Nhóm Halogen: Tóm tắt lý thuyết và Bài tâp luyện tập - Hóa 10 bài 26

08:38:1716/03/2022

Ở các bài trước các bạn đã tìm hiểu khái quát về nhóm halogen, tính chất của clo, các hợp chất của clo như hidro clorua, axit clohidric và muối clorua, các hợp chất có oxi của clo cũng như tính chất của flo, brom, iot.

Nội dung bài viết này giúp các bạn nắm vững kiến thức về đặc điểm cấu tạo lớp electren ngoài cùng, cấu tạo phân tử của đơn chất halogen. Sự biến thiên tính chất của các đơn chất và hợp chất halogen khi đi từ flo đến iot. Nguyên tắc chung của phương phap điều chế halogen.

A. Kiến thức cần nắm vững

I. Cấu tạo nguyên tử và phân tử của các halogen

- Từ F₂ đến I₂ bán kính nguyên tử tăng dần, độ âm điện giảm dần, tính oxi hóa giảm dần.

- Lớp ngoài cùng có 7e.

- Phân tử gồm 2 nguyên tử, có liên kết cộng hóa trị không cực.

Cấu hình electron và cấu tạo phân tử nhóm halogen

II. Tính chất hóa học nhóm Halogen

- Tính oxi hóa: Oxi hóa được hầu hết kim loại, nhiều phi kim và hợp chất

- Tính oxi hóa giảm dần từ flo tới iot.

Độ âm điện và tính oxi hóa của nhóm halogen

- Tính chất hóa học của nhóm halogen thể hiện qua bảng dưới đây:

Tính chất hóa học của nhóm halogen

III. Tính chất hóa học của các hợp chất halogen

1. Axit halogenhidric

- Gồm các axit: HF; HCl; HBr; HI

- Tính axit tăng dần từ HF đến HI

2. Hợp chất có oxi

- Nước Gia-ven và clorua vôi có tính tẩy màu và sát trùng do: NaClO, CaOCl₂ là các chất oxi hóa mạnh.

IV. Phương pháp điều chế các đơn chất halogen

Phương pháp điều chế các halogen

V. Phân biệt các ion F^-, Cl^-, Br^-, I^-

- Dùng AgNO₃ làm thuốc thử:

NaF + AgNO₃ → không phản ứng

NaCl + AgNO₃ → AgCl↓_(trắng) + NaNO₃

NaBr + AgNO₃ → AgBr↓_{(vàng nhạt)} + NaNO₃

NaI + AgNO₃ → AgI↓_{(vàng đậm)} + NaNO₃

B. Bài tập luyện tập nhóm Halogen

* Bài 1 trang 118 SGK Hóa 10: Dãy aixt nào sau đây được sắp xếp đúng theo thứu tự tính axit giảm dần:

A. HCl, HBr, HI, HF.

B. HBr, HI, HF, HCl.

C. HI, HBr, HCl, HF.

D. HF, HCl, HBr, HI.

> Lời giải:

- Chọn đáp án đúng: C.

* Bài 2 trang 118 SGK Hóa 10: Đổ dung dịch AgNO₃ vào dung dịch muối nào sau đây sẽ không có phản ứng:

A. NaF. B. NaCl.

C. NaBr. D. NaI.

> Lời giải:

- Chọn đáp án: A. NaF không phản ứng.

* Bài 3 trang 118 SGK Hóa 10: Brom đóng vai trò gì trong phản ứng sau:

SO₂ + Br₂+ 2H₂O → H₂SO₄ + 2HBr.

A. Chất khử.

B. Chất oxi hóa.

C. Vừa là chất oxi hóa, vừa là chất khử.

D. Không là chất oxi hóa, không là chất khử.

Chọn đáp án đúng.

> Lời giải:

- Chọn đáp án: B. chất oxi hóa.

