bộ chuyên đề ôn học sinh giỏi

- 0 / 0
(Tài liệu chưa được thẩm định)
Nguồn:
Người gửi: Hoàng Trọng Kỳ Anh
Ngày gửi: 12h:56' 20-03-2026
Dung lượng: 3.6 MB
Số lượt tải: 4
Nguồn:
Người gửi: Hoàng Trọng Kỳ Anh
Ngày gửi: 12h:56' 20-03-2026
Dung lượng: 3.6 MB
Số lượt tải: 4
Số lượt thích:
0 người
CHUYÊN ĐỀ
9
NHÓM HALOGEN
A. LÍ THUYẾT CƠ BẢN VÀ NÂNG CAO
I. NHÓM HALOGEN TRONG BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ
Nhóm
trong bảng tuần hoàn gồm nguyên tố : Flo (ô số , chu kì ), clo (ô số
, chu kì ),
brom(ô số
, chu kì ), iot (ô số
, chu kì ) và atatin (ô số
, chu kì ).
Atatin không gặp trong tự nhiên. Nó được điều chế nhân tạo bằng các phản ứng hạt nhân. Atatin
được nghiên cứu trong nhóm các nguyên tố phóng xạ. Như vậy, nhóm halogen được nghiên cứu ở
đây bao gồm flo, clo, brom và iot
II. CẤU HÌNH ELECTRON VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ CỦA CÁC
NGUYÊN TỐ TRONG NHÓM HALOGEN
Cấu hình electron lớp ngoài cùng của các
nguyên tử các halogen là
(
là số
............
thứ tự của lớp ngoài cùng).
Từ flo đến iot, số lớp electron tăng dần và electron lớp ngoài cùng càng xa hạt nhân hơn.
Ở trạng thái cơ bản, các nguyên tử halogen đều có một electron độc thân.
Lớp electron ngoài cùng của nguyên tử flo là lớp thứ hai nên không có phân lớp . Nguyên tử clo,
brom và iot có phân lớp
còn trống, khi được kích thích
hoặc electron có thể chuyển đến
những obitan còn trống :
Như vậy, ở trạng thái kích thích, nguyên tử clo, brom hoặc iot có thể có
hoặc
thân. Điều này giải thích khả năng tồn tại các trạng thái oxi hoá của clo, brom, iot.
electron độc
Trang 1
Đơn chất halogen không phải là những nguyên tử riêng rẽ mà là những phân tử: Hai nguyên tử
halogen
kết hợp với nhau bằng liên kết cộng hoá trị tạo thành phân tử
Công thức electron
Năng lượng liên kết
của phân tử
, không lớn (từ
.
Công thức cấu tạo
đến
kJ/mol) nên các phân tử
halogen tương đối dễ tách thành hai nguyên tử.
III. KHÁI QUÁT VỀ TÍNH CHẤT CỦA CÁC HALOGEN
1. Tính chất vật lí
Ở điều kiện thường: Flo là chất khí, màu lục nhạt; clo là chất khí, màu vàng lục; brom là chất
lỏng, màu nâu đỏ; iot là chất rắn, màu đen tím.
Flo không tan trong nước vì nó phân huỷ nước rất mạnh. Các halogen khác tan tương đối ít trong
nước và tan nhiều trong một số dung môi hữu cơ.
2. Tính chất hoá học
Nhóm halogen với electron ở lớp ngoài cùng và độ âm điện lớn, nguyên tử halogen
dễ dàng
lấy một electron tạo ra
có cấu hình khí trơ bền vững.
Halogen là những phi kim điển hình, chúng là những chất oxi hoá xi hoá mạnh. Khả năng oxi hoá
giảm dần tử flo đến iot.
Trong các hợp chất, flo luôn có số oxi hoá
, các halogen khác ngoài số oxi hoá
còn có các
số oxi hoá
.
Ở dạng đơn chất, các halogen tồn tại dưới dạng phân tử
. Có bậc oxi hóa trung gian là
nó vừa thể hiện tính oxi hóa vừa thể hiện tính khử.
2.1. Tính oxi hóa mạnh
a) Tác dụng với kim loại
muối halogenua
( : là hóa trị cao nhất của kim loại
-
)
: Oxi hóa được tất cả các kim loại.
