Bài tập trắc nghiệm Hóa học 10 - Bài 26: Luyện tập nhóm halogen (Có đáp án)

Nội dung text: Bài tập trắc nghiệm Hóa học 10 - Bài 26: Luyện tập nhóm halogen (Có đáp án)

1. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM HÓA 10 BÀI 26: LUYỆN TẬP NHÓM HALOGEN A. Lý Thuyết 1. Cấu tạo nguyên tử và phân tử của các halogen: - Nhóm VIIA (nhóm Halogen) gồm Flo, Clo, Brom, Iot. - Có 7e lớp ngoài cùng: ns2 np5 - Phân tử gồm 2 nguyên tử: F2, Cl2, Br2, I2. Liên kết là cộng hóa trị không cực. 2. Tính chất hóa học: - Từ Flo đến Iot, tính oxi hóa → dần (độ âm điện giảm dần) - Tính oxi hóa: oxi hóa được hầu hết kim loại, nhiều phi kim và hợp chất. + Tác dụng với kim loại muối halogenua. + Tác dụng với H2 →khí Hiđro halogenua + Tác dụng với H2O. 3. Tính chất hóa học của hợp chất halogen: a) Axit halogenhiđric: - Dung dịch HF là axit yếu; còn các dung dịch HCl, HBr, HI đều là các axit mạnh. - Từ HF →HI, tính axit tăng dần. Đặc biệt, dung dịch HF ăn mòn thuỷ tinh. b) Hợp chất có oxi: - Nước Giaven (hỗn hợp dung dịch NaCl, NaClO) và Clorua vôi (CaOCl2) có tính tẩy màu và sát trùng do các muối NaClO và CaOCl2 là các chất oxi hóa mạnh. 4. Phương pháp điều chế các đơn chất halogen: - F2: điện phân hỗn hợp KF và HF - Cl2: + Cho dd HCl đặc tác dụng với các chất oxi hóa mạnh như KMnO4, MnO2 . + Điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn. - Br2: dùng Clo để oxi hóa NaBr thành Br2 - I2: sản xuất từ rong biển. 5. Phân biệt các ion F-, Cl-, Bt-, I- : - Thuốc thử: dd AgNO3 F-: không hiện tượng Cl-: kết tủa trắng AgCl Bt-: kết tủa vàng nhạt AgBr I-: kết tủa vàng AgI 6. Hướng dẫn giải một số dạng bài tập thường gặp 1. Khả năng khử của các ion X- tăng lên theo sự tăng bán kính nguyên tử, trong nhóm halogen ion I- có khả năng khử lớn hơn so với ion Br- và Cl-, còn ion F- thể hiện tính khử yếu. Khả năng khử của các ion còn phụ thuộc vào môi trường. Môi trường axit: 16HCl + 2KMnO4 → 5Cl2 + 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O 2. Các halogen thể hiện mức độ oxi hoá khác nhau rõ rệt, khi đi từ flo đến iot mỗi halogen đẩy được halogen đứng sau nó ra khỏi muối halogenua.
2. 3. Nói chung, với một nguyên tố phi kim: số oxi hoá dương cao nhất| + |số oxi hóa âm| = 8 4. Clo tác dụng với hầu hết các kim loại (trừ Au và Pt), khi kết hợp với kim loại các halogen oxi hoá các kim loại đến hoá trị cực đại của kim loại. 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 5. Xác định tên nguyên tố halogen và công thức phân tử muối halogenua - Dựa vào cấu hình electron của các nguyên tố halogen. - Dựa vào phương trình kết tủa AgX để xác định nguyên tố halogen. - - X + AgNO3 → AgX↓ + NO3 - Dựa vào phương trình điện phân nóng chảy muối của kim loại hoạt động hoá học mạnh để xác định nguyên tố halogen và kim loại. - Khi đề bài cho hai kim loại có cùng hoá trị tác dụng với cùng một lượng muối, điều đó có nghĩa là số mol 2 kim loại tác dụng là như nhau. B. Bài Tập Trắc Nghiệm Và Tự Luận Câu 1: Chất nào sau đây tác dụng được với H2 ngay cả khi ở trong bóng tối và ở nhiệt độ rất thấp? A. F2 B. Cl2 C. Br2 D. I2 Câu 2: Trong phản ứng hóa học: Cl2 + Ca(OH)2 → CaOCl2 + H2O Clo đóng vai trò A. chất khử. B. chất oxi hóa. C. vừa là chất oxi hóa, vừa là chất khử. D. không là chất oxi hóa, không là chất khử. Câu 3: Dãy kim loại nào sau đây gồm các kim loại đều tác dụng được với dung dịch HCl? A. Cu, Al, Fe B. Zn, Ag, Fe C. Mg, Al, Zn D. Al, Fe, Ag Câu 4: Cặp chất nào sau đây không tác dụng được với nhau? A. Al và Br2 B. HF và SiO2 C. Cl2 và O2 D. F2 và H2 Câu 5: Trường hợp nào sau đây không xảy ra phản ứng hóa học? A. Cho I2 vào dung dịch NaBr. B. Cho Fe vào dung dịch HCl đặc, nguội. C. Sục khí Cl2 vào dung dịch NaBr. D. Sục khí Cl2 vào dung dịch FeCl2. Câu 6: Phát biểu nào sau đây là sai? A. Bán kính nguyên tử của clo lớn hơn bán kính nguyên tử của flo.
