Giải bài tập SGK Hóa 10 Bài 26: Luyện tập Nhóm halogen

1. Giải bài 1 trang 118 SGK Hóa học 10

Dãy nào sau đây được sắp xếp đúng theo thứ tự tính axit giảm dần?

A. HCl, HBr, HI, HF.

B. HBr, HI, HF, HCl.

C. HI, HBr, HCl, HF.

D. HF, HCl, HBr, HI.

Phương pháp giải

→ Trong phân tử H – X (X là halogen) thì X có độ âm điện càng lớn và bán kính càng lớn

→ Liên kết H – X càng phân cực → H càng dễ bị tách ra khỏi phân tử thành H⁺ → tính axit tăng

Hướng dẫn giải

Tính axit: HI > HBr > HCl > HF

Giải thích:

Do bán kính nguyên tử: I > Br > Cl > F

→ Độ dài liên kết: H-I > H-Br > H-Cl > H-F

→ Khả năng cho H⁺: HI > HBr > HCl > HF 

→ Tính axit: HI > HBr > HCl > HF

Đáp án C

Đổ dung dịch AgNO₃ vào dung dịch muối nào sau đây sẽ không có phản ứng?

A. NaF.          

B. NaCl.     

C. NaBr.  

D. NaI.

Phương pháp giải

Xem lại lí thuyết hợp chất không có oxi của halogen

AgNO₃ không tác dụng với NaF, tác dụng với NaCl cho kết tủa trắng AgCl, tác dụng với NaBr cho kết tủa AgBr vàng nhạt, tác dụng NaI cho kết tủa AgI vàng. (có thể dùng AgNO₃ làm thuốc thử phân biệt các ion F^-, Cl^-, Br^-, I^-.

Hướng dẫn giải

\(NaCl + AgN{O_3} \to AgCl + NaN{{\rm{O}}_3}\)

\(NaB{\rm{r}} + AgN{O_3} \to AgB{\rm{r}} + NaN{{\rm{O}}_3}\)

\(NaI + AgN{O_3} \to AgI + NaN{{\rm{O}}_3}\)

Đáp án A

Trong phản ứng hóa học sau:

SO₂  + Br₂  + 2H₂O  →  H₂SO₄ + 2HBr

Brom đóng vai trò gì?

A. chất khử.

B. chất oxi hóa.

C. vừa là chất khử, vừa là chất oxi hóa.

D. không là chất oxi hóa, không là chất khử.

Chọn đáp án đúng.

Phương pháp giải

- Xác định số oxi hóa của nguyên tử Br trước và sau phản ứng.

- Xác định Br nhường e hay nhận e ?

- Suy ra vai trò của Brom là chất khử hay chất oxi hóa (chất khử là chất nhường e, chất oxi hóa là chất nhận e).

Hướng dẫn giải

\({\mathop {Br}\limits^0 _2} + 2e \to 2\mathop {Br}\limits^{ - 1} \)

Vậy brom là chất oxi hóa.

Đáp án B

Chọn câu đúng khi nói về flo, clo, brom, iot :

A. Flo có tính oxi hóa mạnh, oxi hóa mãnh liệt với nước.

B. Clo có tính oxi hóa mạnh, oxi hóa được nước.

C. Brom có tính oxi hóa mạnh, tuy yếu hơn flo và clo nhưng nó cũng oxi hóa được nước.

D. Iot có tính oxi hóa yếu hơn flo, clo, brom nhưng nó cũng oxi hóa được nước.

Phương pháp giải

+ Khí Flo oxi hóa nước dễ dàng ở ngay nhiệt độ thường, hơi nước nóng bốc cháy khi tiếp xúc với khí flo: 2F₂ + 2H₂O → 4HF + O₂

+ Brom tác dụng với nước rất chậm tạo ra axit HBr và axit HBrO: Br₂ + H₂O ↔ HBr + HBrO

+ Khi tan trong nước, một phần khí clo tác dụng với nước tạo ra hỗn hợp axit HCl, HClO: Cl₂ + H₂O ↔ HCl + HClO

+ Iot hầu như không tác dụng với nước

Hướng dẫn giải

A đúng

B sai, trong phản ứng của Clo với nước, Clo tự oxi hóa tự khử

C sai, trong phản ứng của Brom với nước, Brom tự oxi hóa tự khử

D sai, Iot không tác dụng với nước

Đáp án A

Một nguyên tố halogen có cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử là 4s²4p⁵.

a) Viết cấu hình electron nguyên tử đầy đủ của nguyên tố trên.

b) Cho biết tên, kí hiệu và cấu tạo phân tử của nguyên tố hóa này.

c) Nêu tính chất hóa học cơ bản của nguyên tố này và dẫn ra những phản ứng hóa học để minh họa

d) So sánh tính chất hóa học của nguyên tố này với hai nguyên tố halogen khác đứng trên và dưới nó trong nhóm halogen và dẫn ra phản ứng để minh họa.

