Đề kiểm tra 45 phút Hóa 10 Chương 7: Nguyên tố nhóm Halogen

 Độ âm điện của các nguyên tố:

F: 3,98

Cl: 3,16.

Br: 2,96

I: 2,66

Điều chế chlorine (Cl₂) trong phòng thí nghiệm:

Cho quặng pyrolusite (MnO₂) tác dụng với hydrochloric acid đặc:

MnO₂ + 4HCl_(đặc) MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

Ngoài ra, còn có thể thay MnO₂ bằng KMnO₄ rắn để điều chế khí Cl₂:

2KMnO₄ + 16HCl_(đặc) 2KCl + 2MnCl₂ + 5Cl₂ + 8H₂O

Hầu hết các muối halide đều dễ tan trong nước, trừ một số muối không tan silver chloride, silver bromide, silver iodide và một số muối ít tan như lead chloride, lead bromide.

Cho hỗn hợp NaCl và NaBr tác dụng vừa đủ với 1,12 lít khí Cl₂ (ở đktc):

2NaBr  + Cl₂ → 2NaCl + Br₂ 

0,1     0,05

Cho hỗn hợp đó tác dụng với AgNO₃ dư thì tạo ra kết tủa 25,975 gam kết tủa:

AgNO₃ + NaBr → AgBr↓ + NaNO₃

                0,1   →    0,1

AgNO₃ + NaCl → AgCl↓ + NaNO₃

0,1.188 + 143,5.n_AgCl = 25,975

⇒ n_AgCl = 0,05 mol

Phần trăm về số mol của NaBr trong hỗn hợp đầu là

n_Cl2 = 0,6 mol, n_KCl = 0,5 mol.

Phản ứng với KOH ở 100^oC:

        3Cl₂ + 6KOH → 5KCl + KClO₃ + 3H₂O.

mol: 0,3     0,6        0,5 

Ta có: 0,3 < 0,6  ⇒ Cl₂ dư nên số mol KOH tính theo số mol KCl

⇒ n_KOH = 0,6 mol

n_MnO2 = 0,1 mol

Phương trình hóa học:

MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

   0,1        →                      0,1                mol

Zn + 2HCl → H₂ + ZnCl₂

0,2          →   0,2                         mol

H₂ + Cl₂ → 2HCl + H₂

Lập tỉ lệ:

⇒ Sau phản ứng H₂ dư, Cl₂ hết.

⇒ n_HCl = 2n_Cl2 = 2.0,1 = 0,2 mol

⇒ m_HCl = 0,2.36,5 = 7,1 g

Phân tử hydrogen halide (HX) gồm một liên kết cộng hóa trị. Các phân tử HX là phân tử phân cực.

Gọi số mol của FeCl₂ là x Số mol của NaCl là 2x:

127x + 58,5.2x = 24,4 ⇒ x = 0,1 (mol)

Phương trình hóa học:

FeCl₂ + 2AgNO₃ → 2AgCl + Fe(NO₃)₂

0,1              →              0,2

NaCl + AgNO₃ → AgCl + NaNO₃

0,2             →          0,1

Fe(NO₃)₂ + AgNO₃ → Fe(NO₃)₃ + Ag

0,1            →                                   0,1

m = m_AgCl + m_Ag = (0,2 + 0,2).143,5 + 108.0,1 = 68,2 (g)

H₂ + Cl₂ → 2HCl                          (1)

Vì n_H2 > n_Cl2 nên hiệu suất phản ứng tính theo Cl₂.

AgNO₃ + HCl → AgCl + HNO₃

n_{HCl (trong 5g A)} = n_AgCl = 0,01 mol

n_{HCl (trong 20g A)} = 0,01.4 = 0,04 mol

Theo phương trình (1) ta có:

n_{Cl2 p/ứ} = 0,5.n_HCl = 0,5.0,04 = 0,02 mol

Sodium bromide khử được sulfuric acid đặc thành sulfur dioxide:

2NaBr + 2H₂SO₄ → Na₂SO₄ + Br₂ + SO₂ + 2H₂O

Muối sodium chloride (NaCl) là nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp hóa chất để điều chế Cl₂, H₂, NaOH, nước Gia-ven, … Đặc biệt, NaCl có vai trò quan trọng trong bảo quản thực phẩm và làm gia vị thức ăn. 

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

Theo phương trình hóa học:

n_KMnO4 = 2/5.n_Cl2 = 0,06 mol

m_KMnO4 = 0,06.158 = 9,48 gam

HCl + AgNO₃ → AgCl↓ + HNO₃

n_HCl = 0,2 (mol) 

  m_HCl = 0,2.36,5 = 7,3 (g) 

m_{rắn sau} − m_M = m_Cl2 + m_O2

⇒ 71n_Cl2 + 32n_O2 = 23 − 7,2 = 15,8 g                     (1)

⇒ n_khí = n_Cl2 +n_O2 = 0,25 mol                                  (2)

Giải hệ (1) và (2) ⇒ n_Cl2 = 0,2; n_O2 = 0,05 mol

Gọi hóa trị của M là x.

 Bảo toàn electron ta có:

x.n_M = 2n_Cl2 + 4n_O2

⇒ M_M = 12x

⇒ x = 2 thỏa mãn ⇒ M_M = 24 g/mol

Vậy kim loai M là magnesium (Mg).