3. B. Độ âm điện của brom lớn hơn độ âm điện của iot. C. Tính axit của HF mạnh hơn tính axit của HCl. D. Tính khử của ion I¯ mạnh hơn tính khử của ion Br¯. Câu 7: Cho các phản ứng sau: (a) 4HCl + PbO2 → PbCl2 + Cl2 + 2H2O (b) HCl + NH4HCO3 → NH4Cl + CO2 + H2O (c) 2HCl + 2HNO3 → 2NO2 + Cl2 + 2H2O (d) 2HCl + Zn → ZnCl2 + H2 Trong các phản ứng trên, số phản ứng trong đó HCl thể hiện tính khử là A. 3 B. 4 C. 1 D. 2 Câu 8: Phát biểu nào sau đây không đúng? A. Clo có tính oxi hóa mạnh, oxi hóa được H2O. B. Flo có tính oxi hóa mạnh hơn clo. C. Trong các hợp chất, flo chỉ có xố oxi hóa -1. D. Dung dịch HF hòa tan được SiO2. Câu 9: Thực hiện các thí nghiệm sau: (a) Sục khí Cl2 vào dung dịch NaOH. (b) Cho Al tác dụng với I2 có H2O làm xúc tác. (c) Cho MnO2 vào dung dịch HCl đặc, nóng. (d) Cho SiO2 vào dung dịch HF. Trong các thí nghiệm trên, số thí nghiệm có phản ứng oxi hóa – khử xảy ra là A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 Câu 10: Cho các phát biểu sau: (a) Trong các phản ứng hóa học, flo chỉ thể hiện tính oxi hóa.
4. (b) Axit flohidric là axit yếu. (c) Dung dịch NaF loãng được dung làm thuốc chống sâu răng. (d) Trong hợp chất, các halogen (F, Cl, Br, I) đều có số oxi hóa : -1, +1, +3, +5 và +7. (e) Tính khử của các ion halogenua tăng dần theo thứ tự F¯, Cl¯, Br¯, I¯. Trong các phát biểu trên, số phát biểu đúng là A. 2 B. 4 C. 3 D. 5 Câu 11: Nếu cho 1 mol mỗi chất: CaOCl2, KMnO4, K2Cr2O7, MnO2 lần lượt phản ứng với lượng dư dung dịch HCl đặc, chất tạo ra lượng khí Cl2 nhiều nhất là A. CaOCl2 B. KMnO4 C. K2Cr2O7 D. MnO2 Câu 12: Cho 3,16 gam KMnO4 tác dụng với dung dịch HCl đặc (dư), sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thì số mol HCl bị oxi hóa là A. 0,05 B. 0,16 C. 0,02 D. 0,10 Câu 13: Đốt cháy hoàn toàn 7,2 gam kim loại M (có hóa trị II không đổi trong hợp chất) trong khí Cl2 dư, thu được 28,5 gam muối. Kim loại M là A. Be B. Cu C. Ca D. Mg Câu 14: Cho 69,6 gam mangan đioxit tác dụng hết với dung dịch axit clohidric đặc. Toàn bộ lượng khí clo sinh ra được hấp thu hết vào 500 ml dung dịch NaOH 4M, thu được 500 ml dung dịch X. Nồng độ mol của NaCl và NaOH trong dung dịch X lần lượt là A. 1,6M và 0,8M B. 1,6M và 1,6M C. 3,2M và 1,6M D. 0,8M và 0,8M Đáp án 1. A 2. C 3. C 4. C 5. A 6. C 7. D 8. A 9. C 10. B 11. C 12. D 13. D 14. A Câu 9:
5. Các phản ứng oxi hóa – khử là: (a), (b), (c). Câu 10: Các phát biểu đúng: (a), (b), (c), €. Câu 12: nKMnO4= 3,16/158 = 0,02 (mol) Bảo toàn electron: nHCl (bị oxi hóa) = 5nKMnO4= 5.0,02 = 0,1 (mol) Câu 13: M + Cl2 to → MCl2 nM= nMCl2=> 7,2/M = 28,5/(M+71) => M = 24 (Mg) Câu 14: nMnO2=69,6/87= 0,8 (mol); nNaOH = 0,5.4 = 2 (mol) MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O CM NaCl = 0,8/0,5 = 1,6(M); CM (NaOH dư) = (2-1,6)/0,5 = 0,8(M) Câu 15 ( câu tự luận) So sánh cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố flo, clo, brom, iot. Từ đó giải thích vì sao trong các hợp chất, nguyên tố