Phương pháp giải

- Viết cấu hình electron đầy đủ của X

- Từ cấu hình xác định tên, kí hiệu, công thức

- Nêu các tính chất hóa học đặc trưng

- Tiến hành so sánh tính chất của X với các nguyên tố Halogen khác

Hướng dẫn giải

a) Halogen có cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử là 4s²4p⁵.

Cấu hình đầy đủ là: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s²4p⁵

b) Tên nguyên tố là brom, kí hiệu là Br, công thức phân tử Br₂

c) Tính chất hóa học cơ bản của nguyên tố này là tính oxi hóa.

- Brom phản ứng với nhiều kim loại

3Br₂ + 2Al → 2AlBr₃

- Brom tác dụng với nước tương tự như clo nhưng khó khăn hơn.

Br₂ + H₂O \(\rightleftharpoons\) HBr + HBrO

- Brom thể hiện tính khử khi tác dụng với chất oxi hóa mạnh.

\(B{{\rm{r}}_2} + 5C{l_2} + 6{H_2}O \to 2HB{\rm{r}}{O_3} + 10HCl\)

- Brom có thể oxi hóa muối iotua thành iot.

Br₂ + 2NaI → 2NaBr + I₂

d) So sánh tính chất hóa học của brom với flo, clo và iot.

Brom có tính oxi hóa yếu hơn flo, clo nhưng mạnh hơn iot nên

Cl₂ + 2NaBr → 2NaCl + Br₂

Br₂ + 2NaI → 2NaBr + I₂

Có những chất sau: KMnO₄, MnO₂, K₂Cr₂O₇ và dung dịch HCl.

a) Nếu các chất oxi hóa có khối lượng bằng nhau thì chọn chất nào có thể điều chế được lượng khí clo nhiều hơn?

b) Nếu chất oxi hóa có số mol bằng nhau thì chọn chất nào có thể điều chế được lượng khí clo nhiều hơn?

Hãy trả lời đúng bằng cách tính toán trên cơ sở các phương trình phản ứng.

Phương pháp giải

Viết PTHH và tính toán theo PTHH

- Viết PTHH của phản ứng:

MnO₂ + 4HCl  →  MnCl₂ + Cl₂  + 2H₂O           (1)

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

K₂Cr₂O₇  + 14 HCl →  2CrCl₂ + 2KCl + 3Cl₂  + 7H₂O    (3)

- Tính số mol nCl2 dựa vào phương trình (1), (2) và (3)

→ So sánh và rút ra kết luận

Hướng dẫn giải

a) Giả sử lấy lượng mỗi chất là a gam.

MnO₂ + 4HCl  →  MnCl₂ + Cl₂  + 2H₂O           (1)

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

K₂Cr₂O₇  + 14 HCl →  2CrCl₂ + 2KCl + 3Cl₂  + 7H₂O    (3)

Theo phương trình (1): \({n_{C{l_2}}} = {n_{Mn{O_2}}} = \dfrac{a}{{87}}\,\,mol\)

Theo phương trình (2): \({n_{C{l_2}}} = \dfrac{5}{2}{n_{KMn{O_4}}} = \dfrac{5}{2}.\dfrac{a}{{158}} = \dfrac{a}{{63,2}}\,\,mol\)

Theo phương trình (3): \({n_{C{l_2}}} = 3{n_{{K_2}C{{\rm{r}}_2}{O_7}}} = 3.\dfrac{a}{{294}} = \dfrac{a}{{98}}\,\,mol\)

Ta thấy \(\dfrac{a}{{63,2}} > \dfrac{a}{{87}} > \dfrac{a}{{98}}\)

Vậy lượng Cl₂ điều chế được từ phương trình (2) là nhiều nhất

Vậy dùng KMnO₄ điều chế được nhiều Cl₂ hơn.

b) Nếu số mol các chất bằng n mol

Theo (1) n_mol MnO₂   →  n_mol Cl₂

Theo (2) n_mol KMnO₄  → 2,5 n_mol Cl₂

Theo (3) n_mol K₂Cr₂O₇ → 3n_mol Cl₂

Ta có: 3n > 2,5n > n

Vậy dùng K₂Cr₂O₇ được nhiều hơn Cl₂ hơn

Tính khối lượng HCl bị oxi hóa bởi MnO₂ biết rằng khí Cl₂ sinh ra trong phản ứng đó có thể đẩy được 12,7 g I₂ từ dung dịch NaI.

