Dạng 1: Bài tập về tính chất hóa học và phương pháp điều chế Halogen - Chuyên đề Hóa 10
A. Bài tập tự luận
Ví dụ 1. Giải thích tại sao Clo ẩm có tính tẩy trắng còn Clo khô thì không?
Bài giải:
Clo ẩm có tính tẩy trắng còn Clo khô vì: Cl khi tác dụng với nước tạo thành HClO (Axit hipoclorơ) - a xit này có tính tẩy trắng.
PTPƯ:
Cl + H2 O → HCl + HClO (Axit hipoclorơ)
Ví dụ 2. Viết 3 phương trình phản ứng chứng tỏ Clo có tính oxi hóa, 2 phương trình phản ứng chứng tỏ clo có tính khử.
Bài giải:
* 3 phương trình phản ứng chứng tỏ Clo có tính oxi hóa như sau:
+) 2Na + Cl2 → 2NaCl
+) 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
+) H2 + Cl2 → 2HCl
* 2 phương trình phản ứng chứng tỏ Clo có tính khử như sau:
+) Cl + H2 O → HCl+ HClO (Axit hipoclorơ)
+) Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2 O
Ví dụ 3.
a) Từ MnO2, HCl đặc, Fe hãy viết các phương trình phản ứng điều chế Cl2, FeCl2 và FeCl3.
b) Từ muối ăn, nước và các thiết bị cần thiết, hãy viết các phương trình phản ứng điều chế Cl2, HCl và nước Javel.
Bài giải:
a, Các phương trình phản ứng điều chế Cl2, FeCl2 và FeCl3 từ MnO2, HCl đặc, Fe như sau:
MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2 O
Fe + HCl → FeCl2 + H2 ↑
FeCl2 + 2Cl2 → 2FeCl3
b, Các phương trình phản ứng điều chế Cl2, HCl và nước Javel từ muối ăn, nước và các thiết bị cần thiết như sau:
2NaCl + 2H2 O → H2 + 2NaOH + Cl2
Cl2 + H2 → 2HCl
Cl2 + NaOH → NaCl + NaClO + H2
Ví dụ 4. Viết 1 phương trình phản ứng chứng tỏ axit HCl có tính oxi hóa, 1 phương trình phản ứng chứng tỏ HCl có tính khử.
Bài giải:
* Phương trình phản ứng chứng tỏ axit HCl có tính oxi hóa là:
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
* Phương trình phản ứng chứng tỏ axit HCl có tính khử là:
MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2 O
Ví dụ 5. Viết 3 phương trình phản ứng điều chế sắt (III) clorua.
Bài giải:
* 3 phương trình phản ứng điều chế sắt (III) clorua như sau:
2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
FeCl2 + 2Cl2 → 2FeCl3
Fe2 O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2 O
Ví dụ 6. Viết phương trình phản ứng xảy ra khi cho lần lượt các chất trong nhóm A {HCl, Cl2} tác dụng với lần lượt các chất trong nhóm B {Cu, AgNO3, NaOH, CaCO3}.
Bài giải:
* Với HCl:
Cu + HCl → không xảy ra
AgNO3 + HCl → AgCl↓ + H2 O
NaOH + HCl → NaCl + H2 O
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 ↑ + H2 O
* Với Cl2
Cu + Cl2 → CuCl2
AgNO3 + Cl2 → không xảy ra
2NaOH + Cl2 → NaCl + NaClO + H2 O
CaCO3 + Cl2 → không xảy ra
Ví dụ 7. Axit HCl có thể tác dụng những chất nào sau đây: Al, Mg (OH) 2, Na2 SO4, FeS, Fe2 O3, Ag2 SO4, K2 O, CaCO3, Mg (NO3) 2. Viết phản ứng xảy ra?
Bài giải:
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2
Mg (OH) 2 + HCl → MgCl2 + H2 O
Na2 SO4 + HCl → không xảy ra
FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S↑
Fe2 O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2 O
Ag2 SO4 + HCl → AgCl↓ + H2 SO4
K2 O + HCl → KCl + H2 O
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 ↑ + H2 O
Mg (NO3) 2 + HCl → không xảy ra
Ví dụ 9: Cho dãy các chất sau: Fe, FeCl2, FeO, Fe2 O3, Fe3 O4, KMnO4, Cu, AgNO3, H2 SO4, Mg (OH) 2. Chất nào có khả năng tác dụng được với axit HCl? Viết phương trình phản ứng hóa học xảy ra, ghi rõ điều kiện của phản ứng.
