Giải bài tập Hóa 10 Bài 22: Clo

§22. CLO
A. LÍ THUYẾT
TÍNH CHẤT VẬT LÍ
0' điều kiện thường, clo là khí màu vàng lục, mùi xòe, rất. độc. Khi clo nặng gấp 2,5 lần không khí.
ơ 20"C, một thể tích nước hòa tan dược 2,5 thẻ tích khí clo. Dung dịch của khí clo trong nước còn gọi là nước clo có màu vàng nhạt.
Khí clo tan nhiều trong các dung mòi hữu co' như benzen, ancol etylic, hexan, cacbon tetraclorua...
TÍNH CHẤT HÓA HỌC
Nguyên tử clo có 7 electron ỏ' lớp ngoài cùng, khi tạo thành hợp chất hóa học nguyên tú' clo dề nhận thèm le dế thành ion clorua Cl”.
Vì vậy, tính chất hóa học co' bán cùa clo là tính oxi hóa mạnh.
Tác dụng với kim loại
Khí clo oxi hóa trực tiếp dược hầu hết các kim loại tạo ra muôi clorua, phản ứng xảy ra ớ nhiệt độ thường hoặc không cao lắm, tốc dộ nhanh tỏa nhiều nhiệt.
Natri nóng chảy, cháy trong khí clo với ngọn lửa sáng chói, tạo ra muôi natri clorua:
0 0 .11 2 Na + cụ -> 2 NaCl
Tác dụng với sát khi nung nóng tạo thành hợp chát sất. (III) clorua:
2 Fe + 3 CL, —-> 2 Fed,
- Tác dụng với đồng khi nung nóng tạo thành hợp chất đồng (II) clorua: Cu + CỊ '	> cúcỊ
Tác dụng với hidro
ơ nhiệt độ thường và trong bóng tôi, khí clo hâu như không phản ứng với khí hidro. Khi chiếu sáng hỗn hợp bới ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng cúa magie cháy, phản ứng trẽn xay ra nhanh và có thể nồ. Ilồn hợp nổ mạnh nhất khi ti lệ mol giữa hiđro và clo là 1 : 1.
Hv + ci, -» 2 HC1
Như vậy, trong các phản ứng với kim loại và hidro, clo thố hiện tính oxi hóa mạnh.
•	I
Tác dụng với nước
Khi tan trong nước, một phần khi clo tác dụng với nước tạo ra hồn hợp axit clohidric và hipoclorơ.	
C1, +H2O	IIC1 + Iic'iq_
Trong phán ứng trên, clo vừa là chát khứ vừa là chất oxi hóa vì một -1 . 1
nguyên tứ C1 bị oxi hóa thành C1. một nguyên tử C1 bị khư thành C1. Phàn ứng trên thuận nghịch do HC1O là chát oxi hóa rát mạnh, nó có thể oxi hóa HC1 thành Clj. Cũng do HC1O là chất oxi hóa mạnh nõn nước clo có tính t;íy màu.
TRẠNG THÁI Tự NHIÊN
Trong tự nhiên, clo có hai đồng vị bền là 'b’Cl (75,7771) và '!7C1 (24,2371), nguyên tử khôi trung bình là 35,5.
Do hoạt động hóa học mạnh nên nguyên tố clo chi tồn tại trong tự nhiên ỏ' dạng hợp chát, chú yếu là muôi natri clorua có trong nước biến và mỏ muôi. Hợp chát khác cùa clo cũng phổ biến trong tự nhiên như chất khoáng cacnalit KCl.MgCl2.6H2O.
ỨNG DỤNG
Clo được dùng đế diệt trùng nước sinh hoạt. Clo cũng được dùng đế tây trắng sợi. vải, giây.
Một lượng lớn clo dùng để sàn xuất các hóa chất hũu co' như cacbon tetraclorua, đicloetan, thuốc diệt côn tiling, PVC, cao su tổng họp, sợi tổng họp,...
Clo đuợc dùng để sán xuất chut tẩy tráng, sát trùng như nước Gia-ven, clorua vôi và sán xuất các hóa chất vô co' nhu' axit clohiđric, kali clorat,...
ĐIỀU CHẾ
Điều chê khí clo trong phòng thí nghiệm
Trong phòng thí nghiệm, khí clo được điều chế bằng cách cho axit' clohiđric đặc tác dụng,với chất. oxi hóa mạnh như mangan đioxit ran (MnOọ) hoặc kali pemanganat rán (KMnO.1)...
MnO, + 4HC1	——> MnCẸ + cụ + 2H,0
2KMnO, + 1GIỈC1 2MnCl2 + 2KCI + 5CP + Slid)
2. Sản xuất clo trong công nghiệp
Trong công nghiệp, người ta diện phân dung dịch bão hòa muôi fill trong nước để sán xuất xút (NaOPI), dồng thời thu dược khí clo và hiđro. Phương trinh diện phán có the viét nhu'sau:
2NaCl + 214,0 	_ -> 2NaOI4 + li/ + CI2T
co mãng ngân
cực ám Ici/.'fiz) cực đương (ữ/tód
B. BÀI TẬP
'Prong phòng thi nghiệm, khi ch) thương dược dill. ch:	' each CXI hóa hợp chót nào rau dãy?
A.NaCI	ti. 1ỈCÌ	C.KlCiO.:	lì. KMnO;
Giải
2KMnO., + 16HC1 —> 2M11CI, + ỠCI/ + 2KC1 + SILO
Oxi hóa HC1 bằng KMnO4 hay MnO.j .
