PHÂN DẠNG BÀI TẬP VÀ VÍ DỤ MINH HỌA HALOGEN

PHÂN DẠNG BÀI TẬP VÀ VÍ DỤ MINH HỌAHALOGEN  Dạng 1: Bài tốn về halogen tác dụng với kim loại Phương pháp giải + Với F, Cl, Br phản ứng đưa kim loại lên số oxi hĩa cao, cịn với I phản ứn

Trang 1

PHÂN DẠNG BÀI TẬP VÀ VÍ DỤ MINH HỌA

HALOGEN

 Dạng 1: Bài tốn về halogen tác dụng với kim loại

Phương pháp giải + Với F, Cl, Br phản ứng đưa kim loại lên số oxi hĩa cao, cịn với I phản ứng đưa

kim loại lên số oxi hĩa thấp hơn.

+ Phương trình phản ứng tổng quát:

2M + nX2 → 2MXn

+ Phương pháp giải: áp dụng định luật bảo tồn khối lượng, bảo tồn electron.

Bảo tồn khối lượng: mMmX2 mMX (muối)n

Bảo tồn electron: ne (cho) ne (nhận)

PS : Các bài tốn xây dựng dựa trên nhiều phản ứng oxi hĩa khử, ta khơng

nên giải theo phương pháp truyền thống mà nên ưu tiên phương pháp bảo tồn

electron.

► Các ví dụ minh họa ◄

Ví dụ 1: Thể tích khí Cl2(đktc) cần dùng để oxi hĩa hồn tồn 7,8 gam kim loại Cr là

(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – Sở GD và ĐT Quảng Nam, năm 2016)

Hướng dẫn giải + Cr là kim loại cĩ nhiều số oxi hĩa (+2, +3, +6), khi phản ứng với Cl2 thì Cr bị

oxi hĩa thành Cr +3

2

Cl

Phương trình phản ứng : 2Cr 3Cl 2CrCl

Mol : 0,15 0,225

V 0,225.22,4 5,04 lít



Ví dụ 2: Đốt cháy 11,9 gam hỗn hợp gồm Zn, Al trong khí Cl2 dư Sau khi các

phản ứng xảy ra hồn tồn, thu được 40,3 gam hỗn hợp muối Thể tích khí Cl2

(đktc) đã phản ứng là

A 8,96 lít B 6,72 lít C 17,92 lít D 11,2 lít.

(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 2 – THPT Ngơ Sĩ Liên – Bắc Giang, năm 2016)

Hướng dẫn giải

2

Cl muối kim loại Cl

(Zn, Al) Cl (ZnCl , AlCl )

Bảo toàn khối lượng : m m m 40,3 11,9 28,4 gam

28,4

V 22,4 8,96 lít

71

 

Trang 2

Ví dụ 3: Cho 7,84 lít hỗn hợp khí X (đktc) gồm Cl2 và O2 phản ứng vừa

đủ với 11,1 gam hỗn hợp Y gồm Mg và Al, thu được 30,1 gam hỗn hợp Z

Phần trăm khối lượng của Al trong Y là

2

Đặt n x; n y ta có:

7,84

22,4

y 0,15 71x 32y 30,1 11,1 19 (Bảo toàn khối lượng)

Quá trình cho nhận electron :







Al Y

5 0,6 24a 27b 11,1 (khối lượng kim loại) a 0,35

2a 3b 0,4 0,6 1 (bảo toàn electron) b 0,1

m 0,1.27

m 11,1







Phương pháp giải + Các bài tốn sẽ được xây dựng dựa trên 3 phương trình hĩa học:

Cl2 + 2NaBr  2NaCl + Br2

Cl2 + 2NaI  2NaCl + I2

Br2 + 2NaI  2NaBr + I2

+ Sau phản ứng, một ion halogen này bị thay thế bởi một ion halogen khác Nên ta

cĩ thể sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng để giải quyết bài tốn.