(Caxiflorua)
-
: Oxi hóa được hầu hết các kim loại, phản ứng cần đun nóng.
(Sắt
(Đồng
-
clorua)
clorua)
: Oxi hóa được nhiều kim loại, phản ứng cần đun nóng.
Trang 2
. Nên
(Sắt
-
bromua)
: Oxi hóa được nhiều kim loại, phản ứng chỉ xảy ra khi đun nóng hoặc khi có mặt của chất xúc
tác.
(Nhôm iotua)
b) Tác dụng với phi kim
Các halogen tác dụng được với hầu hết các phi kim trừ
(kim cương).
(Photpho triclorua)
(Photpho pentaclorua)
c) Tác dụng với hiđro
khí hiđrohalogenua.
Khả năng phản ứng giảm dần từ
-
: Phản ứng ngay trong bóng tối, ở
-
: Phản ứng cần chiếu sáng, nổ mạnh.
-
: Cần nhiệt độ cao.
-
, gây nổ mạnh.
: Cần nhiệt độ cao, phản ứng không hoàn.
Chú ý: Khí
tan trong nước tạo ra dung dịch axit
d) Tác dụng với hợp chất có tính khử
, đều là các dung dịch axit mạnh (trừ
).
Chú ý: - Halogen có tính ôxi hóa mạnh hơn đẩy được halogen có tính oxi hóa yếu hơn ra khỏi dung
dịch muối (trừ
). Thí dụ:
Trang 3
Nếu
hết,
còn
Mà xảy ra phản ứng:
- Nước clo, brom có tính oxi hóa rất mạnh
(phản ứng nhận biết khí
).
2.2. Tính khử
Theo dãy:
-
: Khử được
–
: Khử được
-
: Khử được
tính khử tăng dần.
.
.
,
.
2.3. Tính tự oxi hóa - khử.
a) Với
-
: Phản ứng không hoàn toàn ở nhiệt độ thường
(axit hipoclorơ)
-
: Phản ứng ở nhiệt độ thường, chậm hơn clo.
(axit hipobromo)
-
: Hầu như không tan trong nước nhưng tan trong dung dịch iotua kim loại kiềm:
hoặc:
b) Với dung dịch bazơ
(cloruavôi)
Chú ý: Nước Gia - ven, clorua vôi đều là chất oxi hóa mạnh, tác nhân oxi hóa là
tẩy màu và sát trùng.
Chúng có tính
Trang 4
IV. ĐIỀU CHẾ
1. Điều chế
Vì
có tính oxi hóa mạnh nhất, nên muốn chuyển
(không có mặt
thành
phải điện phân hỗn hợp
).
2. Điều chế
a) Trong phòng thí nghiệm: Cho axit
đặc (hay hỗn hợp
đặc), tác dụng với
các chất oxi hóa mạnh như
, ....
b) Trong công nghiệp: Điện phân dung dịch
, có màng ngăn.
Nếu không có màng ngăn thì khí clo thoát ra sẽ phản ứng với
tạo ra nước Gia -ven.
3. Điều chế
a) Trong phòng thí nghiệm: Dùng chất oxi hóa mạnh như
oxi hóa ion
,
trong môi
trường axit
Hoặc: Có thể điều chế
bằng cách dùng
(vừa đủ) oxi hóa ion
,
b) Trong công nghiệp:
- Nguồn chính để sản xuất Bra trong công nghiệp nước biển và nước hồ muối, được axit hóa bằng
, sau đó cho khí
- Nguồn chính để sản xuất
(vừa đủ) sục qua.
, trong công nghiệp là rong biển và nước của lỗ khoan dầu mỏ.
V. HỢP CHẤT HIĐROHALOGENUA VÀ AXIT HALOGENIC
Theo dãy:
Tính axit tăng, tính khử tăng
1. Tính axit
Ở điều kiện thường các
đều là chất khí, dễ tan trong nước cho ra dung dịch axit
.