Bài giải:
Các chất có thể tác dụng với axit HCl là: Fe, FeO, Fe2 O3, Fe3 O4, KMnO4, AgNO3, Mg (OH) 2.
Phương trình phản ứng hóa học xảy ra như sau:
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
FeO + 2HCl → FeCl2 + H2 O
Fe2 O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2 O
Fe3 O4 + 8HCl → FeCl2 +2FeCl3 + 4H2 O
2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2 O
AgNO3 + HCl → AgCl + HNO3
Ví dụ 10: Trong các hình vẽ mô tả cách thu khí Clo sau đây, hình vẽ nào mô tả đúng cách thu khí Clo trong phòng thí nghiệm? Giải thích tại sao?
Bài giải:
Hình 1 mô tả đúng cách thu khí Clo trong phòng thí nghiệm
Giải thích:
- Do khí Cl2 nặng hơn không khí nên người ta để ngửa bình (Cl2 nặng hơn không khí sẽ nằm ở dưới nó đẩy không khí có chứa sẵn trong bình ra khỏi bình và chiếm chỗ).
- Dùng bông có tẩm dung dịch NaOH để cho không khí đi ra ngoài và khi bình đầy khí Cl2 thì Cl2 sẽ bị giữ lại trong bình không thoát ra ngoài được do 1 phần nó phản ứng với NaOH và phần này bị mất đi gọi là hao phí trong quá trình điều chế.
- Không sử dụng phương pháp đẩy nước do Clo tan trong nước.
Ví dụ 11: Trong các hình vẽ sau, hình vẽ nào mô tả đúng nhất cách thu khí HCl trong phòng thí nghiệm?
Ví dụ 12: Hãy giải thích: Tịa sao người ta có thể điều chế hiđro clorua (HCl), hiđro florua (HF) bằng cách cho H2 SO4 đặc tác dụng với muối clorua hoặc florua. Nhưng không thể áp dụng phương pháp này để điều chế hiđro bromua (HBr), hoặc hiđro iotua (HI)?
Bài giải:
Có thể điều chế HCl và HF bằng phản ứng:
2NaCl + H2 SO4 → Na2 SO4 + HCl
CaF2 + H2 SO4 → CaSO4 + 2HF
Nhưng không áp dụng phương pháp trên điều chế HBr và HI vì: HBr và HI có tính khử mạnh có thể phản ứng ngay với H2 SO4:
2HBr + H2 SO4 → Br2 + SO2 + 2H2 O
8HI + H2 SO4 → 4 I2 + H2 S + 4H2 O
Ví dụ 13: Tại sao người ta có thể điều chế các halogen: Cl2, Br2, I2 bằng cách cho hỗn hợp H2 SO4 đặc và MnO2 tác dụng với muối clorua, bromua, iotua nhưng phương pháp này không thể áp dụng điều chế F2? Bằng cách nào có thể điều chế được flo (F2)? Viết phương trình phản ứng điều chế Flo.
Bài giải:
Người ta có thể điều chế các halogen: Cl2, Br2, I2 bằng cách cho hỗn hợp H2 SO4 đặc và MnO2 tác dụng với muối clorua, bromua, iotua nhưng phương pháp này không thể áp dụng điều chế F2 vì: F có tính oxi hóa rất mạnh nên phương pháp duy nhất để diều chế F là dùng dòng điện để oxi hóa ion F-trong florua nóng chảy (PP điện phân).
PTHH Điện phân hỗn hợp KF và HF diễn ra như sau:
2HF → H2 + F2
(KF)
Ví dụ 14: Từ NaCl, MnO2, H2 SO4 đặc, Zn, H2 O. Hãy viết phương trình hóa học để điều chế khí hiđroclorua và khí Clo bằng 2 cách khác nhau?
Bài giải:
MnO2 + 4HCl
2NaCl + 2H2 O
2NaCltt + H2 SO4
H2 + Cl2 → 2HCl
B. Bài tập trắc nghiệm
Câu 1: Trong tự nhiên, các halogen... ?