Ví dụ 4: Sục khí clo dư vào dung dịch chứa muối NaBr và KBr thu được muối

NaCl và KCl, đồng thời thấy khối lượng muối giảm 4,45 gam Thể tích khí clo đã tham gia phản ứng với 2 muối trên (đo ở đktc) là

(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 2 – THPT Chuyên Hạ Long, năm 2016)

Phân tích và hướng dẫn giải

Trang 3

2

muối giảm

Cl

x mol ion Br (M 80) sẽ bị thay thế bởi x mol ion Cl (M 35,5),

khối lượng giảm 4,45 gam

m 80x 35,5x 4,45 gam

x 0,1 mol V 22,4 1,12 lít

   



Ví dụ 5: Hỗn hợp X gồm NaBr và NaI Cho hỗn hợp X tan trong nước thu được

dung dịch A Nếu cho brom dư vào dung dịch A, sau phản ứng hồn tồn, cơ cạn thấy khối lượng muối khan thu được giảm 7,05 gam Nếu sục khí clo dư vào dung dịch A, phản ứng hồn tồn, cơ cạn dung dịch thấy khối lượng muối khan giảm

22,625 gam Thành phần % khối lượng của một chất trong hỗn hợp X là:

2 2

2 NaBr

Đặt n x, ta có: m x.(127 80) 7,05 x 0,15 mol

Br

Thí nghiệm 2 : Cl

I

Đặt n y, ta có:



giảm

m y(80 35,5) x(127 35,5) 22,625 g

0,2.103

0,2.103 0,15.150



a HCl tác dụng với kim loại

Phương pháp giải + Phương trình phản ứng tổng quát:

M + HCl  MCln + H2

Trong đĩ: M là kim loại đứng trước H trong dãy hoạt động hĩa học.

n là hĩa trị thấp nhất của kim loại M.

+ Dãy hoạt động hĩa học:

K Na Ca Ba Mg Al Zn Fe Ni Sb Pb H Cu Hg Ag Pt Au

Trang 4

+ Vận dụng định luật bảo tồn electron, định luật bảo tồn khối lượng để giải bài tốn:

2

muối kim loại gốc axit

HCl H Cl

m m m (ở đây gốc axit là Cl )

n  n 2n



Ví dụ 6:Hịa tan hồn tồn 8,4 gam Fe vào dung dịch HCl dư, thu được dung dịch

X và khí Y Cơ cạn dung dịch X thu được m gam muối khan Giá trị của m là

(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT Diễn Châu 2, năm 2016)

2

FeCl

Phương trình phản ứng :

Fe 2HCl FeCl H

m 0,15.127 19,05 gam





Ví dụ 7: Hịa tan hồn tồn 7,8 gam hỗn hợp X gồm Al và Mg trong dung dịch

HCl dư thu được 8,96 lít khí H2 (đktc) và dung dịch chức m gam muối Giá trị của

m là

(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT Chuyên Sư Phạm HN, năm 2016)

+ Từ số mol khí hiđro dễ dàng suy ra số mol Cl, từ đĩ bảo tồn khối lượng để

tính khối lượng muối

2

H

Cl

muối kim loại Cl

8,96

n 2n 2 0,8 mol

22,4

m m m 7,8 0,8.35,5 36,2 gam



Ví dụ 8: Cho hỗn hợp gồm 5,4 gam Al và 5,6 gam Fe phản ứng hồn tồn với

lượng dư dung dịch HCl thu được V lít H2 (đktc) Giá trị của V là

(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – Sở GD và ĐT Nam Định, năm 2016)

Hướng dẫn giải Cách 1: sử dụng phương trình hĩa học.

n 0,2 mol; n 0,1 mol

2Al 6HCl 2AlCl 3H



Trang 5

H

Fe 2HCl FeCl H

V (0,3 0,1).22,4 8,96 lít



Cách 2: Sử dụng ĐL bảo tồn electron, cách này lợi về mặt tư duy.

