Chuỗi phản ứng Halogen (Chương Halogen Hóa học 10)

1. Chuỗi phản ứng Halogen | Chương Halogen Hóa học 10:

Ví dụ 1. Cân bằng các phản ứng oxi hóa – khử sau:

a) KMnO4 + HCl → KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O

b) KClO3 + HCl → KCl + Cl2 + H2O

c) KOH + Cl2 → KCl + KClO3 + H2O

d) Cl2 + SO2 + H2O → HCl + H2SO4

e) Fe3O4 + HCl → FeCl2 + FeCl3 + H2O

f) CrO3 + HCl → CrCl3 + Cl2 + H2O

g) Cl2 + Ca(OH) 2 → CaCl2 + Ca(OCl)2 + H2O

Lời giải:

a, 2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2 O

b, KClO3 + 6HCl → KCl + 3Cl2 + 3H2 O

c, 6KOH + 3Cl2 → 5KCl + KClO3 + 3H2 O

d, Cl2 + SO2 + 2H2O → 2HCl + H2 SO4

e, Fe3 O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O

f, 2CrO3 + 12HCl → 2CrCl3 + 3Cl2 + 6H2 O

g, 2Cl2 + 2Ca(OH) 2 → CaCl2 + Ca(OCl)2 + 2H2O

Ví dụ 2. Hoàn thành chuỗi phản ứng sau:

a) MnO2 → Cl2 → HCl → Cl2 → CaCl2 → Ca(OH) 2 → Clorua vôi

b, KMnO4 → Cl2 → KCl → Cl2 → axit hipoclorơ

→ NaClO → NaCl → Cl2 → FeCl3

Lời giải:

a, MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2 O

H2 + Cl2 → 2HCl

2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2 O

Ca + Cl2 → CaCl2

CaCl2 + NaOH → Ca(OH)2 + NaCl

Cl2 + Ca(OH) 2 → CaOCl2 + H2O

b, 2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2 O

Cl2 + 2K → 2 KCl

2KCl → 2K + Cl2

Cl + H2 O → HCl+ HClO

Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2 O

NaClO + 2HCl → Cl2 + NaCl + H2 O

2NaCl + 2H2 O → H2 + 2NaOH + Cl2

2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3

2. Chuỗi bài tập trắc nghiệm về phản ứng Halogen:

Câu 1. Hoà tan khí Cl2 vào dung dịch KOH đặc, nóng, dư. Dung dịch thu được có các chất thuộc dãy nào dưới đây ?

A. KCl, KClO3, Cl2.    B. KCl, KClO3, KOH, H2O.

C. KCl, KClO, KOH, H2O.    D. KCl, KClO3.

Lời giải:

Đáp án: B

Khi ta hoà tan khí Cl2 vào dung dịch KOH đặc, nóng, dư, phản ứng xảy ra và tạo ra một dung dịch mới. Dung dịch này chứa các chất thuộc vào một trong những dãy sau đây:

3Cl2+ 6 KOH → 5KCl + KClO3 + 3H2O

Dãy chất có thể bao gồm các chất hiđroxide kim loại kiềm như KOCl và KClO3.

Dãy chất có thể bao gồm các chất hiđroxide kim loại kiềm thổ như KClO2 và KClO4.

Dãy chất có thể bao gồm các chất hiđroxide kim loại kiềm kim như KCl và KClO.

Dãy chất có thể bao gồm các chất hiđroxide kim loại kiềm kim loại quý như KClO4 và KClO2.

Câu 2. Hoà tan khí Cl2 vào dung dịch KOH loãng, nguội, dư. Dung dịch thu được có các chất thuộc dãy nào dưới đây ?

