Các nguyên tố Flo, brom, iot cùng thuộc nhóm VIIA chung với Clo vậy chúng có những tính chất nào giống và khác với clo, có những ứng dụng gì và điều chế chúng thế nào, chúng ta hãy cùng tìm hiểu qua bài viết này.

I. Tính chất của Flo (F)

1. Tính chất vật lý của Flo

- Là chất khí, màu lục nhạt, độc.

2. Tính chất hóa học của Flo

- Flo là phi kim mạnh nhất (có độ âm điện lớn nhất) nên Flo có tính oxi hóa mạnh nhất.

a) Flo tác dụng với kim loại

- Flo oxi hóa được tất cả các kim loại tạo thành muối florua:

* PTPƯ: 2M + nF₂ → 2MF_n

* Ví dụ: 2Na + F₂ → 2NaF

2Fe + 3F₂ → 2FeF₃

Zn + F₂ → ZnF₂

b) Flo tác dụng với phi kim

- Khí flo oxi hóa được hầu hết các phi kim (trừ oxi và nito).

* Ví dụ: 3F₂ + S → SF₆

c) Flo tác dụng với hiđro H₂

- Phản ứng xảy ra ngay cả trong bóng tối (gây nổ mạnh) tạo thành hiđro florua

F₂ + H₂ → 2HF↑

- Khí HF tan vô hạn trong nước tạo ra dd axit flohidric, khác với axit HCl, axit HF là axit yếu, tính chất đặc biệt của axit HF là tác dụng với silic đioxit (SiO₂) có trong thành phần thủy tinh) ⇒ do đó không dùng chai lọ thủy tinh để đựng dd axit HF.

SiO₂ + 4HF → SiF₄ + 2H₂O

d) Flo tác dụng với nước H₂O

- Khí flo oxi hóa nước dễ dàng ngay cả ở nhiệt độ thường,Hơi nước bốc cháy khi tiếp xúc với khí flo:

2F₂ + 2H₂O → 4HF + O₂

II. Tính chất của Brom Br₂

1. Tính chất vật lý của Brom Br₂

- Brom là chất lỏng màu đỏ nâu, mùi khó chịu, dễ bay hơi, độc.

2. Tính chất hóa học của Brom

- Brom cũng là nguyên tố oxi hóa mạnh nhưng yếu hơn Flo và Clo.

a) Brom tác dụng với kim loại

- Brom oxi hóa được nhiều kim loại (phản ứng cần đun nóng).

* Ví dụ: 3Br₂ + 2Al 2AlBr₃

b) Brom tác dụng với hidro H₂

- Brom Br₂ oxi hóa được hidro H₂ ở nhiệt độ cao (không gây nổ) tạo thành hidro bromua.

Br₂ + H₂ 2HBr

- Khí HBr tan trong nước tạo thành dd axit bromhidric, đây là axit mạnh, mạnh hơn axit HCl.

c) Brom tác dụng với nước H₂O

- Khi tan trong nước, 1 phần brom tác dụng rất chậm với nước tạo ra axit HBr và axit HBrO (axit hipobromơ), là phản ứng thuận nghịch.

Br₂ + H₂O HBr + HBrO

III. Tính chất của Iot I₂

1. Tính chất vật lý của iot I₂

- iot là chất rắn, dạng tinh thể, màu đen tím, khi đun nóng iot rắn biến thành hơi không qua trạng thái lỏng (gọi là hiện tượng thăng hoa).

2. Tính chất hóa học của iot I₂

a) iot tác dụng với kim loại

- Iot oxi hóa được nhiều kim loại nhưng chỉ xảy ra khi đun nóng hoặc có xúc tác.

3I₂ + 2Al 2AlI₃

b) iot tác dụng với hidro H₂

- Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ cao, có xúc tác, phản ứng thuận nghịch (tạo thành khí hidro iotua):

I₂ + H₂ 2HI

- Hidro iotua dễ tan trong nước tạo thành dd axit Iothidric, đó là 1 axit rất mạnh, mạnh hơn cả axit clohidric HCl , bromhidric HBr.