Phương pháp giải

Viết PTHH và tính toán theo PTHH

Hướng dẫn giải

Phương trình hóa học của phản ứng:

       Cl₂  +  2NaI → 2NaCl + I₂

PT:  71g                            254 g                 

ĐB:  x g                            12,7g

→ x = 3,55g

4HCl + MnO₂  →  MnCl₂  +  Cl₂  + 2H₂O

4.36,5                               71g

y g                                   3,55 g

→ y = 7,3g

Vậy khối lượng HCl cần dùng là 7,3 g.

Nêu các phản ứng chứng minh rằng tính oxi hóa của clo mạnh hơn brom và iot.

Phương pháp giải

Tính oxi hóa của clo mạnh hơn của brom và iot được chứng minh bằng phản ứng Cl₂ đẩy các ion Br^– và I^– ra khỏi dung dịch muối tạo Br₂, I₂ tương ứng

Hướng dẫn giải

Clo oxi hóa dễ dàng Br ^– trong dung dịch muối bromua và I^- trong dung dịch muối iotua.

Cl₂  + 2NaBr  →  2NaCl + Br₂

Cl₂  + 2NaI  →  2NaCl + I₂

Để điều chế flo, người ta phải điện phân dung dịch KF trong hiđro florua lỏng đã được loại bỏ hết nước. Vì sao phải tránh sự có mặt của nước?

Phương pháp giải

Flo là nguyên tố phi kim có tính oxi hóa mạnh nhất. Flo dễ dàng oxi hóa nước ở ngay nhiệt độ thường, phản ứng dễ gây cháy nổ, cực kì nguy hiểm

Hướng dẫn giải

Để điều chế flo, ngưởi ta phải điện phân hỗn hợp KF trong HF lỏng khan đã được loại bỏ hết nước. Sở dĩ phải tránh sự có mặt của nước vì flo tác dụng với nước theo phương trình hóa học sau:

2F₂   +  2H₂O  →  4HF + O₂ ↑

Trong một dung dịch có hòa tan 2 muối là NaBr và NaCl. Nồng độ phần trăm của mỗi muối trong dung dịch đều bằng nhau và bằng C%. Hãy xác định nồng độ C% của 2 muối trong dung dịch, biết rằng 50 g dung dịch hai muối nói trên tác dụng vừa đủ với 50 ml dung dịch AgNO₃ 8%, có khối lượng riêng D = 1,0625 g/cm³.

Phương pháp giải

Viết PTHH và tính toán theo PTHH

mAgNO₃ → nAgNO₃ 

Phương trình hóa học:

NaBr + AgNO₃    →   AgBr↓  +  NaNO₃

NaCl  +  AgNO₃  →  AgCl↓   + NaNO₃

Ta có hệ phương trình:

\(\left\{\begin{matrix} x +y = 0,025\\ 103x = 58,5 y \end{matrix}\right.\)

→ x = ? 

→ mNaBr, mNaCl

→ %C = ?

Hướng dẫn giải

\({m_{AgN{O_3}}} = \dfrac{{50.1,0625.8}}{{100}} = 4,25g\)

\( \to\) \(n_{AgNO_{3}}\) = \(\dfrac{50. 1,0625. 8}{100. 70}\) = 0, 025 mol

Phương trình hóa học của phản ứng:

NaBr + AgNO₃    →   AgBr↓  +  NaNO₃

x mol     x mol          x mol

NaCl  +  AgNO₃  →  AgCl↓   + NaNO₃

y mol     y mol         y mol

Biết nồng độ phần trăm của mỗi muối trong dung dịch bằng nhau và khối lượng dung dịch là 50 gam, do đó khối lượng NaCl bằng khối lượng NaBr.

Gọi số mol của NaBr và NaCl lần lượt là x và y

Theo phương trình: \({n_{NaB{\rm{r}}}} = {n_{AgN{O_3}}};{n_{NaCl}} = {n_{AgN{O_3}}}\)

\( \to {n_{NaB{\rm{r}}}} + {n_{NaCl}} = {n_{AgN{O_3}}}\)

Ta có: \(\left\{\begin{matrix} x +y = 0,025\\ 103x = 58,5 y \end{matrix}\right.\)

Giải ra, ta có x = 0,009

→ m_NaBr = m_NaCl  = 103.0,009 = 0,927g

C% = \(\dfrac{0,927}{50}\) x 100% = 1,86%

Cho 300 ml một dung dịch có hòa tan 5,85 g NaCl tác dụng với 200 ml dung dịch có hòa tan 34 g AgNO₃, người ta thu được một kết tủa và nước lọc.

a) Tính khối lượng chất kết tủa thu được.

b) Tính nồng độ mol của các chất còn lại trong nước lọc. Cho rằng thể tích nước lọc thu được thay đổi không đáng kể.