+ Quá trình cho-nhận e:

2

3

2 2

e (nhận) e (nhường)

H

V 0,4.22,4 8,96 lít



 



Ví dụ 9: Cho 15 gam hỗn hợp bột kim loại Zn và Cu vào dung dịch HCl dư, sau

khi phản ứng xảy ra hồn tồn thu được 4,48 lít khí H2 và m gam chất rắn khơng tan Giá trị của m là:

(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 2 – THPT Lý Thái Tổ, năm 2016)

+ Cu đứng sau H trong dãy hoạt động hĩa học nên khơng phản ứng với dung dịch HCl

+ Phương trình phản ứng:

Cu kim loại Zn

Zn 2HCl ZnCl H

m m m 15 0,2.65 2 gam



Ví dụ 10: Cho 12 gam hỗn hợp X gồm Al và Fe vào 100ml dung dịch HCl 2M đến

phản ứng hồn tồn thu được khí H2 và 7,0 gam chất rắn chưa tan Thể tích dung dịch HCl 2M tối thiểu cần dung để hịa tan hết 12 gam hỗn hợp X là

(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – Sở GD và ĐT Nam Định, năm 2016)

+ Đặt số mol Al, Fe phản ứng lần lượt là x, y

+ Phương trình phản ứng:

2Al 6HCl 2AlCl 3H

Fe 2HCl FeCl H



Trang 6

Fe (dư )

HCl cần dùng Al Fe

1 x 27x 56y 12 7 (khối lượng kim loại phản ứng) 95

95

n 0 tức Fe có phản ứng, suy raAl hết, chất rắn dư chỉ có Fe

7

56

95 95







 





 

HCl cần dùng

) 0,45 mol 0,45

2



Ví dụ 11: Hịa tan hồn tồn 9,95 gam hỗn hợp X gồm Na, K và Ba vào 100 ml

dung dịch HCl 1M thu được dung dịch Y và 2,24 lít khí H2(đo ở đktc) Cơ cạn

dung dịch Y thu được m gam chất rắn Giá trị của m là

A 15,2 B 13,5 C 17,05 D 11,65.

(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 2 – THPT Chuyên Hạ Long, năm 2016)

Phân tích và hướng dẫn giải + Kim loại kiềm, kiềm thổ ngồi phản ứng với HCl, chúng cịn cĩ phản ứng với

H2O trong dung dịch

+ Phương trình phản ứng tổng quát:



 

2

Cl (muối)

0,1

H (2) H H (1) 0,1 0,05

H (2)

OH

muối kim loại

Suy ra phản ứng (2) có xảy ra n n n 0,05 mol

n 2n 2.0,05 0,1 mol



 mCl mOH 9,95 0,1.35,5 0,1.17 15,2 gam.  

b HCl tác dụng với chất oxi hĩa mạnh

Phương pháp giải + Phản ứng giữa HCl và các chất oxi hĩa mạnh như (MnO 2 , KMnO 4 , K 2 Cr 2 O 7 ,…)

là phản ứng oxi hĩa khử, nên ta cĩ thể áp dụng định luật bảo tồn electron để giải quyết nhanh gọn bài tốn.

+ Cần nhớ số oxi hĩa của các nguyên tố kim loại chính (Mn, Cr,…) trước và sau phản ứng để thuận tiện cho việc giải tốn.

0

MnO 4HCl MnCl Cl 2H O

Trang 7

2 0

2K MnO 16HCl  2KCl 2MnCl   5Cl 8H O

K Cr O 14HCl 2KCl  2CrCl 3Cl  7H O

+ Định luật bảo tồn electron: ncho nnhận

Ví dụ 12: Hịa tan hồn tồn 52,2 gam MnO2 trong dung dịch HCl đặc, nĩng, dư thì sau phản ứng thu được bao nhiêu lít khí Cl2 ở đktc?

(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT Yên Lạc 1, năm 2016)

2

MnO

52,2

87

Cách 1: dựa vào phương trình phản ứng.