Trang 5
Vì độ bền của liên kết
(axit yếu) đến
. Các axit
Các axit
- Làm quỳ tím hóa đỏ
- Tác dụng với bazơ
giảm dần từ
đến
, độ mạnh của axit
tăng dần từ
đều là các axit mạnh, trong nước phân li hoàn toàn.
thể hiện đầy đủ tính chất của một axit mạnh.
muối + nước
Chú ý: Nếu có hỗn hợp nhiều axit (chẳng hạn
(chẳng hạn
bằng
tác dụng với hỗn hợp nhiều bazơ
) thì để đơn giản ta nên thay hỗn hợp axit bằng
.
- Tác dụng với oxit bazơ
muối + nước
Chú ý: Với oxit bazơ
khi tác dụng với axit
- Tác dụng với kim loại
đứng trước
tạo ra hai muối.
Muối có hóa trị thấp
hóa trị thấp của
.
Chú ý: • Nếu có hỗn hợp nhiều axit (chẳng hạn
(chẳng hạn
•
và hỗn hợp bazơ
tác dụng với hỗn hợp nhiều kim loại
) thì để đơn giản ta nên thay hỗn hợp axit bằng
có thể tác dụng được với dung dịch
giải phóng
, do kết tủa
.
khá bền (
Trang 6
).
•
không tác dụng với dung dịch
thành muối đồng
. Tuy vậy với sự có mặt của oxi không khí,
bị oxi hóa
:
- Tác dụng với dung dịch muối
Có hai kiểu phản ứng
• Do quan hệ đây: axit mạnh đẩy axit yếu hơn ra khỏi muối
(mùi trứng thối)
• Phản ứng trao đổi.
Muối tham gia phải tan, sản phẩm tạo thành phải có chất kết tủa không tan trong axit sinh ra.
(trắng)
(vàng nhạt)
(vàng đậm)
Riêng
Chú ý:
không phản ứng với dung dịch
do muỗi
có tính chất đặc biệt là ăn mòn thủy tinh (
Phản ứng trên được dùng để khắc thủy tinh.
2. Tính khử
Trong phân tử
, số oxi hóa của
là
, thấp nhất
Theo dãy:
tính khử của các
dần (vì
•
•
tăng)
tan trong nước.
).
thể hiện tính khử.
tăng dần do độ bền liên kết
độ bền phân tử giảm dần.
: Không thể hiện tính khử ở điều kiện thường, chỉ có thể oxi hóa bằng dòng điện. Vì phân tử
rất bền.
: Khi đặc, thể hiện tính khử yếu, chỉ tác dụng với các chất oxi hóa mạnh như:
vì phân tử
•
giảm
tương đối bền.
: Đều là những chất khử mạnh, vì phân tử tương đối kém bền.
Trang 7
3. Điều chế
•
•
•
.
:
:
: Vì hai axi này có tính khử mạnh, phản ứng với
pháp sunfat để điều chế như điều chế
Có thể điều chế
đặc nên không thể dùng phương
.
bằng các phản ứng :
4. Muối halogenua
• Các halogenua kim loại đều tan nhiều trong nước trừ halogenua của
Độ tan này giảm dần từ clorua đến iođua.
Độ tan giảm dần
• Nhận biết ion
: Dùng dung dịch muối
(thường là
) làm thuốc thử.
(trắng)
(vàng nhạt)
(vàng đậm)
5. Các hợp chất chứa oxi của halogen
Oxit
Axit tương ứng
Muối
(Điclo oxit)
(Axit hipoclorơ)
(Natri hipoclorit)
(Điclo trioxit)
(Axit clorơ)
(Natri clorit)
Trang 8
(Điclo pentaoxit)
(Axit cloric)
(Kali clorat)
(Diclo heptaoxit)
(Axit pecloric)
(Kali peclorat)
a) Axit hipoclorơ (
•
) và hipoclorit (
là axit yếu (
)
), yếu hơn
• Độ bền phân tử rất kém, trong dung dịch nước tự phân hủy theo
•
đều có tính oxi hóa rất mạnh
b) Axit clorơ (
•
hướng:
) và clorit (
)
kém bền, chỉ tồn tại trong dung dịch nước.
• Tính axit và tính oxi hóa của
• Muối clorit (
nằm giữa
.
