Mục lục bài viết
1. Phương trình KCl + H2O → KOH + H2 + Cl2:
1.1. Cân bằng phương trình:
2KCl + 2H2O → 2KOH + H2 + Cl2
1.2. Hiện tượng nhận biết phản ứng:
Có khí vàng lục, mùi xốc thoát ra ở cực dương, khí không màu thoát ra ở cực âm.
Sau một thời gian điện phân, ta thu được khí H2, khí Cl2 và môi trường kiềm (KOH)
1.3. Điều kiện phản ứng:
Nhiệt độ: 75°C
Xúc tác: Anod trơ
1.4. Cách thực hiện phản ứng:
Điện phân dung dịch KCl bão hòa, có màng ngăn giữa hai điện cực
KCl (Kali clorua)
Trong phản ứng trên KCl là chất khử.
KCl là một muối trung hoà bị điện phân dung dịch trong nước có màng ngăn xốp.
H2O (Nước)
Trong phản ứng trên H2O là chất oxi hoá.
2. Tìm hiểu về H2O ( Nước):
2.1. Định nghĩa:
H2O chính là phân tử nước được cấu tạo bởi hai nguyên tố O và H.
Công thức hóa học của nước là H2O vậy nên mỗi phân tử nước sẽ có một nguyên tử oxy và hai nguyên tử hydro. Các nguyên tử này kết nối với nhau bằng liên kết cộng hóa trị.
Cấu tạo phân tử của H2O có góc liên kết là 104,45 độ và chiều dài liên kết O-H là 95,84 picomet.
Sự phân hủy và tổng hợp nước:
H2O (điện phân) → 2H2 + O2
2H2 + O2 (t°) → 2H2O
2.2. Tính chất vật lí:
Dưới điều kiện tiêu chuẩn (25°C và 1 atm), nước tồn tại dưới dạng lỏng. Tuy nhiên, nước cũng có thể tồn tại dưới dạng rắn (băng) hoặc khí (hơi nước) tùy thuộc vào nhiệt độ và áp suất.
Đặc điểm vật lý của nước:
Nhiệt độ nóng chảy: 0°C
Nhiệt độ sôi: 100°C
Mật độ: 1g/cm³ ở 25°C
Trạng thái vật lý: Chất lỏng ở nhiệt độ phòng và áp suất khí quyển.
Độ hòa tan: Nước là dung môi phổ biến và có khả năng hòa tan nhiều chất khác nhau.
Điểm sôi cao: Nước có điểm sôi cao so với nhiều chất khác, điều này làm cho nước hóa lỏng cung cấp năng lượng nhiệt lớn khi chuyển từ trạng thái lỏng sang hơi và ngược lại.
Tính dẫn điện: Thực chất thì nước tinh khiết (nước cất) không dẫn điện. Nước thông thường thường chứa nhiều loại muối tan. Tính dẫn điện của nước thông thường phụ thuộc vào tổng lượng muối trong nước, tính chất các muối và nhiệt độ của nước. Nước khoáng hoá cao thường có tính dẫn điện mạnh.
Tính dẫn nhiệt: nước có khả năng dẫn nhiệt tốt.
2.3. Tính chất hoá học
Tính chất hóa học của nước trong chương trình hóa 8 được thể hiện qua 3 điểm sau đây.
Nước tác dụng với kim loại
Nước tác dụng được với một số kim loại ở nhiệt độ thường như: Li, Na, K, Ca.. tạo thành bazo và khí H2.
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 ↑
2K + 2H2O → 2KOH + H2 ↑
Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2 ↑
Nước tác dụng với oxit bazo
Nước tác dụng với oxit bazo tạo thành bazo tương ứng. Dung dịch bazo làm quỳ tím hóa xanh.
Na2O + H2O → 2NaOH
CaO + H2O → Ca(OH)2
Nước tác dụng với oxit axit
Nước tác dụng với oxit axit tạo thành axit tương ứng. Dung dịch axit làm quỳ tím hóa đỏ.