Đáp án B.
Chobiẽt tinh chát hòn học cơ hán cùa ngiiyàn tó ch). (Hài thích l i K(ZƠ ngiiycn tổ ch) có tinh chát hóa học cơ hán (lo. Cho ci dụ minh họa.
Giải
Tính chất hóa học .cơ bán eúa clo là tinh oxi hóa rat mạnh.
Ví dụ:
Tác dụng với hiđro khi chiếu sáng: CL + 1L ——> 2IIC1
Tác dụng với hầu hết các kim loại tạo thánh muôi clorua. trong đó kim loại có sô oxi hóa cao nhât (nếu kim loại có nhiều sô' oxi hóa).
2Fe + 3CL -> 2FeCl:); Cu + CL -> CuCL
Oxi hóa dược nhiều phi kim (trừ oxi, cacbon. nitơ)
5CL + 2P -> 2PC1,
Clo có tính oxi hóa mạnh là do nó có ái lực với electron lớn. nguyên tử clo rất dễ thu 1 electron để trở thành ion C1 có cáu hình electron bền của khí hiếm agon (Ar).
Dần khi clo vào nước, xay ra hiị'11 tượng vật u hay hóa học? (Hái thích.
Giải
Khi sục khi cụ vào nước xáy ra dồng thời hiện tượng vật lí và hiện tượng hóa học. Khí clo tan vừa phái trong nước làm cho nước có màu vàng nhạt và một phần clo tác dụng với nước:
Cl2 + H,0 ẽ=ầ HC1 + I4C1O
Nêu những ứng dụng thực tẽ cứa khi do.	,
Giải
Clo được dùng đế’ diệt trùng nước sinh hoạt cùa thành phô'.
Dùng đế sản xuất các hóa chất hữu cơ nhu': cacbon tetraclorua (CC11), đicloetan, thuôc diệt côn trùng, PVC, cao su tổng hợp, sợi tổng hợp,...
Clo được dùng để tẩy trắng vải, giây và điều chế những chât sát trùng, tẩy trắng như nước Gia-ven, clorua vôi,...
Cân bằng phương trình hóa học cửa các phán ứng oxi hóa l/hừ sau bang phương pháp thăng bàng electron:
a) KMnO, + HCl -> KCl + MnCl-2 + Cl2 + H.0 b ) HNOs + HCl	NO-, + Cl2 + 1ỊO
HC1O:, + HCI -> Cl2 + Ú20
PbO2 + HCI PbCl2 + c/, + IỈ2O
Giải
Mil + 5e -> Mn 2 cì -> ci, + 2e
a) KMnO, + HCI -> KC1 + MnCl, + ci, + IDO
quá trình khử quá trình oxi hóa
	.7	1	 -2	ọ
2KMnO,+ 16HC1 -> 2KC1 + 2 MnCl, + 5C12 + 811,0 KMnO.p là chất oxi hóa; HC1: là chát khứ.
HNO.J + HCÌ -> NO, + ci, + H,0
• 1
N + le —> N :	sự khử
2 C1 —> C1, + 2e:	sự oxj I^óa
2HN0.J + 2H cì-> 2 NO, + ci, + 2H,0 HNO.P là chất oxi hóa; HC1: là chất khử
HC10..-+ HCÌ -> C1, + H,0
1 X
2C1 + lOe -> Cl2 :
sự khứ
5 X
-1 0
2C1 -> Cl2 + 2e:
sự oxi hóa
HC10,
+ 5HC1 -> 3 C1, + H,0
HC10;ì:
là chất oxi hóa;
HC1: là chất khử.
PbO,
1- HCÌ	PbCl, + ci.
+ 11,0
1 X
Pb + 2e —> Pb :
2 cì -> cỉ, + 2e :
sự khử
sự oxi hóa
PbO, + 4HC1 -> PbCl, + Cl, + 2H,0 PbO, : là chát oxi hóa; HC1 : là chất khử.
Tại.sao Irons công nghiệp người la dùng phương pháp diện phân dung dịch NaCI báo hòa chư không dimg phàn ứng oxi hóa - khứ giữa các hóa chóil dể sàn xuất khi do?
Giải
Trong công nghiệp người ta (lùng phương pháp điện phân đế’ sản xuất khí clo vì đây là phương pháp kinh tế nhát. Nếu dùng phản ứng oxi hóa - khử đế’ điều chế clo thì giá thành san phẩm sẽ rất cao.
Cần bao nhiêu gain KMrĩOt và bao nhiêu nil dung dịch axil dohidric ỈM dể diều chế dù khi do tác dụng với sắt, lạo nên 16.25g FcCl:ì?
Giải
Phản ứng: 2KMnO„ + 16HC1-> 2KCÍ+2MnCh + 5C1, + 8H2O (1) 3C12 + 2Fe -> 2FeCỊ)	(2)
la có:	n,..... = —'-■■■-2 = 0,1 (moi)
' * ■'	162,5
Theo (2): nrl = "’1 3 = 6,15 (moi)
Theo(l):	ưKMh(), - ------ = 0,06 (mol)
o
=>	= 15S.0,06 = 9,48 (g);
và	nnci =	- 0,48 (mol)
5
=>	V(1(1HC1 =	= 0,48 (lít) hay 480 ml