flo luôn luôn có số oxi hóa âm còn các halogen khác ngoài số oxi hóa âm còn có số oxi hóa dương? *Giống nhau: Các nguyên tố halogen flo, clo, brom, iot đều thuộc nhóm VIIA trong bảng tuần hoàn nên đều có 7 electron ở lớp ngoài cùng và có thể viết cấu hình electron lớp ngoài cùng chung là ns2np5. Khác nhau: Từ flo đến iot số lớp electron tăng dần từ 2 đến 5. Nguyên tử flo ở chu kì 2 nên chỉ có 2 lớp electron và chỉ có 2 phân lớp s và p, không có phân lớp d. Các nguyên tố clo đến iot từ chu kì 3 đến chu kì 5 ngoài 2 phân lớp s, p còn có phân lớp d. Vì flo không có phân lớp d, flo là nguyên tố có độ âm điện lớn nhất nên nó chỉ có khả năng nhận thêm 1 electron để trở thành cấu hình khí hiếm neon (8 electron ở lớp ngoài cùng). Vậy flo chỉ có số oxi hóa -1. Các halogen khác từ clo đến iot có phân lớp d nên ở trạng thái kích thích có thể có 3, 5, hoặc 7
6. electron hóa trị tham gia liên kết với các nguyên tố có độ âm điện lớn hơn vì thế chúng có thể có các số oxi hóa +3, +5 hay +7 ngoài số oxi hóa -1. Câu 16 ( câu tự luận) Em hãy giải thích vì sao tính oxi hóa của iot yếu hơn các nguyên tố còn lại trong nhóm VIIA (trừ nguyên tố At). *Các nguyên tố trong cùng một nhóm A, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính kim loại tăng đồng thời tính phi kim giảm (độ âm điện giảm). Vì vậy iot có tính oxi hóa yếu hơn các nguyên tố halogen còn lại (trừ At). Iôt và các nguyên tố brom, clo, flo đều có 7 electron lớp ngoài cùng nhưng số lớp electron của iot lớn nhất nên bán kính nguyên tử của nó cũng lớn nhất, lực hút giữa hạt nhân và electron lớp ngoài sẽ nhỏ nhất. Vì vậy tính oxi hóa của iot sẽ yếu hơn brom, clo và flo. Mặc dù điện tích hạt nhân của iot là lớn nhất trong nhóm VIIA (trừ At) nhưng yếu tố quyết định vẫn là do bán kính nguyên tử. Câu 17 ( câu tự luận) Một hỗn hợp gồm 2 chất sau đây có thể tồn tại được hay không? (1)H2 và O2 (2) O2 và Cl2 (3) H2 và Cl2 (4) HCl và Br2 (5) SO2 và O2 (6) HBr và Cl2 (7) CO2 và HCl (8) H2S và NO2 (9) N2 và O2 Nếu có tồn tại thì cho biết điều kiện. Nếu không tồn tại thì giải thích rõ nguyên nhân. *(1) Tồn tại ở nhiệt độ thấp và không có xúc tác. (2), (4) , (7) tồn tại không cần điều kiện nào. (3) tồn tại ở nhiệt độ thấp và trong bóng tối. (5) tồn tại ở nhiệt độ thấp và không có xúc tác, sẽ xảy ra phản ứng nếu ở nhiệt độ cao và có chất xúc tác. (6) , (8) có phản ứng xảy ra (phản ứng oxi hóa – khử). (9) Tồn tại, nếu ở nhiệt độ cao khoảng 30000C (tia lửa điện) sẽ có phản ứng xảy ra. Câu 18 ( câu tự luận) Nước Brom có màu nâu là một dung dịch loãng của brom trong nước, dung dịch này có môi trường axit yếu. a)Hãy giải thích các đặc điểm trên của dung dịch nước brom. b) Khi thêm dung dịch NaOH vào dung dịch nước brom nó sẽ mất màu và nếu lại thêm tiếp axit HCl vào thì màu nâu lại tái hiện. Giải thích? *a) Brom tan trong nước có phản ứng thuận nghịch xảy ra: Br2 + H2O H+ + Br- + HBrO (1) Do HBr H+ + Br- nên dung dịch có môi trường axit yếu.