* Iot hầu như KHÔNG tác dụng với H₂O

c) Iot có tính oxi hóa kém clo và brom (nên bị clo và brom đẩy ra khỏi muối):

Cl₂ + 2NaI → 2NaCl + I₂

Br₂ + 2NaI → 2NaBr + I₂

d) Iot có tính chất đặc trưng là tác dụng với hồ (tinh bột) tạo thành hợp chất có màu xanh.

* Bảng tóm tắt tính chất hóa học của Flo, Brom, Iot, Clo

* Phương pháp điều chế Flo, Brom, Iot và Clo

IV - Phân Biệt Các Ion F^-, Cl^-, Br^-, I^-

V. Bài tập Flo, Brom, iot

Bài 1 trang 113 sgk hóa 10: Dung dịch axit nào sau đây không thể chứa trong bình thủy tinh:

A. HCl. B. H₂SO₄. C. HNO₃. D. HF.

Lời giải bài 1 trang 113 sgk hóa 10:

* Đáp án: D đúng.

- Vì có PTPƯ: SiO₂ + 4HF → SiF₄ + 2H₂O

- Do đó HF không thể chứa trong bình thủy tinh (HF được dùng để khắc chữ lên thủy tinh)

Bài 2 trang 113 sgk hóa 10: Đổ dung dịch chứa 1g HBr vào dung dịch chứa 1g NaOH. Nhúng giấy quỳ tím vào dung dịch thu được thì giấy quỳ tím chuyển sang nàu nào sau đây:

A. Màu đỏ. B. Màu xanh. C. Không đổi màu. D. Không xác được.

Lời giải bài 2 trang 113 sgk hóa 10:

* Đáp an: B đúng.

- Theo bài ra, ta có: n_HBr = 1/81 mol; n_NaOH = 1/40 mol

- PTPƯ: NaOH + HBr → NaBr + H₂O

- Theo PTPƯ tỉ lệ n_NaOH : n_HBr = 1 : 1

- Theo bài ra thì: n_NaOH > n_HBr (1/40 > 1/81) ⇒ sau phản ứng NaOH dư

⇒ nhúng giấy quỳ vào dung dịchthì giấy quỳ sẽ chuyển màu xanh.

Bài 5 trang 113 sgk hóa 10: Muối NaCl có lẫn tạp chất là NaI.

a) Làm thế nào để chứng minh rằng trong muối NaCl nói trên có lẫn tạp chất NaI?.

Hy vọng với bài viết hệ thống lại kiến thức về tính chất hóa học của Flo, Brom, Iot và bài tập vận dụng ở trên hữu ích với các em. 

h10-Bài 24. Hợp chất có Oxi của Clo và Bài tập vận dụng

Trong bài này chúng ta cùng tìm hiểu chi tiết về các hợp chất của Clo với Oxi như: nước Gia-ven và Clorua vôi có thành phần cấu tạo như thế nào? tính chất vật lý và tính chất hóa học của Clorua vôi ra sao? Chúng được dùng để làm gì và điều chế bằng cách nào?

I. Nước Gia-ven

1. Thành phần nước Gia-ven

- Nước Gia-ven là dung dịch hỗn hợp muối NaCl (natri clorua) và NaClO (natri hipoclorit).

2. Tính chất hóa học

- NaClO là muối của axit yếu (yếu hơn cả axit cacbonic), trong không khí nó tác dụng dần dần với CO₂ tạo ra axit hipoclorơ HClO không bền:

NaClO + CO₂ + H₂O → NaHCO₃ + HClO

- Cả NaClO và HClO trong dung dịch đều có tính oxi hóa rất mạnh.

3. Ứng dụng của nước Gia-ven

- Muối NaClO có tính oxi hóa mạnh vì vậy nước Gia-ven có tính tẩy màu và sát trùng thường được dùng để tẩy trắng vải, sợi, giấy tẩy uế chuồng trại chăn nuôi, nhà vệ sinh.

4. Điều chế nước Gia-ven

- Trong phòng thí nghiệm: Nước Gia-ven được điều chế bằng cách cho khí Clo tác dụng với dung dịch NaOH loãng ở nhiệt độ thường.

Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

⇒ Nước Gia-ven là hỗn hợp: NaCl + NaClO + H₂O

- Trong công nghiệp: Nước Gia-ven được điều chế bằng cách điện phân dung dịch NaCl (nồng độ từ 15-20%) không có màng ngăn.

2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑

H₂ ở catốt và Cl₂ ở anốt; bởi không có màng ngăn nên ta có phản ứng:

Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

II. Clorua vôi

1. Tính chất vật lí của clorua vôi

- Clorua vôi là chất bột màu trắng, xốp.

- Công thức phân tử (CTPT) của clorua vôi là: CaOCl₂

- Cấu tạo của Clorua vôi là muối của kim loại Ca liên kết với 2 gốc axit là gốc Cl^- và gốc ClO^-.

2. Tính chất hóa học của clorua vôi

- Tác dụng với chất khử:

CaOCl₂ + 2HCl → CaCl₂ + Cl₂↑ + H₂O

- Tác dụng với CO₂ trong không khí ẩm:

2CaOCl₂ + CO₂ + H₂O → CaCO₃↓ + CaCl₂ + 2HClO

3. Điều chế clorua vôi

- Clorua vôi được điều chế bằng cách cho khí Clo đi qua vôi tôi hoặc sữa vôi ở 30^oC.

Cl₂ + Ca(OH)₂ CaOCl₂ + H₂O

III. Bài tập về hợp chất của Clo với Oxi

* Bài 1 trang 108 SGK Hóa 10: Chọn câu đúng trong các câu sau:

A. Clorua vôi là muối tạo bởi một kim loại liên kết với một loại gốc axit.

B. Clorua vôi là muối tạo bởi một kim loại liên kết với hai loại gốc axit.

C. Clorua vôi là muối tạo bởi hai kim loại liên kết với một loại gốc axit.

D. Clorua vôi không phải là muối.

° Lời giải bài 1 trang 108 SGK Hóa 10:

• Chọn đáp án: B. Clorua vôi là muối tạo bởi một kim loại liên kết với hai loại gốc axit.

- Vì:

* Bài 2 trang 108 SGK Hóa 10: Nêu tính chất hóa học chính và ứng dụng của nước Gia-ven, clorua vôi.

° Lời giải bài 2 trang 108 SGK Hóa 10:

• Tính chất hóa học của nước Gia-ven:

- Nước Gia-ven là hỗn hợp muối NaCl và NaClO; NaClO là muối của axit yếu (yếu hơn cả axit cacbonic), trong không khí tác dụng với CO₂ cho HClO không bền có tính oxi hóa mạnh.

NaClO + CO₂ + H₂O → NaHCO₃ + HClO

2HClO → 2HCl + O₂

- Nước Gia-ven có tính oxi hóa mạnh, không để được lâu.

• Tính chất hóa học của Clorua vôi.

- Clorua vôi có tính oxi hóa mạnh, khi tác dụng với dung dịch HCl giải phóng khí clo:

CaOCl₂ + 2HCl → CaCl₂ + Cl₂↑ + H₂O

- Trong không khí ẩm, clorua vôi tác dụng với CO₂:

2CaOCl₂ + CO₂ + H₂O → CaCO₃↓ + CaCl₂ + 2HClO

• Ứng dụng của nước Gia-ven và Clorua vôi:

- Ứng dụng của nước Gia-ven: Nước Gia-ven có tính oxi hóa mạnh được dùng để tẩy trắng sợi, vải, giấy. Nó cũng được dùng để khử mùi, sát trùng khi tẩy uế nhà vệ sinh hoặc những khu vực bị ô nhiễm khác.

- Ứng dụng của clorua vôi: Clorua vôi cũng được dùng để tẩy trắng sợi, vải, giấy để tẩy uế các hố rác, cống rãnh. Do có khả năng tác dụng với nhiều chất hữu cơ, clorua vôi dùng để xử lí các chất độc. Một lượng lớn clorua vôi được dùng trong việc tinh chế dầu mỏ.