· SO2 + H2O → H2SO3
· P2O5 + 3H2O → 2H3PO4
2.4. Ứng dụng:
H2O có nhiều ứng dụng quan trọng, bao gồm:
Uống: H2O là chất lỏng quan trọng nhất cho sự sống. Tham gia vào nhiều quá trình hóa học quan trọng trong cơ thể người, động thực vật. Nó làm giảm thiểu các chức năng cơ bản của cơ thể như làm mát, vận chuyển dưỡng chất, loại bỏ chất thải và duy trì cân bằng điện giải.
Nấu ăn: H2O được sử dụng rộng rãi trong việc chuẩn bị thức ăn, chẳng hạn như hâm nóng, nấu canh, hấp, tráng bánh và pha đồ uống.
Tẩy rửa và lau chùi: Nước dùng để tẩy rửa các bề mặt, giặt quần áo, lau chùi đồ đạc và vệ sinh cá nhân. Nó là một dung môi an toàn và không gây hại.
Công nghiệp: Nước được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm sản xuất điện, sản xuất thép, sản xuất giấy, chế tạo sản phẩm hóa dầu và trong quá trình làm mát trong các nhà máy.
Nông nghiệp và tưới tiêu: Nước là một yếu tố quan trọng trong việc phát triển nông nghiệp
Bảo vệ nguồn nước, sử dụng nước tiết kiệm là nghĩa vụ của mỗi chúng ta. Không vứt rác bừa bãi xuống ao, hồ, kênh rạch… xử lý nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp trước khi thải ra môi trường.
3. Tìm hiểu về KCL:
3.1. Định nghĩa:
Kali Clorua hay còn gọi là Potassium Chloride có công thức hóa học là KCl, là 1 kim loại halogen muối bao gồm kali và clo. Nó không mùi và có tinh thể thủy tinh màu trắng hoặc không màu. Ở dạng chất rắn kali clorua tan trong nước và dung dịch của nó có vị giống muối ăn.
3.2. Tính chất vật lí:
KCl (Kali clorua) là một hợp chất vô cơ có tính chất vật lí như sau:
Trạng thái vật lý: KCl tồn tại ở dạng hạt tinh thể màu trắng hoặc hình thành các tinh thể mảnh vỡ, không mùi.
Điểm nóng chảy: KCl có điểm nóng chảy là 770 độ C, tức là nó chuyển từ dạng rắn sang dạng lỏng ở nhiệt độ này.
Điểm sôi: KCl có điểm sôi là 1420 độ C, tức là nó chuyển từ dạng lỏng sang dạng khí ở nhiệt độ này.
Độ tan: KCl có khả năng tan trong nước, việc tan của nó tạo ra dung dịch KCl. Độ tan của KCl trong nước là khá cao, khoảng 34,7g/100ml nước ở 20 độ C.
Điện tích: KCl phân li thành các ion K+ và Cl- trong dung dịch nước, giúp dẫn điện.
Tính ổn định: KCl là một chất ổn định và không dễ phân hủy ở điều kiện bình thường.
3.3. Tính chất hoá học:
KCl là một muối trung hòa nó mang đầy đủ tính chất hóa học của muối.
Phân ly toàn trong nước tạo thành các ion âm và ion dương:
- KCL → K+ + Cl–
Phản ứng với dung dịch chứa AgNO3
KCl + AgNO3 → AgCl ↓ + KNO3
Kali Clorua là muối được tạo từ bazơ mạnh và axit mạnh nên nó mang tính trung tính; do đó tương đối trơ về mặt hóa học.
Phản ứng với H2SO4 đặc để tạo ra K2SO4 và HCL
2KCl + H2SO4 đặc → K2SO4 + 2HCl
Điều chế kim loại kali trong công nghiệp (thay thế bằng kim loại natri ở nhiệt độ cao 850 ° C)
KCL + Na → K + NaCl
3.4. Ứng dụng:
KCl (Kali clorua) có nhiều ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày và trong các ngành công nghiệp. Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến của KCl:
Dùng trong thực phẩm: KCl được sử dụng như một chất điều vị thay thế muối bởi vì nó có hàm lượng natri thấp hơn. Điều này có thể giúp giảm nguy cơ bị tăng huyết áp và các vấn đề về tim mạch liên quan đến việc tiêu thụ muối quá nhiều.