* Bài 4 trang 118 SGK Hóa 10: Chọn câu đúng khi nói về flo, clo, brom, iot:

A. Flo có tính oxi hóa rất mạnh, oxi hóa mãnh liệt nước.

B. Clo có tính oxi hóa mạnh, oxi hóa được nước.

C. Brom có tính oxi hóa mạnh, nhưng yếu hơn flo và clo, nó cũng oxi hóa được nước.

D. Iot có tính oxi hóa yếu hơn flo, clo, brom nhưng cũng oxi hóa được nước.

> Lời giải:

- Chọn đáp án: A.

* Bài 5 trang 119 SGK Hóa 10: Một nguyên tố halogen có cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử là 4s²4p⁵.

a) Viết cấu hình electron nguyên tử đầy đủ của nguyên tử.

b) Tên, kí hiệu và cấu tạo phân tử của nguyên tố hóa học này.

c) Nêu tính chất hóa học cơ bản của nguyên tố này và dẫn ra những phản ứng hóa học để minh họa.

d) So sánh tính chất hóa học của nguyên tố này với 2 nguyên tử halogen khác đứng trên và dưới nó trong nhóm halogen và dẫn ra phản ứng hóa học để minh họa.

> Lời giải:

a) Halogen có cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử là 4s²4p⁵, cấu hình electron đầy đủ là: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵.

b) Tên nguyên tố là brom, kí hiệu là Br, công thức phân tử là Br₂.

c) Tính chất hóa học cơ bản của nguyên tố này là tính oxi hóa.

- Brom phản ứng với nhiều kim loại.

3Br₂ + 2Al → 2AlBr₃

- Brom tác dụng với nước tương tự clo nhưng khó khăn hơn.

Br₂ + H₂O ⇆ HBr + HBrO.

- Brom thể hiện tính khử khi tác dụng với chất oxi hóa mạnh

Br₂ + 5Cl₂ + 6H₂O → 2HBrO₃ + 10HCl

- Brom có thể occi hóa muối iotua thành iot

Br₂ + 2NaI → 2NaBr + I₂

d) So sánh tính chất hóa học của brom với clo và iot.

Brom có tính oxi hóa yếu hơn clo nhưng mạnh hơn iot nên:

Cl₂ + 2NaBr → 2NaCl + Br₂

Br₂ + 2NaI → 2NaBr + I₂.

* Bài 6 trang 119 SGK Hóa 10: Có những chất sau: KMnO₄, MnO₂, K₂Cr₂O₇ và dung dịch HCl.

a) Nếu các chất oxi hóa có khối lượng bằng nhau thì chọn chất nào có thể điều chế được lượng khí clo nhiều hơn?

b) Nếu chất oxi hóa có số mol bằng nhau thì chọn chất nào có thể điều chế được lượng khí clo nhiều hơn?

Hãy trả lời bằng cách tính toán trên cơ sở của các phương trình phản ứng.

> Lời giải:

a) Giả sử lấy mỗi chất a gam

MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O (1)

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

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

- Theo PTPƯ (1) thì: n_Cl2 = n_MnO2 = a/87 (mol)

- Theo PTPƯ (2) thì: $\small n_{Cl_2}=\frac{5}{2}n_{KMnO_4}=\frac{5}{2}.\frac{a}{158}=\frac{a}{63,2}(mol)$

- Theo PTPƯ (3) thì: $\small n_{Cl_2}=3n_{K_2Cr_2O_7}=3.\frac{a}{294}(mol)=\frac{a}{98}(mol)$

Ta thấy: $\small \frac{a}{63,2}>\frac{a}{87}>\frac{a}{98}$

Vậy lượng Cl₂ điều chế được từ phương trình (2) là nhiều nhất

Vậy dùng KMnO₄ điều chế được nhiều Cl₂ hơn.

b) Nếu số mol các chất bằng n mol

Theo (1) n_mol MnO₂ → n_mol Cl₂

Theo (2) n_mol KMnO₄ → 2,5 n_mol Cl₂

Theo (3) n_mol K₂Cr₂O₇→ 3n_molCl₂

Ta có: 3n > 2,5n > n

⇒ lượng Cl₂ điều chế được từ pt (3) nhiều nhất.