7. Dung dịch nước brom có HBr, HBrO, Br2 nên dung dịch có màu nâu. b) Khi cho NaOH vào nước brom: NaOH → Na+ + OH- OH- + H+ → H2O OH- + HBrO → H2O + BrO- Vì vậy cân bằng (1) sẽ chuyển dịch theo chiều thuận làm mất màu nâu. Khi cho thêm HCl vào : HCl → H+ + Cl- 4H+ + 2Cl- + 2BrO- → Br2 + Cl2 + 2H2O Vì vậy cân bằng (1) chuyển theo chiều nghịch (chiều tạo ra nhiều Br2) , màu nâu xuất hiện trở lại. Câu 19 ( câu tự luận) a) Tính axít trong dãy từ HF đến HI thay đổi như thế nào? Giải thích? b) Cho biết vai trò của HI trong các phản ứng sau: 2FeCl3 + 2HI → 2FeCl2 + I2 + 2HCl (1) Zn + 2HI → ZnI2 + H2 (2) HI + AgNO3 → AgI + AgNO3 (3) Na2CO3 + 2HI → 2NaI + CO2 + H2O (4) c) Bằng phương pháp hóa học hãy phân biệt dung dịch KF, KCl , KBr và KI. *a) Tính axít tăng theo tứ tự : HF, HCl, HBr, HI b) (1) HI là chất khử (2) HI là chất khử đồng thời là chất oxi hóa (3) HI không phải là chất khử, cũng không phải là chất oxi hóa. HI chỉ trao đổi ion I- (4) HI thể hiện tính axit mạnh (mạnh hơn axit cacbonic) c) Dùng thuốc thử là dung dịch AgNO3 cho vào 4 mẫu thử. Mẫu thử nào có kết tủa trắng là KCl: AgNO3 + KCl → AgCl + KNO3 Mẫu thử không có hiện tượng gì là dung dịch KF Có hai mẫu thử cho kết tủa vàng là KBr và KI: AgNO3 + KBr → AgBr + KNO3 AgNO3 + KI → AgI + KNO3 Để phân biệt hai chất KBr và KI ta cho dung dịch brom (có hồ tinh bột) tác dụng với hai dung dịch này, dung dịch nào có màu xanh thì nó là KI, dung dịch còn lại là KBr: Br2 + 2KI → KBr + I2(iốt sinh ra làm xanh hồ tinh bột) Câu 20 ( câu tự luận) Chứng minh rằng brom có tính oxi hóa yếu hơn clo và mạnh hơn iot.
8. *Để chứng minh ta có thể dùng các phản ứng hóa học sau: Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2 (clo chất oxi hóa) Br2 + 2NaI → 2NaBr + I2 (brom chất oxi hóa) Câu 21 ( câu tự luận) a) Trong phòng thí nghiệm, khí clo được điều chế bằng phản ứng của mangan đioxit với axit clohiđric. Hãy viết phương trình phân tử và phương trình ion rút gọn của phản ứng này, cho biết vai trò của từng chất trong phản ứng, từ đó hãy viết một phương trình phản ứng (phương trình phân tử) để điều chết clo trong đó thay cả hai chất ban đầu bằng những chất khác. b) Người ta có thể dùng dung dịch KI có thêm một ít hồ tinh bột để nhận biết khí clo. Hãy giải thích và viết phương trình phản ứng. c) Một lượng khí clo làm nhiễm bẩn không khí trong một phòng thí nghiệm. Hãy viết phương trình phản ứng xảy ra khi dùng khí NH3 để loại bỏ khí clo nhiễm bẩn trên. *a) MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O MnO2 + 4H+ → Mn2+ + Cl2 + 2H2O MnO2 : chất oxi hóa ; Cl- : chất khử ; ion H+ : làm môi trường Có thể thay MnO2 bằng chất oxi hóa khác như: KMnO4 ; thay HCl bằng muối clorua + axit (ví dụ H2SO4+ KCl): 2KMnO4 + 10KCl + 8H2SO4 → 5Cl2 + 6K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O b) 2KI + Cl2 → 2KCl + I2 I2 sinh ra + hồ tinh bột → dung dịch màu xanh. c) 2NH3 + 3Cl2 → N2+ 6HCl HCl + NH3 → NH4Cl Câu 22 ( câu tự luận) a) Sắp xếp các chất sau: F2, Cl2, Br2, I2 theo chiều tăng dần nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi. Giải thích. b) Trình bày phương pháp hóa học để nhận biết 4 chất lỏng không màu: HCl, NaCl, NaBr, NaClO. *a)Sắp xếp theo chiều tăng dần nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi Giải thích: Theo chiều từ F2 tới I2 kích thước (bán kính) nguyên tử tăng dần, dẫn đến làm tăng độ phân cực, mặt khác khối lượng nguyên tử cũng tăng nên nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy tăng theo.
9. b) Cho 4 mẫu chất tác dụng với dung dịch KI, rồi cho sản phẩm tác dụng với hồ tinh bột, mẫu sản phẩm nào làm xanh hồ tinh bột đó là I2 sinh ra khi NaClO tác dụng với KI, ta nhận ra được NaClO. NaClO + 2KI + H2O → NaCl + I2 + 2KOH Cho 3 mẫu chất còn lại tiếp xúc với quỳ tím, nhận ra mẫu HCl là quỳ tím hóa đỏ. Cho Cl2 đi qua 2 mẫu còn lại, mẫu nào xuất hiện màu nâu đỏ là NaBr: 2NaBr + Cl2 → 2NaCl + Br2 (màu nâu đỏ) Mẫu không có màu là NaCl Câu 23 ( câu tự luận) a) Hãy viết phương trình phản ứng xảy ra giữa Cl2 , I2 với dung dịch Na2S2O3. Từ đó rút ra kết luận về tính oxi hóa giữa clo và iot? b) Giải thích hiện tượng xảy ra khi cho clo vào dung dịch KI không màu sẽ trở nên có màu đỏ sậm. Sau đó trở nên không màu? c) Viết phương trình phản ứng xảy ra khi cho clo và iot lần lượt tác dụng với dung dịch KOH ở nhiệt độ thường. Giải thích vì sao có sự khác nhau trong 2 phản ứng đó. + 2 + 6 *a) Clo oxi hóa được Na O thành NaH S SO : 2S2 3 4 4Cl2 + Na2S2O3 + 5H2O → 2NaHSO4 + 8HCl + 5 2 + 2 I oxi hóa yếu hơn, chỉ biến đổi được Na O thành Na S O 2 2S2 3 2 4 6 I2 + 2Na2S2O3 → 2Na2S4O6 + 2NaI b) Phản ứng Cl2 + 2KI → 2KI + I2 Iot tạo thành sau phản ứng nên dung dịch có màu đỏ sậm sau đó: KI + I2 → KI3 Lúc đó dung dịch trở nên không màu. c) Cl2 + 2KOH → KCl + KClO + H2O (1) 3I2 + 6KOH → 5KI + KIO + 3H2O (2) Trong môi trường kiềm ion XO- phân hủy: 3XO- ‡ˆ ˆ ˆ†ˆ 2X- + XO3- Tốc độ của phản ứng phân hủy phụ thuộc vào bản chất của halogen. Ion Cl- phân hủy rất chậm ở nhiệt độ thường nhưng phân hủy nhanh chóng ở nhiệt độ trên 700C. Bởi vậy khí clo khi tác dụng kiềm ở nhiệt độ thường theo phản ứng (1). Ion IO- phân hủy ở tất cả nhiệt độ , nên iot chỉ tác dụng với dung kiềm theo phản ứng (2).