* Bài 3 trang 108 SGK Hóa 10: Trong phòng thí nghiệm có các hóa chất NaCl, MnO₂, NaOH và H₂SO₄ đặc, ta có thể điều chế nước Gia-ven không? Viết các phương trình phản ứng.

° Lời giải bài 3 trang 108 SGK Hóa 10:

- Điều chế axit HCl từ NaCl, H₂SO₄ đặc, H₂O:

NaCl + H₂SO₄ NaHSO₄ + HCl

Hấp thụ khí hidro clorua vào nước được dung dịch axit HCl.

- Từ axit HCl và MnO₂ điều chế Cl₂:

MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂

- Từ Cl₂ và dung dịch NaOH điều chế nước Gia – ven.

Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O.

(Nếu trong công nghiệp thì sẽ điện phân dung dịch NaCl không màng ngăn)

* Bài 4 trang 108 SGK Hóa 10: Có những sơ đồ phản ứng hóa học sau:

a) Cl₂ + H₂O → HCl + HClO

b) CaOCl₂ + 2HCl → CaCl₂ + Cl₂ + H₂O

c) Cl₂ + KOH → KCl + KClO₃ + H₂O

d) HCl + KClO₃ → KCl + Cl₂ + H₂O

e) NaClO + CO₂ + H₂O → NaHCO₃ + HClO

f) CaOCl₃ → CaCl₂ + O₂

Cho biết những phản ứng nào là phản ứng oxi hóa – khử? Vai trò các chất tham gia phản ứng oxi hóa – khử. Hoàn thành phương trình hóa học của các phản ứng.

° Lời giải bài 4 trang 108 SGK Hóa 10:

- Các phản ứng (a,b,c,d,f) sau là phản ứng oxi hóa - khử:

a)

- Như vậy, Cl₂ vừa là chất oxi hóa vừa là chất khử

b)

- CaOCl₂ phân tử tự oxi hóa - khử, HCl đóng vai trò môi trường

c)

- Như vậy, Cl₂ vừa là chất oxi hóa vừa là chất khử

d)

- HCl là chất khử, KClO₃ là chất oxi hóa

f)

- CaOCl₂ phân tử tự oxi hóa - khử.

* Bài 5 trang 108 SGK Hóa 10: Trong phòng thí nghiệm có canxi oxit, nước, MnO₂, axit H₂SO₄ 70% (D = 1,61 g/cm³) và NaCl. Hỏi cần phải dùng những chất gì và với lượng bao nhiêu để điều chế 254g clorua vôi?

° Lời giải bài 5 trang 108 SGK Hóa 10:

- Theo bài ra, cần điều chế 254g clorua vôi CaOCl₂ nên có:

- Phương trình hóa học của các phản ứng:

CaO + H₂O → Ca(OH)₂ (1)

2(mol) 2(mol)

NaCl + H₂SO₄ NaHSO₄ + HCl (2)

8(mol) 8(mol)

MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O (3)

2(mol) 8(mol) 2(mol)

Cl₂ + Ca(OH)₂ → CaOCl₂ + H₂O (4)

2(mol) 2(mol) 2(mol)

- Theo PTPƯ (4) và (3), ta có:

n_MnO2 = n_Cl2 = n_CaOCl2 = 2(mol)

- Nên ta tính được: m_MnO2 = 87.2 = 174(g).

- Theo PTPƯ (3) và (2), ta có:

n_H2SO4 = n_HCl = 4.n_Cl2 = 8(mol)

⇒ m_H2SO4 = 8.98 = 784(g).

- Vậy khối dượng dung dịch H₂SO₄ 70% cần dùng là:

- Thể tích của dung dịch H₂SO₄ 70% là:

- Cũng theo PTPƯ (3) và (2) ta có: n_NaCl = n_HCl = 4.n_Cl2 = 8(mol).

⇒ m_NaCl = 8.58,5 = 468(g).

- Theo PTPƯ (4) và (1), ta có: n_CaO = n_Ca(OH)2 = n_CaOCl2 = 2(mol).