Vậy dùng K₂Cr₂O₇được nhiều hơn Cl₂ hơn.

* Bài 7 trang 119 SGK Hóa 10: Tính khối lượng HCl bị oxi hóa bởi MnO₂, biết rằng khí Cl₂ sinh ra trong phản ứng đó có thể đẩy được 12,7g I₂ từ dung dịch NaI.

> Lời giải:

- Ta có PTHH:

Cl₂ + 2NaI → 2NaCl + I₂

- Theo bài ra, ta có: n_I2 = m/M = 12,7/254 = 0,05 mol.

- Theo PTPƯ thì: n_Cl2 = n_I2 = 0,05 mol.

4HCl + MnO₂ → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

- Theo PTPƯ: n_HCl = 4.n_Cl2 = 4.0,05 = 0,2 mol.

Vậy khối lượng HCl cần dùng là: m_HCl = 0,2.36,5 = 7,3g.

* Bài 8 trang 119 SGK Hóa 10: Nêu các phản ứng chứng minh rằng tính oxi hóa của clo mạnh hơn brom và iot

> Lời giải:

Clo oxi hóa dễ dàng ion Br— trong dung dịch muối bromua và I- trong dung dịch muối iotua:

Cl₂ + 2NaBr → 2NaCl + Br₂

Cl₂ + 2NaI → 2NaCl + I₂

* Bài 9 trang 119 SGK Hóa 10: Để điều chế flo, người ta phải điện phân dung dịch KF trong hidro florua lỏng đã loại bỏ hết nước. Vì sao phải tránh sự có mặt của nước?

> Lời giải:

- Khi điện phân hỗn hợp KF trong HF lỏng khan (đã được loại bỏ hết nước). Sở dĩ phải tránh sự có mặt của nước vì flo tác dụng với nước theo PTHH sau:

2F₂ + 2H₂O → 4HF + O₂

(Phản ứng thật ra rất phức tạp: đầu tiên có phản ứng hóa học:

F₂ + H₂O → 2HF + O

Một số nguyên tử oxi kết hợp với flo cho OF₂. Như vậy ta không điều chế được flo nguyên chất)

* Bài 10 trang 119 SGK Hóa 10: Trong một dung dịch có hòa tan 2 muối là NaBr và NaCl. Nồng độ phần trăm của mỗi muối trong dụng dịch đều bằng nhau và bằng C%. Hãy xác định nồng độ C% của 2 muối trong dung dịch biết rằng 50g dung dịch hai muối nói trên tác dụng vừa đủ với 50ml dung dịch AgNO₃ 8%, có khối lượng riêng D = 1,0625 g/cm³.

> Lời giải:

- Theo công thức tính nồng độ phần trăm: $\small C%=\frac{m_{ct}}{m_{dd}}.100%$

nên suy ra: $\small m_{ct}=\frac{m_{dd}}{100%}.C%$

mà m_dd = D.V (theo bài ra, D=1,0625 g/cm³, V=50ml) nên ta có:

Khối lượng chất tan AgNO₃ có trong dung dịch là:

$\small m_{AgNO_3}=\frac{50.1,0625.8}{100}=4,25(g)$

Suy ra số mol AgNO₃ là: $\small n_{AgNO_3}=\frac{m}{M}=\frac{4,25}{170}=0,025(mol)$

- Gọi x, y là lượt là số mol muối NaBr và NaCl

- Phương trình hóa học của phản ứng:

NaBr + AgNO₃ → AgBr + NaNO₃

x x x(mol)

NaBr + AgNO₃ → AgBr + NaNO₃

y y y(mol)

- Theo bài ra, nồng độ phần trăm của mỗi muối trong dung dịch bằng nhau và khối lượng dung dịch là 50g, do đó khối lượng NaCl bằng khối lượng NaBr, nên ta có:

103x = 58,5y (1)

- Theo PTPƯ, thì: n_NaBr = n_AgNO3; n_NaCl = n_AgNO3

⇒ n_NaBr + n_NaCl = n_AgNO3

Tức là: x + y = 0,025 (2)

