Luyện tập hydrogen halide và hydrohalic acid

Các chất tác dụng được với hydrochloric acid: Fe, CuO, Ba(OH)₂

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

CuO + 2HCl → CuCl₂ + 2H₂O

Ba(OH)₂ + 2HCl → BaCl₂ + 2H₂O

Phương trình phản ứng:

MnO₂ + 4HCl → Cl₂ + MnCl₂ + 2H₂O

  1            →         1

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

    1       →                 2,5

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

    1              →           3

CaOCl₂ + 2HCl → Cl₂ + CaCl₂ + H₂O

     1         →            1

Vậy 1 mol K₂Cr₂O₇ cho lượng khí Cl₂ lớn nhất.

Phương trình phản ứng:

CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O

Hiện tượng quan sát được: Copper (II) oxide tan dần tạo dung dịch có màu xanh (CuCl₂).

Nguyên nhân chủ yếu làm tăng độ mạnh của các acid theo dãy trên là do sự giảm độ bền liên kết theo thứ tự HF, HCl, HBr, HI.

NaF(aq) + AgNO₃(aq) → không xảy ra phản ứng 

NaCl(aq) + AgNO₃(aq) →  AgCl(s) + NaNO₃(aq) 

NaBr(aq) + AgNO₃(aq) →AgBr(s) + NaNO₃(aq) 

NaI(aq) + AgNO₃(aq) → AgI(s) + NaNO₃(aq) 

Trong dãy hydrohalic acid, tính acid tăng dần từ HF đến HI.

Vậy HF có tính acid yếu nhất.

CaX₂ + 2AgNO₃ → Ca(NO₃)₂ + 2AgX↓

n_AgX = 2n_CaX2 = 0,05.2 = 0,1 mol

m_AgX = 18,8/0,1 = 188

108 + X = 188

X = 80 (Br)

Vậy công thức của muối là CaBr₂.

n_HCl = 0,5 (mol), m_{HCl thêm vào} = 0,5.36,5 = 18,25 (g)

m_{HCl (trong dung dịch 16%)} = 0,16m_dd

Sau khi thêm 11,2 lít Cl₂:

m_dd = 365 gam

Ta thấy n_HCl tăng gấp đôi mà khối lượng chất rắn (2) tăng lên không gấp đôi so với (1) ⇒ cốc 1 acid hết, kim loại dư; cốc (2) acid dư.

• Xét ở cốc (1):

 m_Cl- = 4,86 - 2,02 = 2,84 g

 n_Cl- = 2,84/35,5 = 0,08 mol

⇒ n_HCl = 0,08 mol

⇒ CM HCl = 0,08/0,2 = 0,4M

• Xét ở cốc (2):

⇒ m_Cl- = 5,57- 2,02 = 3,55 g

⇒ n_Cl- = 3,55/35,5 = 0,1 mol

Gọi x, y lần lượt là số mol Mg, Zn

Ta có

m_hh = 24x + 65y = 2,02 (1)

Bảo toàn electron:

2x + 2y = 0,1 (2)

⇒ x = 0,03; y = 0,02

⇒ m_Mg = 0,03 .24 = 0,72 g

Xu hướng phân cực giảm từ HF đến HI là do độ âm điện giảm dần từ F đến I làm cho sự chênh lệch độ âm điện giữa H và halogen giảm dần. 

⇒ Độ phân cực H – X giảm dần từ HF đến HI.

• Khi phản ứng với sulfuric acid đặc, Cl^- không thể hiện tính khử.

• Tính khử của các ion halide tăng theo dãy: Cl^-; Br^-; I^-.

• Dùng silver nitrate phân biệt các ion, các phản ứng xảy ra thu được:

AgCl: chất không tan màu trắng.

AgBr: chất không tan màu vàng nhạt.

AgI: chất không tan màu vàng đậm.

n_H2 = 1/2 = 0,5 mol.

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

Gọi số mol Mg và Fe lần lượt là x, y:

n_H2 = x + y = 0,5 mol               (1)

m_hh = 24x + 56y = 20 gam      (2)

Từ (1) và (2) ta có: x = y = 0,25 mol.

m_MgCl2 = 0,25. 95 = 23,75 gam

m_FeCl2 = 0,25.127 = 31,75 gam

m_{muối haide} = 23,75 + 31,75 = 55,5 gam

Hợp chất gồm nguyên tố halogen và nguyên tố hydrogen, có dạng HX, được gọi chung là hydrogen halide.

Bảo toàn electron:

• Cho hỗn hợp X vào dung dịch HCl:

2n_Zn + 2n_Mg + 2n_Fe = 2n_H2 = 1,0 mol

• Cho X tác dụng với khí Cl₂:

2n_Zn + 2n_Mg + 3n_Fe = 2n_Cl2 = 1,1 mol

⇒ n_Fe = 1,1 - 1,0 = 0,1 mol

⇒ m_Fe = 5,6 gam

Hydrogen fluoride có nhiệt độ sôi cao bất thường so với các chất còn lại trong dãy, do giữa các phân tử hydrogen fluoride còn tạo liên kết hydrogen với nhau:

^…H-F^…H-F^… → (HF)_n

2 kg dung dịch hydrofluoric acid 40% có:

Ta có sơ đồ: CaF₂ → 2HF.

Theo sơ đồ phản ứng:

Cứ 78 kg CaF₂ điều chế được 2.20 = 40 kg HF

Để điều chế được 0,8 kg HF thì cần khối lượng CaF₂ (với hiệu suất 80%) là:

m_{rắn sau} − m_M = m_X ⇒ 71.n_Cl2 + 32.n_O2 = 23 − 7,2 = 15,8 g (1)

⇒ n_khí = n_Cl2 +n_O2 = 0,25 mol (2)

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

Gọi hóa trị của M là x

Bảo toàn electron:

0,6/x           0,6

0,2 0,4

0,05 0,2

HCl là chất nhường electron HCl có tính khử.

Một lượng đáng kể hydrogen fluorine được dùng trong sản xuất cryolite (thành phần chính là Na₃AlF₆) đóng vai trò “chất chảy” trong quá trình sản xuất nhôm (aluminium) từ aluminium oxide.