10. Câu 24 ( câu tự luận) a) Cho nhận xét và giải thích về sự biến thiên tính axit trong HClO, HBrO, HIO. b) So sánh tính bền, tính axit và tính oxi hóa của HClO3, HBrO3 , HIO3. Lấy ví dụ để minh họa. c) Bằng phương pháp hóa học nào có thể tách được HClO ra khỏi hỗn hợp với HCl d) Cho một ít axit clohiđric vào nước Gia – ven có hiện tượng gì xảy ra? Nếu thay HCl bằng H2SO4 loãng hay HBr có khác nhau gì không? e) Khi cho khí CO2 đi qua nước Gia – ven hoặc dung dịch CaOCl2 có hiện tượng gì xảy ra? *a) Dựa vào độ âm điện của Cl > Br > I để giải thích sự phân cực trong liên kết H – O và từ đó suy ra H ít linh động hơn , suy ra tính axít giảm dần từ HClO đến HIO. b) tính bền tăng HClO3 < HBrO3 <HIO3 HClO3 và HBrO3 chỉ tồn tại trên 50% sẽ bị phân hủy : 3HClO3 ‡ˆ ˆ ˆ†ˆ HClO4 + 2ClO2 + H2O 4HBrO3‡ˆ ˆ ˆ†ˆ O2 + 4BrO2 + 2H2O Axít HIO3 bền , có thể tách ra dạng tinh thể không màu. Ở 2500C thì tạo ra I2O5. Cả 3 axít này đều có tính oxi hóa mạnh và tính oxi hóa giảm từ HClO3 đến HIO3. c) Cho CaCO3 tác dụng với hỗn hợp gồm HClO và HCl. Axít clohidric tác dụng với CaCO3 còn HClO không phản ứng. CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O Dung dịch còn lại chứa HClO, CaCl2 Chưng cất hỗn hợp, HClO phân hủy theo sơ đồ: 2HClO → Cl2O + H2O Cho Cl2O hòa tan trong nước thu được dung dịch HClO Cl2O + H2O → 2HClO d) Khi thêm HCl vào nước Gia – ven (NaClO + NaCl + H2O) tạo ra môi trường axit và trong môi trường axit ion ClO- ở trên oxi hóa Cl- tạo ra khí clo. HClO + H+ + Cl- ‡ˆ ˆ ˆ†ˆ Cl2 + H2O Khi thay HCl bằng H2SO4 loãng trong dung dịch sẽ tồn tại cân bằng: Cl2 + H2O ‡ˆ ˆ ˆ†ˆ HClO + H+ + Cl- Vì nồng độ H+ tăng nên cân bằng chuyển dịch sang trái tạo ra khí clo. Nếu ta thay bằng HBr thì ClO- sẽ oxi hóa Br- thành BrO3 :\
11. 6HClO + H+ + Br- ‡ˆ ˆ ˆ†ˆ HBrO3 + 3Cl2 + 3H2O e) CO2 + 2CaOCl2 + H2O → CaCO3 + CaCl2 + 2HClO CO2 + NaClO + H2O → NaHCO3 + HClO Câu 25 ( câu tự luận) Bản chất của phản ứng điều chế hiđroclorua bằng phương pháp sunfat và phương pháp tổng hợp khác nhau như thế nào? Các phương pháp trên đã dựa vào những tính chất hóa học nào của các chất tham gia phản ứng? *Phản ứng điều chế HCl bằng phương pháp sunfat là phản ứng trao đổi. Phản ứng điều chế HCl bằng phương pháp tổng hợp là phản ứng oxi hóa khử. Phương pháp sunfat dựa trên cơ sở tính chất hóa học của H2SO4 đặc là một axit mạnh, bền khi đun nóng và không bay hơi. Phương pháp tổng hợp thì dựa vào tính chất hóa học của clo là phi kim hoạt động hóa học mạnh, có tính oxi hóa mạnh. Câu 26 ( câu tự luận) Cho các dung dịch sau: Na2CO3 (A) , HCl (B), AlCl3 (C), NaOH (D). Nêu hiện tượng xảy ra và cho biết kết quả thu được sau phản ứng có như nhau hay không đối với mỗi trường hợp sau đây? a)Cho từ từ A vào B và cho từ từ B vào A b) Cho từ từ C vào D và cho từ từ D vào C *a) Nếu cho từ từ A vào B ta có phương trình phản ứng sau: Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 + H2O Nếu cho từ từ B vào A ta có phương trình phản ứng sau: HCl + Na2CO3 → NaCl + NaHCO3 HCl + NaHCO3 → NaCl + CO2 + H2O Hiện tượng: Khi cho A và B có khí CO2 bay ra ngay. Khi cho B vào A ban đầu xem như không có khí thoát ra, dần dần khi hết Na2CO3 mới bắt đầu có khí CO2 thoát ra. Kết quả: Khi lượng HCl dùng dư hoặc phản ứng vừa hết muối Na2CO3 trong dung dịch thì kết quả hai trường hợp giống nhau. Nhưng khi lượng HCl phản ứng không hết muối Na2CO3, kết quả khác nhau. b) Khi cho từ từ C vào D có các phương trình phản ứng sau: AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3 + 3NaCl Sau đó: Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O Đến khi hết NaOH (D) , nếu cho tiếp C vào dung dịch thì có phản ứng: 3NaAlO2 + AlCl3 + 6H2O → 4Al(OH)3 + 3NaCl Khi cho từ từ D vào C ta có các phản ứng xảy ra lần lượt như sau:
12. 3NaOH + AlCl3 → Al(OH)3 + 3NaCl 3NaOH + Al(OH)3 → NaAlO2 + 2H2O Hiện tượng xảy ra trong hai trường hợp khác nhau: Khi cho C vào D kết tủa xuất hiện rồi biến mất ngay, sau đó từ từ xuất hiện trở lại . Khi cho D vào C xuất hiện ngay giọt đầu tiên, một lúc sau khi C phản ứng hết, kết tủa bắt đầu tan. Kết quả đều giống nhau nếu lượng chất C và D trong mỗi trường hợp là bằng nhau. Câu 27 ( câu tự luận) Bổ túc và hoàn thành các phương trình phản ứng sau đây: Cl2+ A B(r) + C(r) + D(k) C(r) + X2 → E(r) + Cl2 E(r) F + X2 + O2 C(r) B(r) + O2 Cho biết: D là khí không màu, không mùi, làm đục nước vôi trong. X2 là halogen làm xanh hồ tinh bột. * 3Cl2+ 3K2CO3 5KCl + KClO3 + 3CO2 2KClO3 + I2 → 2KIO3 + Cl2 5KIO3 K5IO6 + 2I2 + O2 KClO3 KCl + O2 Câu 28 ( câu tự luận) Hoàn thành các phương trình phản ứng sau: a)FeSO4 + KClO3 + H2SO4 → . b) FeSO4 + KClO3 + KOH → . c) I2 + Ba(OH)2 → . d) KBr + KBrO3 + H2SO4 → . e) Br2 A B C D Cho biết (1) tác dụng với KClO3 ; (2) tạo B là axit HXO3 có thể tồn tại ở dạng tinh thể với X là halogen; (3) tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 ; (4) là phản ứng nhiệt phân. *a) 6FeSO4 + KClO3 + 3H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + KCl + 3H2O (ClO3- là chất oxi hóa mạnh, bị khử đến Cl-, còn Fe2+ là chất khử bị oxi hóa đến Fe3+) b) 6FeSO4 + KClO3 + 12KOH + 3H2O → 3Fe(OH)2 + KCl + 6K2SO4
13. c) 6I2 + 6Ba(OH)2 → 5BaI2 + Ba(IO3)2 + 6H2O (Iot tự oxi hóa khử trong môi trường kiềm) d) 5KBr + KBrO3 + 3H2SO4 → 3Br2 + 3K2SO4 + 3H2O (Ion brom là chất khử mạnh bị ion bromat oxi hóa trong môi trường axit mạnh đến brom) e) (1) Br2 + 2KClO3 → Cl2 + 2KBrO3 (2) 5Cl2 + I2 + 6H2O → 2HIO3 + 10HCl (3) 2HIO3 + Ba(OH)2 → Ba(IO3)2 + 2H2O (4) 5Ba(IO3)2 Ba5(IO6)2 + 4I2 + 9O2 Câu 29 ( câu tự luận) Cho a gam hỗn hợp gồm KMnO4 và MnO2 tác dụng với dung dịch HCl đặc, dư thu được V lít khí (đktc). Trong dung dịch sau phản ứng có b gam muối. Lượng khí sau phản ứng được nạp vào bình kín đã chứa sẵn khí H2 . Để bình ngoài ánh sáng một thời gian sau đó dẫn hỗn hợp sản phẩm qua ống đựng dung dịch KOH đun sôi (lượng KOH chuẩn bị vừa đủ). Khí còn lại không bị hấp thụ có thể tích bằng 30% so với hỗn hợp khí ban đầu trong bình (lúc chưa thực hiện phản ứng). Dung dịch trong ống đem cô cạn được c gam chất rắn. a)Tính phần trăm khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu. Cho biết a : b : c = 1,36 : 1,913 : 2,629. b) Thể tích khí H2 ban đầu có sẵn trong bình là V’ lít. Tính tỉ lệ V’ : V. c) Tính hiệu suất phản ứng trong bình kín (biết rằng các phản ứng hóa học trong dung dịch xảy ra hoàn toàn). *a) Hỗn hợp ban đầu phản ứng với HCl: 2KMnO4 + 16HCl → 2MnCl2 + 5Cl2 + 2KCl+ 8H2O (1) MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O (2) Theo giả thiết nếu a = 1,36g thì b = 1,193g và c = 2,629g Đặt x và y là số mol của KMnO4 và MnO2 trong hỗn hợp ban đầu: Khối lượng hỗn hợp ban đầu: 158x + 87y = 1,36 (I) Khối lượng muối sau phản ứng: 126x + 74,5x + 126y = 1,913 (II) Giải hệ (I) , (II) ta có x = 0,002 mol và y = 0,012 mol = = 23,24% = = 76,76% b) Theo (1) và (2) ta có: tạo thành = x + y = 0,017 mol H2 + Cl2 2HCl (3)