Kim loại nhóm IIA, có mức oxi hóa = +2 trong hợp chất.

n_H2 = 0,03 mol

Gọi X là kí hiệu chung của 2 kim loại

X + 2HCl → XCl₂ + H₂

0,03     ←            0,03 (mol)

⇒ M = 55,6

M_Ca = 40 < 55,67 < M_Sr = 88

Các nguyên tử halogen có 7 electron ở lớp ngoài cùng, dễ nhận thêm 1 electron để đạt được cấu hình electron bền của khí hiếm gần nhất:

ns²np⁵ + 1e ns²np⁶

Do vậy, số oxi hóa đặc trưng của các halogen trong hợp chất là –1.

Chú ý: Khi liên kết với các nguyên tố có độ âm điện lớn, các halogen có thể có số oxi hóa dương (trừ fluorine).

Khi cho 5 g Br₂ có lẫn Cl₂ phản ứng với KBr thì khối lượng muối giảm là :

1,6 - 1,155 = 0,445 (g)

Phương trình hóa học:

      Cl₂ + 2KBr → 2KCl + Br₂

LT: 71g    238g     149g Khối lượng muối giảm đi 238 – 149 = 89 g

TT: xg                0,445g khối lượng muối giảm

Ta có:

 Mỗi nguyên tử nguyên tố nhóm VIIA đều có 7 electron lớp ngoài cùng, dạng  ns²np⁵.

Trong y học, dung dịch iodine loãng trong ethanol được dùng làm thuốc sát trùng.

 Dung dịch nước của hydrogen fluoride là hydrofluoric acid có khả năng hòa tan silicon dioxide nên có khả năng ăn mòn thủy tinh:

 SiO₂(s) + 4HF(aq) SiF₄(g) + 2H₂O(l) 

100 m³ = 100 000 dm³ = 100 000 lít

Khử trùng 1 lít nước sinh hoạt cần 5 mg Cl₂

Khử trùng 100 000 lít nước sinh hoạt cần khối lượng Cl₂ là:

5.100 000 = 500 000 mg Cl₂ = 500 g 

Sodium iodide có thể khử được sulfuric acid đặc thành hydrogen sulfide:

8NaI + 5H₂SO₄ 4Na₂SO₄ + 4I₂ + H₂S + 4H₂O

Các phản ứng hóa học xảy ra là: (b), (d), (e).

(b) 2NaBr + 2H₂SO₄ → Na₂SO₄ + Br₂ + SO₂ + 2H₂O

(d) NaCl (rắn) + H₂SO₄ (đặc) → NaHSO₄ + HCl

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

Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi tăng từ F₂ đến I₂ do:

- Tương tác van der Waals giữa các phân tử tăng.

- Khối lượng phân tử tăng.

Theo chiều từ F → Cl → Br → I, giá trị độ âm điện của các đơn chất giảm dần Độ phân cực tăng dần.

Thứ tự giảm dần mức độ phân cực của liên kết là: HI, HBr, HCl.

Kim loại Cu không tác dụng với dung dịch hydrochloric acid.

MgO, Cu(OH)₂, AgNO₃ tác dụng với dung dịch hydrochloric acid.

Phương trình hóa học:

MgO + 2HCl  → MgCl₂ + H₂O

Cu(OH)₂ + 2HCl  → CuCl₂ + 2H₂O

AgNO₃ + HCl  → AgCl↓ + HNO₃

Giả sử ở mỗi phản ứng có 1 mol Cl₂ phản ứng.

Ở nhiệt độ thường:

Cl₂ + NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

1          →            1 →      1                 mol

Ở nhiệt độ cao:

m₁ = 58,5 + 74,5 = 133 gam                                  (1)

3Cl₂ + 6NaOH 5NaCl + NaClO₃ + 3H₂O

1 → →                                       mol

Từ (1) và (2) ta được m₁ : m₂ = 1 : 1

Trong phản ứng, chlorine là chất nhận electron nên là chất oxi hóa.

Nhóm VIIA trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học còn gọi là nhóm halogen.

Gọi X là n.

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

m_X + m_Cl2 = m_XCln 1,12 + m_Cl2 = 3,25 m_Cl2 = 2,13 g

Phương trình phản ứng:

    2X  +  nCl₂ → 2XCl_n

n = 3 X = 56 (Fe)

2KBr + Cl₂ → 2KCl + Br₂

2KI + Cl₂ → 2KCl + I₂

8NaI + 9H₂SO₄ ⟶ 4I₂ + H₂S + 8NaHSO₄ + 4H₂O

Tổng hệ số cân bằng là: 8 + 9 + 8 + 4 + 1 + 4 = 34 

Từ HCl đến HI, nhiệt độ sôi tăng do:

• Lực tương tác van der Waals giữa các phân tử tăng.
• Khối lượng phân tử tăng.

Phản ứng không đúng là: HF + NaCl → NaF + HCl

Do phản ứng này không xảy ra.

Chất rắn không tan là Cu.

n_H2 = 0,2 (mol)

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂

0,2            ←               0,2 (mol)

m_Zn = 0,2.65 = 13 (g)

⇒ m_Cu = 15 – 13 = 2 (g)

Khí A là H₂: 

Phương trình hóa học:

Mg + 2HCl MgCl₂ + H₂

2Al + 6HCl 2AlCl₃ + 3H₂

Chất rắn B là Cu không phản ứng.

m_Mg + m_Al = 10,14 1,54 = 8,6 g

Ta có: n_HCl = 2n_H2 = 2.0,35 = 0,7 (mol)

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:

m_Mg + m_Al + m_HCl = m_muối + m_H2

8,6 + 0,7.36,5 = m_muối + 0,35.2

m_muối = 33,45 (g)

 Chlorine không  tác dụng với: I₂; O₂; N₂