) có nguyên tử clo số oxi hóa
nên kém bền, tẩy trắng được vài
sợi.
c) Axit cloric (
•
là axi khá mạnh (như
• Phân tử
•
) và clorat (
)
), tan nhiều trong nước.
kém bền, tồn tại trong dung dịch nước đến
là chất oxi hóa mạnh (clo có số oxi hóa
• Điều chế
, tự phân hủy khi đun nóng:
)
bằng phản ứng trao đổi hoặc nhiệt phân:
• Muối clorat có tính oxi hóa mạnh khi đun nóng:
• Hỗn hợp
là thuốc nổ đen:
Trang 9
•
được dùng làm thuốc diêm:
•
bị nhiệt phân theo hai hướng:
Điều chế
:
d) Axit pecloric (
•
) và peclorat (
)
là axit mạnh hàng đầu, tan nhiều trong nước.
• Bị nhiệt phân khi đun nóng nhẹ có mặt của chất hút nước như
• Axit
trên
:
có tính oxi hóa mạnh, làm chất hữu cơ bốc cháy. So với các axit
có tính oxi hóa yếu hơn vì độ bền phân tử lớn hơn:
Chiều tăng tính oxi hóa
• Tính oxi hóa
thể hiện khi nóng trong môi trường axit mạnh.
• Muối peclorat bị nhiệt phân khó hơn muối clorat.
• Điều chế
:
B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH CÁC DẠNG BÀI TẬP
DẠNG 1: HOÀN THÀNH CÁC PHƯƠNG TRÌNH HỎA HỌC THEO SƠ ĐỒ
CHUYÊN HÓA VÀ ĐIỀU CHẾ
Phương pháp: Yêu cầu học sinh nắm vững tính chất hóa học, phương pháp điều chế các halogen và
hợp chất của các halogen.
Ví dụ 1: Cho các chất:
. Thiết lập sơ đồ biểu diễn
mối liên hệ giữa các chất trên. Viết phương trình hóa học theo sơ đồ chuyển hóa đó.
Giải
Sơ đồ chuyển hóa:
Trang 10
Các phương trình hóa học:
Ví dụ 2: Hoàn thành các phản ứng theo sơ đồ chuyển hóa:
Giải
Ví dụ 3: Hoàn thành các phản ứng sau theo sơ đồ:
a)
b)
c)
d)
Trang 11
Giải
a)
b)
c)
d)
Trang 12
Vi du 4: Hoàn thành các phản ứng sau theo sơ đồ chuyển hoá:
a)
b)
c)
d)
Giải
a)
b)
Trang 13
c)
d)
Vi du 5: Từ nguyên liệu ban đầu là muối ăn, nước, đá vôi và các điều kiện cần thiết khác. Hãy viết
các phương trình hoá học điều chế: Nước Gia - ven, clorua vôi, natri clorat.
Giải
• Điều chế nước Gia-ven:
• Điều chế nước clorua vôi:
• Điều chế natri clorat:
Ví dụ 6: Viết 5 phương trình phản ứng hoá học trực tiếp tạo ra :
a)
b)
c)
d)
e)
Giải
a)
b)
Trang 14
c)
d)
e)
Ví dụ 7: Từ các chất ban đầu:
, dung dịch
đặc,
. Có thể điều chế được những khí
gì?
Giải
Có thể điều chế được
Đun nóng dung dịch
đặc thu được khí
:
DẠNG 2: GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG
Phương pháp : Nắm vững hiện tượng xảy ra khi cho các chất phản ứng với nhau.
Ví dụ 1. Giải thích hiện tượng và viết phương trình hoá học xảy ra (nếu có) cho mỗi trường hợp sau:
a) Cho bột
vào dung dịch
đặc.
b) Cho vài mẩu
vào dung dịch
rồi sục khí
liên tục vào.
Trang 15
c) Cho
vào dung dịch
d) Cho hồ tinh bột vào dung dịch
đặc, nóng.
sau đó sục khí
tới dư vào.
Giải
a) Có sủi bọt khí thoát ra.
b) Đồng tan, tạo dung dịch màu xanh lam
c) Có sủi bọt khí thoát ra, tạo dung dịch màu nâu đỏ.
d) Dung dịch có màu xanh tím, sau đó mất màu.
+ hồ tinh bột
dung dịch màu xanh
Vi dụ 2. Giải thích tại sao trong không khí (có chứa khí
) nước Gia ven có tính tẩy màu và sát
trùng.