14. Đặt z là số mol H2 lúc ban đầu có trong bình kín, theo giả thiết: = 0,3(0,017 + z) mol = = z – (0,0051 + 0,3z) = (0,7z – 0,0051) mol = 2(0,7z – 0,0051) = (1,4z – 0,0102) mol = 0,017 – (0,7z – 0,0051) = (0,0221 0 0,7z) mol HCl và Cl2 sinh ra phản ứng với KOH: HCl + KOH → KCl + H2O (4) 3Cl2 + 6KOH 5KCl + KClO3 + 3H2O (5) Khối lượng chất rắn: mKCl + = 74,5[(1,4z – 0,0102) + (0,0221 – 0,7z)] + 122,5( = 2,629 z = 0,023 Vì tỉ lệ số mol bằng tỉ lệ thể tích nên ta có tỉ lệ: V’ : V = 0,023 : 0,017 = 23 : 17 c) Số mol khí clo đã phản ứng: (0,7z – 0,0051) = 0,011 mol Hiệu suất phản ứng trong bình : 100% = 64,7% Câu 30 ( câu tự luận) Cho 18,6g hỗn hợp Z và Fe vào 500ml dung dịch HCl CM mol/l. Khi phản ứng kết thúc, cô cạn dung dịch thu được 34,575g chất rắn. Lập lại thí nghiệm trên với 800ml dung dịch HCl rồi cô cạn thu được 39,9g chất rắn. Tính CM và khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp A. *Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 (1) a mol a mol Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (2) b mol b mol Trong thí nghiệm sau, khối lượng chất rắn là 39,9g > 34,575g, vậy trong thí nghiệm đầu còn dư kim loại. -Giả sử trong thí nghiệm sau axit HCl phản ứng hết. 500ml dung dịch HCl phản ứng khối lượng tăng (34,575 – 18,6)g 800ml dung dịch HCl phản ứng khối lượng tăng 25,56g Theo đề bài khối lượng tăng thêm: 39,9 – 18,6 = 21,3g. Vậy HCl dư, hỗn hợp kim loại phản ứng hết. Đặt số mol kim loại Zn và Fe trong 18,6g hỗn hợp là a và b mol. Từ (1) và (2) ta có:
15. -Đối với trường hợp đầu (kim loại phản ứng chưa hết), gọi số mol Zn và Fe đã phản ứng lần lượt là x và y mol, ta có: 136x + 127y + (13 – 65x) + (5,6 – 56y) = 34,575 x + y = 0,225 nHCl = 2(x + y) = 2 0,225 = 0,45 mol CM(HCl) = = 0,9M Câu 31 ( câu tự luận) Để xác định nguyên tử khối của clo (x đvC) và kali (y đvC), người ta nhiệt phân m1 gam kali clorat ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi thu được m2 gam kaliclorua. Hòa tan sản phẩm vào nước rồi cho tác dụng với bạc nitrat dư thì thu được m3 gam kết tủa (sau khi đã rửa sạch và làm khô). Cho nguyên tử khối của oxi là A đvC và bạc là B đvC. a)Hãy thiết lập công thức tính x và y theo các giá trị của m1, m2 , m3, A và B. b) Tính x và y khi m1 = 3,0642 ; m2 = 1,8648 ; m3 = 3,5838 ; A = 15,964 ; B = 107,868 *a) Các phương trình phản ứng: 3KClO3 2KCl + 3O2 (1) KCl + AgNO3 → AgCl + KNO3 (2) Theo (1) và (2) ta có: KClO3 → KCl →AgCl (3) Hay: (4) Và x + y = (x + B) y = (x + B) – x Thế giá trị của y vào (4) ta được: ( x+ B)(m1 – m2) = 3Am3 x = 3A - B (5) Thế giá trị của (5) vào biểu thức của y ta được: y = ( - B + B) – ( - B) = 3A - B b) Thay thế các giá trị m1, m2, m3, A, B từ đề bài cho ta được: x = 35,501 và y = 39,100. Vậy nguyên tử khối của clo là 35,5 và kali là 39,1. Câu 32 ( câu tự luận) Khi đun nóng 31,60g kali pemanganat thu được 29,68g hỗn hợp rắn. Tính thể tích clo tối đa có thể thu được (đktc) . Khi cho hỗn hợp rắn đó tác dụng với dung dịch axit clohiđric 36,5% (khối lượng riêng là 1,18g/ml) khi đun nóng. Tính thể tích của dung dịch axit đã dùng.
