3:

+ Nếu có xúc tác MnO2:

2KClO3 → 2KCl + 3O2

+ Nếu không có xúc tác MnO2:

4KClO3 → 3KClO4 + KCl

- Điều chế: nhiệt phân HClO:

3HClO → HClO3 + 2HCl

5 AXIT PECLORIC (HClO 4 ) VÀ MUỐI PECLORAT

- Là axit rất mạnh, tan nhiều trong 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 và tính bền tăng, tính oxi hóa giảm.

Luyện tập:

Bài 1: Để phân biệt 4 dung dịch KCl, HCl, KNO3, HNO3 ta có thể dùng

A Dung dịch AgNO3 B Quỳ tím

C Quỳ tím và dung dịch AgNO3 D Đá vôi

HD

- Dùng quỳ tím nhận biết được 2 nhóm: HCl, HNO3 (nhóm 1) làm quỳ chuyển đỏ

và KCl, KNO3(nhóm 2) không làm quỳ chuyển màu

- Cho dung dịch AgNO3 lần lượt vào 2 ống nghiệm của mỗi nhóm ⇒ tạo kết tủa trắng là HCl (nhóm 1) và KCl (nhóm 2)

AgNO3 + HCl → AgCl + HNO3

AgNO3 + KCl → AgCl + KNO3

Bài 2: Có thể phân biệt 3 bình khí HCl, Cl2, H2 bằng thuốc thử

A Dung dịch AgNO3 B Quỳ tím ẩm

C Dung dịch phenolphtalein D Không phân biệt được

HCl làm quỳ tím chuyển đỏ

Cl2 làm mất màu quỳ tím

H2 không làm quỳ tím chuyển màu

Bài 3: Chỉ dùng hóa chất nào sau đây để nhận biết các dung dịch: BaCl2, Zn(NO3)2, Na2CO3, AgNO3, HBr

A HCl B AgNO3 C Br2 D Không nhận biết được

HD

Chọn thuốc thử là dung dịch HCl

Lần lượt nhỏ dung dịch HCl vào các mẫu thử đựng trong 5 ống nghiệm riêng biệt

- Mẫu thử có sủi bọt khí là Na2CO3

Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2↑ + H2O

- Mẫu thử tạo kết tủa trắng, ra ngoài ánh sáng hóa đen là AgNO3

AgNO3 + HCl → AgCl↓ + HNO3

2AgCl → 2Ag + Cl2

- Mẫu thử còn lại là BaCl2, Zn(NO3)2, HBr không thấy hiện tượng

Dùng AgNO3 vừa nhận biết để nhận ra ba mẫu thử còn lại

- Mẫu thử tạo kết tủa trắng là BaCl2:

BaCl2 + 2AgNO3 → Ba(NO3)2 + 2AgCl↓

- Mẫu thử tạo kết tủa vàng nhạt là HBr

HBr + AgNO3 → AgBr↓ + HNO3

- Mẫu thử không hiện tượng là Zn(NO3)2

Bài 4: Brom có lẫn một ít tạp chất là clo Một trong các hoá chất có thể loại bỏ clo

ra khỏi hỗn hợp là :

A KBr B KCl C H2O D NaOH

HD

Cl2 + KBr → Br2 + KCl

Bài 5: Hoàn thành các PTHH:

NH3 + Cl2

F2 + S �� �

FeCl2 + Cl2 ���

H2S + Cl2 0

���t

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 các 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 còn lại KI, KBr

Dùng khí Cl2 phân biệt các dung dịch KI và KBr

b)Dùng quỳ tím nhận biết HCl, H2SO4.

Dùng dung dịch BaCl2 phân biệt HCl và H2SO4

Dùng dung dịch AgNO3 để phân biệt dung dịch KI và NaCl (AgI màu vàng tươi; AgCl màu trắng)

Hoặc đốt : KI ngọn lửa màu tím; NaCl ngọn lửa màu vàng

c)Dùng quỳ tím nhận biết dung dịch các dung dịch NaOH, HCl, HBr.