A. KCl, KClO3, Cl2.    B. KCl, KClO3, KOH, H2O.

C. KCl, KClO, KOH, H2O.    D. KCl, KClO3.

Lời giải:

Đáp án: C

Cl2+ 2 KOH → KCl + KClO + 3H2O

Khi ta tiến hành phản ứng hoà tan khí Cl2 vào dung dịch KOH loãng, nguội và dư, chúng ta thu được một dung dịch có chứa các chất thuộc dãy halogen. Cụ thể, trong dung dịch này chúng ta có KCl (kali clorua), KClO (kali clorat) và H2O (nước). Quá trình phản ứng có thể được biểu diễn như sau: Cl2 + 2 KOH → KCl + KClO + 3H2O.

Đây là một phản ứng oxi-hoá khá quan trọng, trong đó khí Cl2 oxi-hoá các ion OH- trong dung dịch KOH, tạo thành các chất trên. Các chất thu được trong dung dịch là các chất có tính oxi-hoá khác nhau, được sắp xếp theo thứ tự các halogen trong dãy halogen.

Mong rằng thông tin trên sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về quá trình phản ứng và các chất thu được từ việc hoà tan khí Cl2 vào dung dịch KOH loãng, nguội và dư.

Câu 3. Cho các chất sau : KOH (1), Zn (2), Ag (3), Al(OH)3 (4), KMnO4 (5), K2SO4 (6). Axit HCl tác dụng được với các chất :

A. (1), (2), (4), (5).    B. (3), (4), (5), (6).

C. (1), (2), (3), (4).    D. (1), (2), (3), (5).

Lời giải:

Đáp án: A

HCl + KOH → KCl + H2O

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O

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

Câu 4. Cho các chất sau : CuO (1), Zn (2), Ag (3), Al(OH)3 (4), KMnO4 (5), PbS (6), MgCO3 (7), AgNO3 (8), MnO2 (9), FeS (10). Axit HCl không tác dụng được với các chất :

A. (1), (2).       B. (3), (4).       C. (5), (6).    D. (3), (6).

Lời giải:

Đáp án: D

Trong dãy hoạt động hóa học, Ag đứng sau H2, do đó nó không tác dụng với axit HCl và H2SO4 loãng. Điều này có nghĩa là Ag không phản ứng với các axit này. Tuy nhiên, nếu sử dụng axit mạnh như axit nitric (HNO3), Ag có thể phản ứng và tạo ra muối bạc nitrat.

PbS là một muối không tan trong axit, vì vậy không có phản ứng xảy ra khi nó tiếp xúc với axit. Tuy nhiên, khi PbS tiếp xúc với axit nitric mạnh, phản ứng xảy ra và tạo ra muối plumbat nitrat.

FeS cũng là một muối không tan, tuy nhiên nó có thể tan trong axit. Khi FeS tiếp xúc với axit, phản ứng xảy ra và tạo ra muối sắt sulfat.

Như vậy, Ag không phản ứng với axit HCl và H2SO4 loãng, PbS không phản ứng với axit nhưng có thể phản ứng với axit nitric, và FeS có thể tan trong axit và tạo ra muối tương ứng.

*Một số lưu ý về muối sunfua

Dưới đây là danh sách các chất có khả năng tan hoặc không tan trong nước và một số chất có khả năng tan trong axit Clohiđric (HCl) và axit Sunfuric (H2SO4) loãng.

Các chất có khả năng tan trong nước bao gồm Na2S, K2S, (NH4)2S, BaS,… Điều này có nghĩa là chúng có khả năng hòa tan và tạo thành dung dịch trong nước.

Các chất không tan trong nước nhưng có khả năng tan trong HCl và H2SO4 loãng bao gồm FeS, ZnS, MnS,… Điều này có nghĩa là chúng không thể hòa tan trong nước, nhưng có thể hòa tan trong axit Clohiđric và axit Sunfuric loãng.

Các chất không tan trong nước và không tan trong HCl và H2SO4 loãng bao gồm CuS, PbS, Ag2S, SnS, CdS, HgS,… Điều này có nghĩa là chúng không thể hòa tan trong nước và cũng không thể hòa tan trong axit Clohiđric và axit Sunfuric loãng.

