Tính chất vật lý của Clo, Tính chất hóa học của Clo, Cách điều chế và Ứng dụng của Clo - Hóa 10 bài 22

Bài viết này sẽ giúp các em hiểu rõ hơn tính chất vật lý, tính chất hóa học của Clo, cách điều chế clo trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp? Ứng dụng của clo trong đời sống sản xuất?

• Kí hiệu hóa học của Clo: Cl
• Số hiệu nguyên tử: 17
• Cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵
• Khối lượng nguyên tử: 35,5
• Công thức phân tử: Cl₂
• Khối lượng phân tử: 71

I. Tính chất vật lý của Clo

- Ở điều kiện thường, Clo là chất khí màu vàng lục, mùi xốc, rất độc.

- Nặng gấp 2,5 lần không khí và tan trong nước. Dung dịch của khí Clo trong nước gọi là nước Clo có màu vàng nhạt.

- Clo tan ít trong nước (ở 20^oC, 1 lít nước hòa tan 2,5 lít khí Clo) tạo thành nước Clo có màu vàng nhạt. Khí Clo tan nhiều trong dung môi hữu cơ như benzen, etanol, hexan, cacbon tetraclorua…

II. Tính chất hóa học của Clo

- Clo là chất oxi hóa mạnh. Trong các phản ứng hóa học, Clo dễ nhân thêm 1e tạo thành ion Cl^–: Cl + 1e ⟶  Cl^–

Tính chất hóa học của Clo:

1. Tác dụng với kim loại
2. Tác dụng với Hidro
3. Tác dụng với nước

1. Clo tác dụng với kim loại

- Khí Clo oxi hóa được hầu hết các kim loại tạo ra muối clorua.

> Lưu ý: Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường hoặc không cao lắm; tốc độ nhanh và tỏa nhiều nhiệt.

2. Clo tác dụng với hiđro

- Ở nhiệt độ thường, khí clo không phản ứng với hiđro

- Khi chiếu sáng hỗn hợp bởi ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng của magie cháy thì phản ứng xảy ra nhanh và có thể nổ (mạnh nhất khi tỉ lệ mol là 1:1)

3. Clo tác dụng với nước

- Khi tan trong nước, một phần khí Clo tác dụng với nước tạo ra hỗn hợp axit clohiđric và axit hipoclorơ có tính tẩy màu mạnh do có HClO là chất oxi hóa rất mạnh.

* Ngoài ra, Clo còn có thể tác dụng với dung dịch kiềm và một số hợp chất có tính khử.

- Clo tác dụng với dung dịch kiềm NaOH

- Clo tác dụng với một số hợp chất có tính khử

 4Cl₂ + H₂S + 4H₂O → 8HCl + H₂SO₄

 Cl₂  + SO₂ + 2H₂O → 2HCl + H₂SO₄

> Nhận xét:

- Khi tham gia phản ứng với H₂, kim loại và các chất khử, clo đóng vai trò là chất oxi hóa

- Khi tham gia phản ứng với H₂O và dung dịch kiềm, Clo đóng vai trò vừa là chất Oxihóa vừa là chất Khử.

III. Trạng thái tự nhiên của clo

- Trong tự nhiên, Clo có hai đồng vị bền là  và   , nguyên tử khối trung bình là 35,5.

- Clo tồn tại trong tự nhiên ở dạng hợp chất, chủ yếu là muối natri clorua (NaCl) có trong nước biển và muối mỏ. Hợp chất khác của Clo cũng phổ biến trong tự nhiên là khoáng vật như Cacnalit KCl. MgCl₂. 6H₂O và Xinvinit NaCl. KCl.

IV. Ứng dụng của Clo

- Clo được dùng để tiệt trùng nước sinh hoạt; tẩy độc khi xử lí nước thải; dùng tẩy trắng vải, sợi, giấy,...

- Sản xuất các hóa chất hữu cơ như: dung môi cacbon tetraclorua, đicloetan,... để chiết chất béo, khử dầu mỡ trên kim loại; một số chất hữu cơ chứa Clo dùng làm thuốc diệt côn trùng; từ sản phẩm hữu cơ chứa Clo sản xuất chất dẻo như nhựa PVC, cao su tổng hợp, sợi tổng hợp,...

- Sản xuất các hóa chất vô cơ như axit clohiđric, sản xuất các chất tẩy trắng, sát trùng như nước Gia-ven, Clorua vôi.

V. Điều chế Clo trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp

1. Điều chế Clo trong phòng thí nghiệm

- Khí Clo được điều chế trong phòng thí nghiệm bằng cách cho axit clohiđric đặc tác dụng với chất oxi hóa mạnh như KClO₃, MnO₂, KMnO₄, K₂Cr₂O₇,...

 MnO₂ + 4HCl  MnCl₂

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