BÀI 22. CLO
A. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM
I. TÍNH CHẤT VẬT LÝ
- Ở điều kiện thường, clo là chất khí màu vàng lục, mùi sốc, rất độc.
- Nặng gấp 2,5 lần không khí và tan trong nước. Dung dịch của khí clo trong nước gọi là nước clo có màu vàng nhạt.
- Khí clo tan nhiều trong các dung môi hữu cơ như benzen, etanol, hexan, …
II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC
Tính chất hóa học cơ bản của clo là tính oxi hóa mạnh
1. Tác dụng với kim loại
2Na + Cl2 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)2NaCl
2Fe + 3Cl2 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) 2FeCl3
Lưu ý: Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường hoặc không cao lắm; tốc độ nhanh và tỏa nhiều nhiệt.
2. Tác dụng với hiđro
- Ở nhiệt độ thường, khí clo không phản ứng với hiđro.
- Khi chiếu sáng hỗn hợp bởi ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng của magie cháy thì phản ứng xảy ra nhanh và có thể nổ.
H2+Cl2 \(\xrightarrow{a/s}\) 2HCl
3. Tác dụng với nước
Một phần khí clo tác dụng với nước tạo ra hỗn hợp axit clohiđric và axit hipoclorơ có tính tẩy màu mạnh do HclO là chất oxh rất mạnh.
Cl2+H2O⇄HCl+HClO
4. Tác dụng với dung dịch kiềm
Cl2 + 2NaOH ® NaCl + NaClO + H2O
III. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN
- Trong tự nhiên, clo có hai đồng vị bền là 35Cl(75,77%) và 37Cl(24,23%) nên nguyên tử khối trung bình là 35,5.
- Chỉ tồn tại trong tự nhiên ở dạng hợp chất, chủ yếu trong muối natri clorua có trong muối biển và muối mỏ; clo tồn tại dưới dạng axit HCl có trong dịch vị dạ dày của người và động vật.
IV. ĐIỀU CHẾ
1.Trong phòng thí nghiệm: dùng các chất có tính oxi hóa mạnh tác dụng với axit HCl đặc
MnO2+4HCl \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) MnCl2+Cl2+2H2O
2KMnO4+16HCl→2MnCl2+2KCl+5Cl2+8H2O
2. Trong công nghiệp: điện phân dung dịch bão hòa muối ăn
2NaCl+ 2H2O \(\xrightarrow{dp\,mnx}\) 2NaOH+ Cl2+ H2
V. ỨNG DỤNG
- Dùng để diệt trùng nước sinh hoạt, nước bể bơi để diệt 1 số vi khuẩn gây bệnh.
- Dùng để sản xuất chất tẩy trắng, sát trùng,…
- Dùng để sản xuất chất hữu cơ.
II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
1. Phương pháp giải dạng bài phản ứng của clo với kim loại
Clo phản ứng với kim loại theo phương trình phản ứng:
\(2M+nC{{l}_{2}}\to 2MC{{l}_{n}}\)
Để làm được dạng bài tập này, học sinh cần thành thạo việc tính theo phương trình phản ứng, có thể áp dụng định luật bảo toàn electron để giải nhanh bài tập và lưu ý:
Clo là chất oxi hóa mạnh nên khi kim loại phản ứng với \(C{{l}_{2}}\), kim loại sẽ bị đẩy lên mức số oxi hóa cao nhất, ví dụ: \(2Fe+3C{{l}_{2}}\to 2FeC{{l}_{3}}.\)
2. Phương pháp giải dạng bài liên quan đến điều chế khí clo
Các phản ứng điều chế khí clo thường gặp:
MnO2+4HCl\(\xrightarrow{{{t}^{o}}} \)MnCl2+Cl2+2H2O
2KMnO4+16HCl→2MnCl2+2KCl+5Cl2+8H2O
2NaCl+ 2H2O\(\xrightarrow{dp\,mnx}\) 2NaOH+ Cl2+ H2
Để làm được dạng bài tập này, học sinh cần thành thạo việc tính theo phương trình phản ứng, có thể áp dụng định luật bảo toàn electron để giải nhanh bài tập.
III. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Bài 1 (trang 101 SGK Hóa 10):
Trong phòng thí nghiệm, khí clo thường được điều chế bằng cách oxi hóa hợp chất nào sau đây:
A. NaCl.
B. HCl.
C. KClO3.
D. KMnO4.
Hướng dẫn giải:
Chọn B.
MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O
Bài 2 (trang 101 SGK Hóa 10):
Cho biết tính chất hóa học cơ bản của nguyên tố clo. Giải thích vì sao nguyên tố clo có tính chất hóa học cơ bản đó? Cho thí dụ minh họa.
Hướng dẫn giải:
Tính chất hóa học cơ bản của clo: Clo là chất oxi hóa mạnh.
– Tác dụng với kim loại : 2Fe + 3Cl2 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)2FeCl3
– Tác dụng với hiđro: H2 + Cl2 \(\xrightarrow{a/s}\) 2HCl.
– Tác dụng với nước: Cl2+H2O⇄HCl+HClO (clo vừa là chất oxi hóa vừa là chất khử)
Có những tính chất hóa học cơ bản trên vì khi tham gia phản ứng, nguyên tử clo dễ nhận thêm 1 electron để thành ion Cl–. Vì vậy tính chất hóa học cơ bản của clo là tính oxi hóa mạnh.
Bài 3 (trang 101 SGK Hóa 10):
Dẫn khi clo vào nước, xảy ra hiện tượng vật lí hay hóa học? Giải thích.
Hướng dẫn giải:
Dẫn khí clo vào nước, vừa xảy ra hiện tượng vật lí vừa xảy ra hiện tượng hóa học. Khi tan vào nước (hiện tượng vật lí), một phần clo tác dụng với nước (hiện tượng hóa học).
Cl2 + H2O ⇆ HCl + HClO
Bài 4 (trang 101 SGK Hóa 10):
Nêu những ứng dụng thực tế của khí clo.
Hướng dẫn giải:
Những ứng dụng thực tế của clo:
- Dùng để diệt trùng nước sinh hoạt, nước bể bơi để diệt 1 số vi khuẩn gây bệnh.
- Dùng để sản xuất chất tẩy trắng, sát trùng,…
- Dùng để sản xuất chất hữu cơ.
Bài 5 (trang 101 SGK Hóa 10):
Cân bằng các phương trình phản ứng oxi hóa – khử sau bằng phương pháp thăng bằng electron:
a) KMnO4 + HCl → KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O.
b) HNO3 + HCl → NO + Cl2 + H2O.
c) HClO3 + HCl → Cl2 + H2O.
d) PbO2 + HCl → PbCl2 + Cl2 + H2O.
Hướng dẫn giải:
Bài 6 (trang 101 SGK Hóa 10):
Tại sao trong công nghiệp người ta dùng phương pháp điện phân dung dịch NaCl bão hòa chứ không dùng phản ứng oxi hóa – khử giữa các hóa chất để điều chế khí clo?
Hướng dẫn giải:
Trong công nghiệp không dùng phản ứng oxi hóa – khử giữa các hóa chất để điều chế clo vì giá thành sản phẩm rất cao.
Bài 7 (trang 101 SGK Hóa 10):
Cần bao nhiêu gam KMnO4 và bao nhiêu ml dung dịch axit clohiđric 1M để điều chế khí clo tác dụng với sắt, tạo nên 16,25g FeCl3?
Hướng dẫn giải:
mol FeCl3 = 16,25/162,5 = 0,1 mol.
Phương trình hóa học của phản ứng:
\(\begin{array}{l} 3C{l_2} + 2Fe \xrightarrow{{{t}^{o}}}2FeC{l_3}\\ 0,15\,\,\,\,\,\,\,\,\, \leftarrow \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,0,1\,mol \end{array}\)
\(\begin{array}{l} 2KMn{O_4} + 16HCl \to 2KCl + 2MnC{l_2} + 5C{l_2} + 8{H_2}O\\ 0,06\,\,\,\,\,\, \leftarrow \,\,\,\,\,\,\,\,\,0,48\,\,\,\, \leftarrow \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,0,15\,mol \end{array}\)
mKMnO4 = 0,06. 158 = 9,48 g.
Vdd HCl = 0,48/1=0,48 lít = 480ml.
Hy vọng giải bài tập hóa 10 Clo của ICAN soạn thảo giúp bạn học Hoá 10 tốt hơn. Chúc các bạn học tập vui.