Dùng trong y tế: KCl được sử dụng trong nhiều ứng dụng y tế, bao gồm điều trị thiếu kali trong cơ thể. Nó cũng được dùng để điều trị các trường hợp mất nước nặng hoặc sau khi trải qua phẫu thuật.
Dùng trong nông nghiệp: KCl được sử dụng như một nguồn cung cấp kali trong việc bón phân cho cây trồng. Kali là một chất dinh dưỡng quan trọng cho sự phát triển của cây, đặc biệt là trong quá trình sinh trưởng và phát triển của hệ thống rễ và quả.
Sản xuất thuốc nhuộm: KCl được sử dụng làm chất kiềm trong quá trình nhuộm vải và da. Nó giúp cân bằng pH trong quá trình nhuộm và cung cấp một môi trường thuận lợi cho quá trình nhuộm màu.
Sản xuất mỹ phẩm: KCl được sử dụng trong một số sản phẩm mỹ phẩm như kem dưỡng da và mặt nạ. Nó có tác dụng làm mềm và dưỡng ẩm cho da.
4. Bài tập vận dụng:
Câu 1. Khí clo có thể tác dụng được với tất cả các chất trong dãy nào sau đây?
A. H2, dung dịch NaOH, H2O
B. H2, dung dịch NaCl, dung dịch NaOH
C. H2, O2, Al
D. O2, Fe, Cu
Đáp án: A
Hướng dẫn giải
Cl2 + H2 ⟶ 2HCl
Cl2 + 2NaOH ⟶ NaCl + NaClO + H2O
H2O + Cl2 ⟶ HCl + HClO
vì các đáp án còn lại có O2, NaCl là ko tác dụng với Cl2
Câu 2. Cho các phát biểu sau:
(a) Điện phân dung dịch NaCl (điện cực trơ), thu được khí H2 ở catot.
(b) Cho CO dư qua hỗn hợp Al2O3 và CuO đun nóng, thu được Al và Cu.
(c) Nhúng thanh Zn vào dung dịch chứa CuSO4 và H2SO4, có xuất hiện ăn mòn điện hóa.
(d) Kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất là Hg, kim loại dẫn điện tốt nhất là Ag.
(e) Cho dung dịch AgNO3 dư vào dung dịch FeCl2, thu được chất rắn gồm Ag và AgCl.
Số phát biểu đúng là
A. 4
B. 3
C. 2
D. 5
Đáp án: A
Hướng dẫn giải
(a) đúng
2NaCl + 2H2O ⟶ 2NaOH + Cl2 (anot) + H2 (catot)
(b) Sai vì CO không khử được Al2O3
(c) đúng vì khi đó hình thành 2 cặp oxi hóa khử khác nhau là Zn2+/Zn và Cu2+/Cu cùng nhúng trong 1 dung dịch chất điện li là H2SO4=> hình thành ăn mòn điện hóa.
(d) đúng
(e) đúng, 3AgNO3 + FeCl2 → Fe(NO3)3 + 2AgCl↓ + Ag↓
=> có 4 phát biểu đúng
Câu 3. Thực hiện các thí nghiệm sau:
(1) Cho Si vào dung dịch NaOH (dư).
(2) Điện phân dung dịch NaCl dư bằng điện cực trơ, không màng ngăn xốp.
(3) Cho khí H2S vào dung dịch chứa FeCl3.
(4) Dẫn luồng khí H2 qua ống sứ chứa CuO nung nóng.
(5) Cho bột Ni vào dung dịch FeCl3 dư.
Số thí nghiệm thu được đơn chất là
A. 5
B. 3
C. 2
D. 4
Đáp án: D
Hướng dẫn giải
(1) Si + 2NaOH + H2O → Na2SiO3 + H2↑
(2) 2NaCl + H2O → NaCl + NaClO + H2
(3) H2S + 2FeCl3 → 2FeCl2 + 2HCl + S↓
(4) H2 + CuO ⟶ Cu↓ + H2O