Giải hệ phương trình lập từ (1) và (2) ta được:

x ≈ 0,009 mol; y≈ 0,016 mol

Vậy khối lượng NaBr và NaCl là:

m_NaBr = m_NaCl = 103.0,009 = 0,927g

Nồng độ phần trăm của muối là: $\small C%=\frac{0,927}{50}.100%=1,86%$

* Bài 11 trang 119 SGK Hóa 10: Cho 300ml một dung dịch có hòa tan 5,85g NaCl tác dụng với 200ml dung dịch có hòa tan 34g AgNO₃, người ta thu được một kết tủa và nước lọc.

a) Tính khối lượng chất kết tủa thu được.

b) Tính nồng độ mol chất còn lại trong nước lọc. Cho rằng thể tích nước lọc thu được không thay đổi đáng kể

> Lời giải:

- Theo bài ra, thì: $\small n_{NaCl}=\frac{5,85}{58,5}=0,1(mol)$

$\small n_{AgNO_3}=\frac{34}{170}=0,2(mol)$

a) Phương trình hóa học của phản ứng:

NaCl + AgNO₃ → AgCl↓ + NaNO₃

- Theo PTPƯ thì: n_AgNO3 ₍_pư) = n_AgCl = n_NaCl = 0,1 mol

b) Theo bài ra, có: V_dd = 300 + 200 = 500 ml = 0,5(lít)

n_AgNO3 (dư) = 0,2 – 0,1 = 0,1 mol;

- Theo PTPƯ: n_NaNO3 = n_NaCl = 0,1 mol

Vậy: C_M(NaNO3) = C_M(AgNO3) = 0,1/0,5 = 0,2 (mol/l).

* Bài 12 trang 119 SGK Hóa 10: Cho 69,6g MnO₂ tác dụng với dung dịch HCl đặc, dư. Dẫn khí thoát ra đi vào 500ml dung dịch NaOH 4M (ở nhiệt độ thường).

a) Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra.

b) Xác định nồng độ mol/l của những chất có trong dung dịch sau phản ứng. Biết rằng tinh thể của dung dịch sau phản ứng thay đổi không đáng kể.

> Lời giải:

- Theo bài ra, thì: n_NaOH= 0,5.4 = 2 mol

a) Phương trình hóa học của phản ứng :

MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O (1)

0,8 mol 0,8mol 0,8 mol

Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O (2)

0,8mol → 1,6 mol 0,8mol 0,8mol

b) Xác định nồng độ mol/l

- Theo PTPƯ (1): n_Cl2 = m_MnCl2 = n_MnO2 = 0,8(mol)

- Theo PTPƯ (2): n_NaCl = m_NaClO = n_Cl2 = 0,8(mol)

n_{NaOH (pư)} = 2n_Cl2 = 2.0,8 = 1,6(mol)

⇒ n_{NaOH (dư)} = 2 - 1,6 = 0,4(mol)

Nồng độ mol/l của các chất trong dung dịch sau phản ứng:

C_M(NaCl) = C_M(NaClO) = C_M(MnCl2) = 0,8/0,5 = 1,6(mol/l).

C_{M(NaOH dư)} = 0,4/0,5 = 0,8(mol/l).

* Bài 13 trang 119 SGK Hóa 10: Khí oxi có lẫn tạp chất là khí clo. Làm thế nào để loại bỏ tạp chất đó.

> Lời giải:

- Cho hỗn hợp khí qua dung dịch NaOH, khi clo tác dụng với dung dịch NaOH, ta thu được khí O₂.

Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O.

Trên đây KhoiA.Vn đã giới thiệu với các em về Nhóm Halogen: Tóm tắt lý thuyết và Bài tâp luyện tập. Hy vọng bài viết giúp các em hiểu rõ hơn. Nếu có câu hỏi hay góp ý các em hãy để lại bình luận dưới bài viết, chúc các em thành công.

Nhóm Halogen: Tóm tắt lý thuyết và Bài tâp luyện tập - Hóa 10 bài 26

Tags

Đánh giá & nhận xét