2

Cl

V 0,6.22,4 13,44 lít



Cách 2: Sử dụng ĐL bảo tồn electron, cách này lợi về mặt tư duy.

2

Cl

V 0,6.22,4 13,44 lít

Ví d ụ 13: Cho 23,7 gam KMnO4 phản ứng hết với dung dịch HCl đặc (dư),

thu được V lít khí Cl2 (đktc) Giá trị của V là

4

KMnO

2

23,7

158

cho nhận

n  n 1,2 mol

cho nhận

n  n 0,75 mol

Trang 8

Cl

V 0,375.22,4 8,4 lít

 Dạng 4: Bài tốn về HCl tác dụng với bazơ, oxit bazơ, muối

Phương pháp giải

nên cĩ thể giải bài tốn theo phương pháp tăng giảm khối lượng.

+ Oxit bazơ: M O2 n 2nHCl2MCln nH O2

HCl O (oxit)

Cl

n  n 2n

Nhìn vào phương trình phản ứng tổng quát trên ta thấy 2 nguyên tử clo đã thay thế

1 nguyên tử oxi nên ta cĩ:

HCl muối oxit O(oxit) oxit

n

m m (71 16).n m (71 16)

2

Ví dụ 14: Để trung hồ 200 ml dung dịch NaOH 1,5M thì thể tích dung dịch HCl

0,5M cần dùng là bao nhiêu?

NaOH

2

HCl

n 0,2.1,5 0,3 mol

NaOH HCl NaCl H O

0,3

V 0,6 lít

0,5





Ví dụ 15: Cho 37,6 gam hỗn hợp gồm CaO, CuO và Fe2O3 tác dụng vừa đủ với 0,6 lít dung dịch HCl 2M, rồi cơ cạn dung dịch sau phản ứng thì số gam muối khan thu được là

2 HCl

2 1,2 mol

Sơ đồ phản ứng : CuO CuCl



O (oxit) HCl

muối hỗn hợp O (oxit) Cl

Áp dụng công thức đã xây dựng ở phần "phương pháp giải":

n n 1,2 0,6 mol

m m m m  37,6 0,6.16 1,2.35,5 70,6 gam

Trang 9

Hoặc làm tắt hơn:

HCl muối ban đầu

m m (71 16) 37,6 (71 16) 70,6 gam

Ví dụ 16: Hồ tan m gam hỗn hợp gồm KHCO3 và CaCO3 trong lượng dư dung

dịch HCl Sau khi các phản ứng xảy ra hồn tồn, thu được 11,2 lít khí CO2 (đktc) Giá trị của m là

(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 3 – THPT Lý Thái Tổ, năm 2016)

+ Từ số mol CO2 ta cĩ thể suy ra số mol muối ban đầu Mấu chốt bài tốn ta phải nhận thấy , từ đĩ dễ dàng tính được khối lượng muối

KHCO CaCO

M M 100

2

muối CO

11,2

22,4

m 0,5.100 50 gam

Ví dụ 17: Cho lượng dư dung dịch AgNO3 vào dung dịch hỗn hợp gồm 0,1 mol

NaF và 0,1 mol NaCl Khối lượng kết tủa tạo thành là

A 14,35 g B 10,8 g C 21,6 g D 27,05 g.

AgCl, AgBr, AgI không tan Trong các muối bạc halogenua thì :

AgF tan



AgCl

Chỉ có NaCl phản ứng

AgNO NaCl NaNO AgCl

m 0,1.143,5 14,35 gam







Ví dụ 18: Cho 26,6 gam hỗn hợp KCl và NaCl hịa tan vào nước để được 500 gam

dung dịch Cho dung dịch trên tác dụng vừa đủ với AgNO3 thì thu được 57,4 gam kết tủa Thành phần phần trăm theo khối lượng của KCl và NaCl trong hỗn hợp

đầu là:

A 56% và 44% B 60% và 40%

C 70% và 30% D 65% và 35%

3 AgNO

57,4 gam 26,6 gam

KCl : x mol

NaCl : y mol





Trang 10

74,5x 58,5y 26,6 (khối lượng) x 0,2

Ta có he:ä 57,4

x y (bảo toàn nguyên tố Clo) y 0,2

143,5 0,2.74,5

26,6

%NaCl 100% 56% 44%





Ví dụ 19: Hồ tan hồn tồn 24,4 gam hỗn hợp gồm FeCl2 và NaCl (cĩ tỉ lệ số mol

tương ứng là 1 : 2) vào một lượng nước (dư), thu được dung dịch X Cho dung dịch

AgNO3 (dư) vào dung dịch X, sau khi phản ứng xảy ra hồn tồn sinh ra m gam

chất rắn Giá trị của m là:

A 68,2 B 28,7 C 10,8 D 57,4.

(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT Lương Ngọc Quyến, năm 2016)

2

AgCl FeCl NaCl

AgCl Ag

24,4

127 58,5.2

Bảo toàn nguyên tố Cl : n 2n n 2.0,1 0,2 0,4 mol

m m m 0,4.143,5 0,1.108 68,2 gam



 Dạng 6: Bài tốn xác định nguyên tố kim loại, phi kim

Phương pháp giải + Đối với các bài tốn tìm kim loại đã biết hĩa trị, ta chỉ cần tìm khối lượng

nguyên tử (M) kim loại đĩ, rồi suy ra tên kim loại.

+ Đối với các bài tốn tìm kim loại chưa biết hĩa trị, ta tìm mối liên hệ giữa khối

lượng nguyên tử (M) và hĩa trị (n) của nguyên tố đĩ, sau đĩ lập bảng tìm M, với n

= 1; 2; 3, từ đĩ suy ra tên kim loại.

+ Đối với bài tốn xác định 2 nguyên tố cùng nhĩm và thuộc 2 chu kì liên tiếp, ta

tìm giá trị nguyên tử khối trung bình , từ đĩ suy ra hai nguyên tố cần xác định.X

Ví dụ 20: Hồ tan hồn tồn 8,45 gam một kim loại hố trị II bằng dung dịch HCl

Cơ cạn dung dịch sau phản ứng được 17,68 gam muối khan Kim loại đã dùng là

(Đề thi thử Quốc Gia lần 2 – Chuyên Thoại Ngọc Hầu, năm 2016)

Trang 11

2 2

8,45 g 17,68 g

M M 71

Suy ra : M 65 kim loại là Kẽm (Zn)

8,45 17,68



Ví dụ 21: Cho 10,8 gam kim loại M tác dụng hồn tồn với khí Cl2 dư thu được

53,4 gam muối clorua Kim loại M là

(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 THPT Yên Định, năm 2016)

M M 35,5n M 9

Lập bảng :



 



M 9 (Loại) 18 (Loại) 27 (Chọn)

PS: bằng kinh nghiệm cĩ thể bỏ qua bước lập bảng để suy ra luơn kim loại là nhơm (Al), tương ứng với M = 27 và n = 3

Ví dụ 22: Hồ tan hồn tồn 3,80 gam hỗn hợp hai kim loại kiềm thuộc hai chu kì

liên tiếp trong dung dịch HCl dư, thu được 2,24 lít khí H2(đktc) Hai kim loại kiềm

đĩ là

A Li và Na B Na và K C Rb và Cs D K và Rb.

2

H

2

2,24

22,4

3,8

0,2

hai kim loại kiềm thuộc hai chu kỳ liên tiếp đó là Li (M 9) và Na (M 23)





Ví dụ 23: Cho 7,5 gam hỗn hợp X gồm kim loại M (hĩa trị khơng đổi) và Mg (tỉ lệ

mol tương ứng 2 : 3) tác dụng với 3,36 lít Cl2, thu được hỗn hợp rắn Y Hịa tan hết tồn bộ Y trong lượng dư dung dịch HCl, thu được 1,12 lít H2 Biết các phản ứng đều xảy ra hồn tồn, các thể tích khí đều đo ở đktc Kim loại M là

Trang 12

A Al B Na C Ca D K.