A. chỉ tồn tại ở dạng đơn chất.
B. chỉ tồn tại ở dạng muối halogenua.
C. chỉ tồn tại ở dạng hợp chất.
D. tồn tại ở cả dạng đơn chất và hợp chất.
Đáp án: C
Câu 2: Cho 4 đơn chất F2; Cl2; Br2; I2. Chất có nhiệt độ sôi cao nhất là chất nào?
A. F2. B. Cl2. C. Br2. D. I2.
Đáp án: D
Câu 3: Halogen ở thể rắn (điều kiện thường), có tính thăng hoa là do?
A. flo. B. clo. C. brom. D. iot.
Đáp án: D
Câu 4: Hãy chỉ ra mệnh đề không chính xác trong các đáp án sau?
A. Tất cả muối AgX (X là halogen) đều không tan trong nước.
B. Tất cả các hiđro halogenua đều tồn tại ở thể khí, ở điều kiện thường.
C. Tất cả các hiđro halogenua khi tan vào nước đều cho dung dịch axit.
D. Các halogen (từ F2 đến I2) tác dụng trực tiếp với hầu hết các kim loại.
Đáp án: A
Câu 5: Dãy nào được sắp xếp đúng thứ tự tính axit và tính khử giảm dần?
A. HCl, HBr, HI, HF.
B. HI, HBr, HCl, HF.
C. HCl, HI, HBr, HF.
D. HF, HCl, HBr, HI.
Đáp án: B
Câu 6: Sục Clo vào nước, thu được nước Clo màu vàng nhạt. Trong nước Clo có chứa các chất gì?
A. Cl2, H2O.
B. HCl, HClO.
C. HCl, HClO, H2O.
D. Cl2, HCl, HClO, H2O.
Đáp án: D
Câu 7: Trong phòng thí nghiệm, Clo thường được điều chế theo phản ứng:
HCl đặc + KMnO4 → KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O
Hệ số cân bằng của HCl là?
A. 4. B. 8. C. 10. D. 16.
Đáp án: D
16HCl đặc + 2KMnO4 → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O
Câu 8: Trong phòng thí nghiệm người ta thường điều chế Clo bằng cách nào?
A. điện phân nóng chảy NaCl.
B. điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn.
C. phân huỷ khí HCl.
D. cho HCl đặc tác dụng với MnO2; KMnO4…
Đáp án: D
16HCl đặc + 2KMnO4 → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O
4HCl + MnO2 → Cl2 + MnCl2 + 2H2O
Câu 9: Cho các phản ứng sau:
(a) 4HCl + PbO2 → PbCl2 + Cl2 + 2H2O
(b) HCl + NH4HCO3 → NH4Cl + CO2 + H2O
(c) 2HCl + 2HNO3 → 2NO2 + Cl2 + 2H2O
(d) 2HCl + Zn → ZnCl2 + H2
Số phản ứng trong đó HCl thể hiện tính khử là?
A. 2. B. 4. C. 1. D. 3.
Đáp án: A
Các phản ứng trong đó HCl thể hiện tính khử là: a, c
Câu 10: Dãy nào được xếp đúng thứ tự tính axit giảm dần và tính oxi hoá tăng dần?
A. HClO, HClO3, HClO2, HClO4.
B. HClO4, HClO3, HClO2, HClO.
C. HClO, HClO2, HClO3, HClO4.
D. HClO4, HClO2, HClO3, HClO.
Đáp án: B
Câu 11: Clorua vôi, nước Gia-ven (Javel) và nước clo thể hiện tính oxi hóa là vì?
A. chứa ion ClO-, gốc của axit có tính oxi hóa mạnh.
B. chứa ion Cl-, gốc của axit clohiđric điện li mạnh.
C. đều là sản phẩm của chất oxi hóa mạnh Cl2 với kiềm.
D. trong phân tử đều chứa cation của kim loại mạnh.
Đáp án: A
Câu 12: Phương pháp duy nhất để điều chế Flo là gì?
A. Cho dung dịch HF tác dụng với MnO2.
B. Điện phân nóng chảy hỗn hợp NaF và NaCl.
C. Điện phân nóng chảy hỗn hợp KF và HF.
D. Cho Cl2 tác dụng với NaF.
Đáp án: C