Phương pháp giải

Viết PTHH và tính toán theo PTHH

a) nNaCl = 0,1 mol, nAgNO₃ = 0,2 mol

NaCl +     AgNO₃   →   AgCl↓   + NaNO₃

→ mAgCl = ?

b) V_dd = 300 + 200 = 500 ml

nNaNO₃ = 0,1 mol

→ nAgNO3 dư = ?

→ Nồng độ mol của các chất trong nước lọc?

Hướng dẫn giải

n_NaCl =\(\dfrac{5,85}{58,5}\) = 0,1 mol;  \(n_{AgNO_{3}}\) = \(\dfrac{34}{170}\) = 0,2 mol

a)  Phương trình hóa học của phản ứng:

NaCl +     AgNO₃   →   AgCl↓   + NaNO₃

0,1 mol    0,1 mol      0,1 mol      0,1 mol

m_AgCl = 143,5 x 0,1 = 14,35g

b)  V_dd = 300 + 200 = 500 ml

Dung dịch nước lọc gồm có:

\(n_{NaNO_{3}}\) = 0,1 mol

\(n_{AgNO_{3}du}\) = 0,2 - 0,1 = 0,1 mol

Vậy nồng độ mol của các chất trong nước lọc là:

\(C_{M(NaNO_{3})}\) = \(C_{M(AgNO_{3})}\) = \(\dfrac{0,1}{0,5}\) = 0,2 M

Cho 69,6g MnO₂ tác dụng với dung dịch HCl đặc dư. Dẫn khí thoát ra đi vào 500ml dung dịch NaOH 4M (ở nhiệt độ thường).

a) Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra.

b) Xác định nồng độ mol của những chất có trong dung dịch sau phản ứng. Biết rằng thể tích của dung dịch sau phản ứng thay đổi không đáng kể.

Phương pháp giải

MnO₂  + 4 HCl   → MnCl₂  +  Cl₂   + 2H₂O

Cl₂   +     2NaOH     →  NaCl  +  NaClO   +  H₂O

Tính toán số mol dựa vào 2 phương trình trên

- Xác định các chất sau phản ứng

→ Nồng độ mol/l của các chất trong dung dịch sau phản ứng?

Hướng dẫn giải

n_NaOH  = 0,5 x 4 = 2 mol

a) Phương trình hóa học của phản ứng :

MnO₂  + 4 HCl   → MnCl₂  +  Cl₂   +  2H₂O

0,8 mol                0,8mol     0,8 mol

Cl₂   +     2NaOH     →  NaCl  +  NaClO   +  H₂O

0,8 mol → 1,6 mol       0,8mol   0,8mol

b) Theo phương trình (1): \({n_{C{l_2}}} = {n_{MnC{l_2}}} = {n_{Mn{O_2}}} = 0,8\,\,mol\)

Theo phương trình (2): \({n_{NaCl}} = {n_{NaClO}} = {n_{C{l_2}}} = 0,8\,\,mol\)

\({n_{NaOH\left( {pứ} \right)}} = 2{n_{C{l_2}}} = 2.0,8 = 1,6\,\,mol\)

\( \to {n_{NaOH\,\,(dư)}} = 2 - 1,6 = 0,4\,\,mol\)

Nồng độ mol/l của các chất trong dung dịch sau phản ứng:

\({C_{M(NaCl)}} = {C_{M(NaClO)}} = {C_{M(MnC{l_2})}} = \dfrac{{0,8}}{{0,5}} = 1,6M\)

\({C_{M(NaOH\,\,dư)}} = \dfrac{{0,4}}{{0,5}} = 0,8M\)

Khí oxi có lẫn các tạp chất khí là clo. Làm thế nào để loại bỏ tạp chất đó?

Phương pháp giải

Dẫn hỗn hợp khí O₂ và Cl₂ qua bình chứa dung dịch NaOH dư 

O₂ không phản ứng, Cl₂ phản ứng.

Hướng dẫn giải

Sục hỗn hợp khí vào dung dịch NaOH dư, khí clo tác dụng với dung dịch NaOH, ta thu được khí O₂

Cl₂   +     2NaOH     →  NaCl  +  NaClO   +  H₂O