(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT Chuyên ĐH Vinh, năm 2015)

 Bài tốn xây dựng trên 1 chuỗi phản ứng oxi hĩa – khử, ta xét cả quá trình chỉ cần xác định số oxi hĩa ở trạng thái đầu và trạng thái cuối của các nguyên tố cĩ thay đổi số oxi hĩa, sau đĩ áp dụng định luật bảo tồn electron.

2

n

7,5 gam

Sơ đồ phản ứng : hỗn hợpY





n

2

Quá trình cho nhận e :

M.2x 24.3x 7,5 (khối lượng)

Ta lập được hệ:

2nx 6x 0,3 0,1 (bảo toàn e) M.2x 24.3x 7,5

2nx 6x 0,3 0,







Lập bảng:

M 39 (chọn) 57,75 (Loại) 76,5 (Loại)

kim loại M là Kali (K)



Ví dụ 24: Cho 1,37 gam hỗn hợp X gồm Fe và kim loại M hố trị khơng đổi tác

dụng với dung dịch HCl dư thấy giải phĩng 1,232 lít khí H2(đktc) Mặt khác hỗn hợp X trên tác dụng vừa đủ với lượng khí Cl2điều chế được bằng cách cho 3,792 gam KMnO4 tác dụng với dung dịch HCl đặc dư Tỉ lệ số mol của Fe và M trong hỗn hợp là 1: 3 Kim loại M là

+ Số oxi hĩa của Fe sau khi tác dụng với dung dịch HCl là +2, cịn sau khi tác

dụng với Cl2 là +3.

n

2 2

TN1:

Áp dụng ĐL bảo toàn e : nx 2y 0,11 (1)

TN2 : ta xét cả quá trình, chỉ quan tâm các nguyên tố thay đổi số oxi hóa



 



 



Trang 13

Áp dụng ĐL bảo toàn e : nx 3y 0,12 (2)

Lấy (1) trừ (2) ta được : y 0,01

thay y 0,01 vào (2) ta được : nx 0,09 (3)

Lại co:ù 56.0,01 xM 1,37 Mx 0,81 (4)

Từ (3) và (4) suy ra : M 9n kim loại là nhôm (Al)



 



 



P/S: Khi gặp lại dạng tốn này, cĩ thể áp dụng cơng thức để tính nhanh mol Fe:

Ví dụ 25: Cho 31,84 gam hỗn hợp NaX và NaY (X, Y là 2 nguyên tố halogen ở 2

chu kì liên tiếp) vào dung dịch AgNO3dư thì thu được 57,34g kết tủa Cơng thức của hai muối là

Do AgF tan, nên ta phải chia làm 2 trường hợp:

+ Trường hợp 1: NaF và NaCl (do X, Y thuộc 2 chu kì liên tiếp).

Kết tủa chỉ cĩ AgCl

NaF

AgCl NaCl NaCl

42x 58,5y 31,84

Đặt

143,5y 57,34 (do n n y)

Vậy công thức 2 muối có thể là NaF và NaCl

+ Trường hợp 2: hỗn hợp muối ban đầu khơng chứa NaF.

31,84 g 57,34 g

Đặt công thức chung của 2 muối ban đầu là NaX

Sơ đồ phản ứng : NaX AgX kết tủa

57,34 31,84 31,84

X, Y là 2 halogen thuộc 2 chu kì liên tiếp

2 muối là NaB







 r (103) và NaI (150)

Phương pháp giải + Tính hiệu suất theo chất tham gia:

thực tế lýthuyết

n



Fe e (TN2) e (TN1)

n n n

Định dạng
Số trang	16
Dung lượng	622,2 KB