⇒ m_CaO = 2.56 = 112g.

h10-Bài 23. Tính chất hoá học của axit Clohidric HCl, Hiđro clorua và muối Clorua 

h10-Bài 25. Tính chất hóa học của Flo (F) Brom (Br) iot, bài tập về Flo Brom Iot

Axit Clohidric HCl có đầy đủ tính chất hoá học chung của một axit hay không, có gì khác so với các axit sunfuric H₂SO₄ axit photphoric H₃PO₄ hay axit nitric HNO₃,... chúng ta hãy cùng tìm hiểu qua bài viết này.

A. Hiđro Clorua - Axit Clo hiđric HCl

I. Tính chất vật lý của Hiđro Clorua và Axit Clohiđric HCl

- Hiđro clorua là chất khí, không màu, mùi xốc tan nhiều trong nước tạo thành dung dịch axit mạnh HCl; nặng hơn không khí.

- Axit clohđric HCl là chất lỏng không màu, dễ bay hơi. Dung dịch axit HCl không màu, HCl đặc bốc khói trong không khí ẩm.

II. Tính chất hoá học của HiđroClorua và Axit Clo hiđric HCl

1. HCl có tính axit mạnh

- Làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ.

a) Axit Clohidric tác dụng với kim loại đứng trước H → muối trong đó kim loại có hóa trị thấp + H₂.

* Chú ý: Pb đứng trước Hidro nhưng không tan trong dung dịch HCl do PbCl₂ không tan.

• HCl + Fe

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑

b) Axit Clohidric tác dụng với oxit kim loại → muối (trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị) + H₂O.

• HCl + Fe₃O₄

Fe₂O₃ + 6HCl →  2FeCl₃ + 3H₂O

c) Axit Clohidric tác dụng với bazơ → muối (trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị) + H_2­O.

• HCl + NaOH

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

• HCl + Fe(OH)₂

Fe(OH)₂ + 2HCl → FeCl₂ + 2H₂O

d) Axit Clohidric tác dụng với muối → muối mới + axit mới

• HCl + Na₂CO₃

Na₂CO­₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂O + CO₂↑

• HCl + CaCO₃

CaCO­₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂↑

• HCl + AgNO₃

AgNO­₃ + 2HCl → AgCl↓ _trắng + HNO₃

2. HCl có tính oxi hóa - khử

• Axit Clohidric thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với các kim loại đứng trước H₂ (xem phần tính axit).

• Axit Clohidric đóng vai trò chất khử khi tác dụng với chất có tính oxi hóa mạnh như KMnO₄, K₂Cr₂O₇, MnO₂, KClO₃, ...

2HCl + MnO₂ → MnCl₂ + Cl₂↑ + H₂O

16HCl + 2KMnO₄ → 2KCl + 2MnCl₂ + 5Cl₂↑ + 8H₂O

14HCl + K₂Cr₂O₇ → 2KCl + 2CrCl₃ + 3Cl₂↑ + 7H₂O

6HCl + KClO₃ → KCl + 3Cl₂↑ + 3H₂O

III. Điều chế axit clohiđric HCl

- Phương pháp sunfat (trong phòng thí nghiệm):

NaCl _rắn + H₂SO₄ đặc NaHSO₄ + HCl

2NaCl _rắn + H₂SO₄ đặc Na₂SO­₄ + 2HCl

B. Muối Clorua

1. Muối Clorua MCl_n

- Muối của axit clohiđric được gọi là muối clorua.

- Công thức tổng quát: MCl_n.

- Các muối clorua hầu hết đều tan trừ PbCl₂ và AgCl, CuCl, Hg₂Cl₂.

2. Nhận biết ion clorua Cl^-

- Nhỏ dung dịch bạc nitrat vào dung dịch muối clorua hoặc dung dịch axit clohiđric sẽ có kết tủa trắng bạc clorua xuất hiện, kết tủa này không tan trong các axit mạnh.