16. *2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 (1) 0,12 0,06 0,06 0,06 (mol) Khối lượng muối giảm bằng khối lượng khí oxi thoát ra, ta có: = 31,60 – 29,68 = 1,92g = = 0,06 mol Từ (1) , ta có: = = = 0,06 mol = 2 = 0,06 2 = 0,12 mol = - 0,12 = 0,08 mol Như vậy, hỗn hợp rắn thu được KMnO4 , K2MnO4 , MnO2 tác dụng với dung dịch HCl đun nóng: 2KMnO4 + 16HCl → 5Cl2 + 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O 0,08 0,64 0,2 (mol) K2MnO4 + 8HCl → 2Cl2 + 2KCl + MnCl2 + 4H2O 0,06 0,48 0,12 (mol) MnO2 + 4HCl → Cl2 + MnCl2 + 2H2O 0,06 0,24 0,06 (mol) Vậy tổng số mol clo thu được: = 0,2 + 0,12 + 0,06 = 0,38 mol Thể tích khí clo thu được: = 0,38 22,4 = 8,512 lít Số mol HCl đã phản ứng: nHCl = 0,64 + 0,48 + 0,24 = 1,36 mol Thể tích HCl đã dùng: VHCl = = 115,25ml Câu 33 ( câu tự luận) a) Một bình cầu đựng đầy khí hiđro clorua (ở đktc) , thêm nước vào đầy bình, khí tan hoàn toàn trong nước. Tìm nồng độ mol/l và nồng độ phần trăm của dung dịch thu được. b) Có m gam dung dịch HCl nồng độ C% tác dụng hết với một lượng hỗn hợp hai kim loại K và Mg (dùng dư) thấy khối lượng khí hiđro bay ra là 0,05m gam. Tính nồng độ C%. *a) Đặt V lít là thể tích của bình đựng khí hiđroclorua. nHCl = (mol) Nồng độ mol dung dịch HCl : CM = (M) mddHCl = mHCl + = + 1000V (g) Nồng độ phần trăm của dung dịch HCl: = 0,1626%
17. b) 2K + 2HCl → 2KCl + H2 2K + 2H2O → 2KOH + H2 2Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 nHCl = nHCl + = + (m – ) = C%(dd HCl) = 19,73% Câu 34 ( câu tự luận) a) Hãy cho biết nước clo, nước Gia – ven , clorua vôi là gì? Tại sao các chất này có tính tẩy màu? b) Một dung dịch đã được đã được axit hóa, chứa 0,543g một muối trong thành phần có natri, clo và oxi. Cho thêm vào đó dung dịch kali iotua cho đến khi iôt ngừng thoát ra. Khối lượng iot được tạo ra là 3,05g . Xác định công thức của muối. Tính phần trăm độ giảm khối lượng của muối rắn khi bị nhiệt phân hoàn toàn. *a) Nước clo là dung dịch clo hòa tan trong nước, thành phần chủ yếu là HCl và HClO. Nước Gia – ven là dung dịch của NaCl và NaClO. Clorua vôi là chất bột màu trắng thành phần chủ yếu là CaOCl2 . Do tác dụng của CO2 có trong không khí CaOCl2 bị phản ứng tạo thành CaCO3, CaCl2 và HClO kém bền. Cả ba hợp chất của clo đểu có gốc ClO- , clo trong các hợp chất này có số oxi hóa +1, có tính oxi hóa nên chúng có tác dụng tẩy màu. CO2 + H2O + NaClO → NaHCO3 + HClO CO2 + H2O + 2CaOCl2 → CaCO3 + CaCl2 + 2HClO b) Đặt công thức chung của muối là NaClOx , trong đó x có các giá trị từ 1 đến 4 (tương ứng với các mức oxi hóa của clo từ +1, +3, +5 và +7) NaClOx + 2xKI + xH2SO4 → NaCl + xI2 + xK2SO4 + xH2O 0,012 (mol) = = 0,012 mol ; = mol Mặt khác ta có: = nên: = x = 2. Vậy muối ban đầu là NaClO2 NaClO2 NaClO + O2 90,5g 58,5g 1 mol NaClO2 (90,5g) tạo nên 1 mol NaCl (58,5g), khối lượng giảm 32g. Vậy phần trăm khối lượng giảm của muối khi phân hủy hoàn toàn là: = 35,4%.