Dùng Cl2 phân biệt HCl và HBr hoặc dùng AgNO3 cũng phân biệt được AgBr (màu vàng) và AgCl (màu trắng)

d) Cho bốn mẫu thử tác dụng với dung dịch Na2CO3 có hai mẫu thử có phản ứng

tạo kết tủa là CaCl2 và MgI2

Phân biệt hai mẫu thử CaCl2 và MgI2 bằng Cl2 Còn lại phân biệt NaF và KBr cũng bằng Cl2

Bài 7: Chỉ dùng một hóa chất, trình bày phương pháp nhận biết các dung dịch sau:

KI, Zn(NO3)2 , Na2CO3 , AgNO3 , BaCl2

Hướng dẫn:

Trích mỗi dung dịch một ít làm mẫu thử:

Cho dung dịch HCl lần lượt vào các mẫu thử trên

- Mẫu thử tạo hiện tượng sùi bọt khí là Na2CO3

2HCl + Na2 CO3 → 2NaCl + CO2 + H2 O

- Mẫu thử tọa kết tủa trắng là AgNO3

AgNO3 + HCl → AgCl↓+ HNO3

Cho dung dịch AgNO3 lần lượt vào hai mẫu thử còn lại

- Mẫu thử nào kết tủa trắng là dung dịch BaCl2

2AgNO3 + BaCl2 → 2AgCl↓ + Ba(NO3 ) 2

- Mẫu thử tạo kết tủa vàng là dung dịch KI

AgNO2 + KI → AgI ↓ (vàng) + KNO3

- Mẫu thử không có hiện tượng gì là dung dịch Zn(NO3 ) 2

Bài 8: Bằng phương pháp hóa học, hãy phân biệt các ung dịch đựng trong các lọ

mất nhãn như sau: NaF, NaCl, NaBr, và NaI

Hướng dẫn:

Trích mỗi dung dịch một ít làm mẫu thử:

Cho dung dịch AgNO3 lần lượt vào các mẫu thử trên.Mẫu thử nào trong suốt là NaF Vì AgF tan tốt

- Mẫu thử tạo kết tủa trắng là NaCl

AgNO3 + NaCl → AgCl↓ + NaNO3

- Mẫu thử tạo kết tủa vàng nhạt là NaBr

AgNO3 + NaBr → AgBr↓ + NaNO3

- Mẫu thử tọa kết tủa vàng đậm là NaI

AgNO3 + NaI → AgI↓ + NaNO3

Bài 9: Bằng phương pháp hóa học Hãy nhận biết các dung dịch đựng trong các lọ

mất nhãn: NaCl, NaBr, NaI, HCl, H2 SO4 , KOH

Hướng dẫn:

Trích mỗi dung dịch một ít làm mẫu thử:

Cho quỳ tím lần lượt vào các mẫu thử Ta chia thành 3 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 không đổi màu quỳ tím: NaI, NaCl, NaBr

Cho dung dịch AgNO3 lần lượt vào các mẫu thử ở nhóm (III)

- Mẫu thử tạo kết tủa trắng là NaCl

AgNO3 + NaCl → AgCl↓ + NaNO3

- Mẫu thử tạo kết tủa vàng nhạt là NaBr

AgNO3 + NaBr → AgBr↓+ NaNO3

- Mẫu thử tọa kết tủa vàng đậm là NaI

AgNO3 + NaI → AgI↓+ NaNO3

Cho dung dịch AgNO3 lần lượt vào các mẫu thử ở nhóm (II)

- Mẫu thử nào kết tủa trắng là HCl

AgNO3 + HCl → AgCl↓ + HNO3

- Còn lại là H2 SO4

Bài 10: Không dùng thuốc thử nào khác, hãy nhận biết các dung dịch: MgCl2 ,

NaOH, NH4 Cl, BaCl2 , H2 SO4

Hướng dẫn:

Ghi số thứ tự 1, 2, 3, 4, 5, trên 5 lọ dung dịch cần nhận biết Rót dung dịch ở mỗi

lọ vào lần lượt các ống nghiệm đã được đánh cùng số Nhỏ 1 dung dịch vào mẫu thử của 4 dung dịch còn lại Sau các lần thí nghiệm cho đến khi hoàn tất ta được kết quả sau đây:

Từ bảng kết quả nhận thấy:

- Chất nào tác dụng với 4 chất kia tạo thành 1↓ + 1↑ là NaOH

- Chất nào tạo thành khí với NaOH là NH4 Cl; chất tọa thành kết tủa với NaOH

và MgCl2

- Chất tác dụng với 4 chất khí tạo thành 1↓ mà khác MgCl2 là BaCl2 và chất tạo thành kết tủa với BaCl2 là H2 SO4

Bài 11: Brom có lẫn một ít tạp chất là clo Làm thế nào để thu được brom tinh

khiết Viết phương trình hóa học

Hướng dẫn:

Cho một ít NaBr vào hỗn hợp:

Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2

Chưng cất hỗn hợp để lấy Br

Bài 12: Tinh chế N2 trong hỗn hợp khí N2 , CO2 , H2 S

Hướng dẫn:

Cho hỗn hợp khí sục qua dung dịch nước vôi trong có dư, chỉ có khí N2 không tác dụng đi ra khỏi dung dịch, hai khí còn lại phản ứng với nước vôi theo phương trình phản ứng:

CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ + H2 O

H2 S + Ca(OH) 2 → CaS ↓ + 2H2 O

Bài 13: Dùng thuốc thử thích hợp để nhận biết các dung dịch sau đây: KI, HCl, NaCl, H2SO4

HD

- Dùng quỳ tím phân biệt được 2 nhóm: HCl, H2SO4 làm quỳ chuyển đỏ

KI và NaCl không làm đổi màu quỳ tím

- Dùng dung dịch BaCl2 phân biệt HCl và H2SO4: Sản phẩm tạo kết tủa trắng là H2SO4

BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 + 2HCl

- Dùng dung dịch AgNO3 để phân biệt dung dịch KI và NaCl (AgI↓ màu vàng tươi; AgCl↓ màu trắng)

AgNO3 + KI → AgI + KNO3

AgNO3 + NaCl → AgCl + KNO3

Hoặc đốt: KI ngọn lửa màu tím; NaCl ngọn lửa màu vàng

Bài 14: Có ba bình không ghi nhãn, mỗi bình đựng một trong các dung dịch NaCl, NaBr và NaI Chỉ dùng hai thuốc thử (không dùng AgNO3), làm thế nào để xác định dung dịch chứa trong mỗi bình ? Viết phương trình hóa học

HD

Dùng nước brom cho lần lượt vào ba dung dịch, nhận ra bình đựng dung dịch NaI nhờ chuyển màu nâu sẫm

Br2 + 2NaI → 2NaBr + I2

- Hai dung dịch còn lại là NaCl và NaBr thì dùng nước clo nhận ra dung dịch NaBr do dung dịch chuyển sang màu vàng

Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2

Bài 15: Nhận biết các khí sau bằng phương pháp hóa học: Cl2, O2, HCl và SO2

HD

Cho quỳ tím ẩm vào bốn mẫu khí, khí nào không có hiện tượng là O2, khí làm quỳ tím bạc màu là Cl2; hai khí làm quỳ tím ẩm hóa đỏ là HCl và SO2

- Dẫn hai khí còn lại qua dung dịch Br2 có màu vàng nâu nhạt, dung dịch brom bị mất màu là khí SO2, còn lại là 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 chỉ 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 hơi hết còn lại NaCl nguyên chất

Bài 17: Muối ăn bị lẫn tạp chất là Na2SO4, MgCl2, CaCl2 và CaSO4 Hãy trình bày phương pháp hóa học để loại bỏ các tạp chất, thu được NaCl tinh khiết Viết phương trình hóa học của các phản ứng

HD

Hơ