AgNO₃ + NaCl → AgCl↓ _trắng + NaNO₃

AgNO₃ + HCl → AgCl↓ _trắng + HNO₃

- Vậy AgNO₃ là thuốc thử để nhận biết ion clorua Cl^-

C. Bài tập về Axit Clohiđric, Hidroclorua

Bài 1 trang 106 sgk hóa 10: Cho 20g hỗn hợp bột Mg và Fe tác dụng với dung dịch HCl dư thấy có 1g khí H₂ bay ra. Khối lượng muối clorua tạo ra trong dung dịch là bao nhiêu gam?

A. 40,5g. B. 45,5g. C. 55,5g. D. 65,5g.

Lời giải bài 1 trang 106 sgk hóa 10:

* Đáp án: C đúng

- Theo bài ra, ta có: n_H2 = m/M = 1/2 = 0,5 (mol).

- PTPƯ khi cho Mg và Fe vào dd HCl:

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂↑

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑

- Giả sử: n_Mg = x; n_Fe = y.

- Theo PTPƯ ta có: n_H2 = x + y = 0,5 (mol). (1)

mà theo bài ra: m_hh = 24x + 56y = 20 (g). (2)

Giải hệ phương trình (1) và (2) ta có x = y =0,25 mol.

⇒ m_MgCl2 = n.M = 0,25.95 = 23,75g.

⇒ m_FeCl2 = n.M = 0,25.127 = 31,75g

⇒ Khối lượng muối clorua là: m = m_MgCl2 + m_FeCl2 = 23,75 + 31,75= 55,5

Bài 3 trang 106 sgk hóa 10: Có các chất sau: axit sunfuric đặc, nước, kali clorua rắn. Hãy viết các phương trình phản ứng để điều chế hidro clorua.

Lời giải bài 3 trang 106 sgk hóa 10:

- Phương trình hóa học của phản ứng điều chế hidro clorua

2NaCl _{tinh thể} + H₂SO_{4 đđ} Na₂SO₄ + 2HCl

2KCl + 2H₂O -^{đpnc, màng ngăn}→ 2KOH + H₂ + Cl₂↑

H₂ + Cl₂ 2HCl.

Bài 6 trang 106 sgk hóa 10: Sục khí Cl₂ đi qua dung dịch Na₂CO₃ thấy có khí CO₂ thoát ra. Hãy viết phương trình hóa học của các phản ứng đã xảy ra.

Lời giải bài 6 trang 106 sgk hóa 10:

Cl₂ + H₂O HCl + HClO

2HCl + Na₂CO₃ → 2NaCl + CO₂↑ + H₂O.

Bài 7 trang 106 sgk hóa 10: Tính nồng độ của hai dung dịch axit clohiđric trong các trường hợp sau:

a) Cần phải dùng 150ml dung dịch HCl để kết tủa hoàn toàn 200g dung dịch AgNO₃ 8,5%.

b) Khi cho 50g dung dịch HCl vào một cốc đựng NaHCO₃ (dư) thì thu được 2,24 lít khí ở đktc.

Lời giải bài 7 trang 106 sgk hóa 10:

a) Theo bài ra, ta có n_AgNO3 =

- Phương trình phản ứng:

HCl + AgNO₃ → AgCl↓ + HNO₃

- Theo PTPƯ thì: n_HCl = n_AgCl = 0,1 (mol)

⇒ C_{M (HCl)} = n/V = 0,1/0,15 = 0,667 (mol/l).

b) Theo bài ra ta có, n_CO2 = V/22,4 = 2,24/22,4 = 0,1 (mol)

- Phương trình phản ứng:

HCl + NaHCO₃ → NaCl + CO₂↑ + H₂O

- Theo PTPƯ: n_HCl = n_CO2 = 0,1 mol ⇒ m_HCl = 0,1. 36,5 = 3,65 g

⇒ C%_(HCl) = (m_ct/m_dd).100% = (3,65/50).100% = 7,3%

Hi vọng với bài viết hệ thống lại kiến thức về tính chất hoá học của Axit Clo hidric (HCl), Hiđro clorua và muối Clorua một cách chi tiết ở trên sẽ hữu ích cho các em. 

h10-Bài 22. Tính chất hóa học của Clo (Cl), bài tập về Clo 

h10-Bài 24. Hợp chất có Oxi của Clo và Bài tập vận dụng