Một số chất không có khả năng tan trong nước bao gồm MgS, Al2O3,… Điều này có nghĩa là chúng không thể hòa tan và tạo thành dung dịch trong nước.

Chúng ta có thể sử dụng các đặc điểm này để phân biệt các chất và xác định tính chất tan hoặc không tan của chúng trong các phản ứng hóa học.

Câu 5. Cho các phản ứng :

(1) O3 + dung dịch KI →

(2) F2 + H2O -to→

(3) MnO2 + HCl đặc -to→

(4) Cl2 + dung dịch H2S →

Các phản ứng tạo ra đơn chất là :

A. (1), (2), (3).    B. (1), (3), (4).

C. (2), (3), (4).    D. (1), (2), (4).

Lời giải:

Đáp án: A

(1) O3 + 2KI + H2O → I2 + O2 + 2KOH

(2) 2F2 + 2H2O -to→ O2 + 4HF

(3) MnO2 + 4HCl đặc -to→ Cl2 + MnCl2 + 2H2O

(4) 4Cl2 + H2S + 4H2O → H2SO4 + 8HCl

Câu 6. Cho sơ đồ chuyển hóa:

Fe3O4 + dung dịch HI (dư) X + Y + H2O

Biết X và Y là sản phẩm cuối cùng của quá trình chuyển hóa. Các chất X và Y là :

A. Fe và I2.    B. FeI3 và FeI2.

C. FeI2 và I2.       D. FeI3 và I2.

Lời giải:

Đáp án: C

Fe3O4 + 8 HI 3FeI2 + I2 + 4H2O

3. Một số tính chất đặc trưng cần lưu ý:

Trong hóa học, halogen là một nhóm các nguyên tố phi kim điển hình bao gồm flo (F), clo (Cl), brom (Br), iot (I) và astatin (At). Halogen có tính chất oxi hoá giảm dần từ flo đến iot. Điều này có nghĩa là flo (F) có tính oxi hoá nhỏ nhất trong nhóm, trong khi iot (I)có tính oxi hoá lớn nhất.

Một đặc điểm quan trọng của halogen là khả năng đẩy các halogen đứng sau nó ra khỏi dung dịch muối halogen. Ví dụ, clo có thể đẩy brom ra khỏi dung dịch muối brom hoặc iot ra khỏi dung dịch muối iot.

Flo có độ âm điện lớn nhất trong nhóm halogen, do đó trong tất cả các hợp chất của nó, flo chỉ có số oxi hoá là 1. Trong khi đó, các nguyên tử halogen khác, ngoài số oxi hoá -1, còn có thể có các số oxi hoá khác như +1, +3, +5, +7.

Một tính chất quan trọng khác của halogen là tính khử. Tính khử của axit halogen tăng dần từ axit hiđrofluoric (HF) đến axit hiđrocloric (HCl), axit hiđrobromic (HBr) và axit hiđroiodic (HI).

Ngoài ra, axit halogen cũng có tính chất axit khác nhau. Tính axit của dung dịch axit halogen tăng dần từ axit hiđrofluoric (HF) đến axit hiđrocloric (HCl), axit hiđrobromic (HBr) và axit hiđroiodic (HI).

Cuối cùng, khi nói đến tính axit của axit halogen oxy, ta có thể thấy rằng tính axit giảm dần từ axit perchloric. Điều này có nghĩa là axit perchloric có tính axit mạnh nhất trong nhóm axit halogen oxy. Các axit halogen oxy khác như axit chloric, axit bromic và axit iodic có tính axit yếu hơn axit perchloric. Điều này có thể được giải thích bằng cấu trúc phân tử và độ bền của các liên kết axit. Axit perchloric có cấu trúc phân tử đơn giản nhất và các liên kết axit trong nó cũng có độ bền cao hơn so với các axit halogen oxy khác. Do đó, tính axit của axit halogen oxy giảm dần từ axit perchloric tới axit iodic.