Giải
Do tính axit của
yếu hơn
nên trong không khí có chứa khí
đã xảy ra phản ứng :
đều là những chất có tính oxi hoá rất mạnh (tác nhân oxi hoá
) có khả năng
phản ứng với các hợp chất màu. Chuyển các hợp chất này từ có màu trở thành các hợp chất không
màu.
Ví dụ 3. So sánh (có giải thích) độ bền, tính khử, tính axit của các chất sau:
Giải
Theo dãy :
Độ bền phân tử giảm, tính khử tăng, tính axit tăng
Giải thích:
• Độ bền: Do bán kính nguyên tử các nguyên tử halogen tăng từ
đến nên độ dài liên kết
tăng dần từ
đến
dẫn đến độ bền liên kết
giảm dần từ
đến
hay độ bền
phân tử giảm dần.
• Tinh khử: Số oxi hoá của halogen trong phân tử
là
(thấp nhất) nên các
có tính khử.
Tính khử giảm dần từ
đến
vì độ bền phân tử giảm.
: Không có tính khử vì phân tử
rất bền.
-
: Chỉ thể hiện tính khử ở nồng độ đặc và chất oxi hoá mạnh như
,
Không xảy ra
hơn
: Thể hiện tính khử mạnh do phân tử kém bền. Trong đó khả năng phản ứng của
.
Trang 16
mạnh
• Tính axit: Khí
khi tan vào nước tạo thành dung dịch axit
đến
nên khả năng phân li ra
tăng dần từ
đến
ra, ion
còn có khả năng kết hợp với phân tử
năng phân li ra
của
Các axit
tạo ra
càng giảm. Thực tế,
. Do độ bền liên kết giảm dần từ
dẫn đến tính axit tăng dần. Ngoài
, làm giảm nồng độ
là axit trung bình (
dẫn đến khả
).
đều là những axit mạnh. Trong nước phân li hoàn toàn thành ion.
Ví dụ 4. So sánh độ bền, tính axit và tính oxi hoá của các chất sau (có giải thích):
Giải
Cấu trúc
Trạng thái lai hoá
của nguyên tử
trung tâm X
không hoàn hảo
• Độ bền: Nguyên tử trung tâm
không hoàn hảo
trong phân tử
không hoàn hảo
(
(lai hoá tứ diện). Mức độ hoàn hảo của trạng thái lai hoá
hoàn hảo
) ở trạng thái lai hoá
tăng dần nên độ bền phân tử tăng dần từ
đến
• Tính oxi hoá: Theo dãy :
thì tính oxi hoá giảm dần do độ bền
phân tử tăng dần.
• Tính axit: Trong dãy trên, đi từ trái qua phải ta thấy số nguyên tử oxi không liên kết với hiđro tăng
dần từ đến nên độ phân cực của liên kết
tăng tính axit tăng.
Ví dụ 5. Sục khí clo qua dung dịch kali iotua một thời gian dài, sau đó người ta cho hồ tinh bột vào
thì không thấy xuất hiện màu xanh. Hãy giải thích và viết phương trình hoá học minh họa.
Giải
Sau một thời gian có xảy ra phản ứng:
Sau phản ứng không có
tự do nên hồ tinh bột không chuyển sang màu xanh.
Ví dụ 6. Để nhận biết ion sunfit, người ta cho vào một ống nghiệm
giọt dung dịch
giọt dung dịch
có chứa ion sunfit
. Sau đó cho tiếp vào đó
thấy xuất hiện kết tủa
a) Nêu hiện tượng xảy ra trong các giai đoạn
minh họa.
đến
giọt dung dịch iot,
giọt dung dịch
đến
và vài
của thí nghiệm và viết phương trình hóa học để
Trang 17
b) Cho biết tại sao thí nghiệm nhận biết ion sunfit nêu trên thường được tiến hành trong môi trường
axit hoặc môi trường trung hòa, không được tiến hành trong môi trường bazơ ?
Giải
a) Ở giai đoạn
màu đỏ nâu của dung dịch iot sẽ nhạt dần do xảy ra sự oxi hoá ion sunfit thành
ion sunfat theo phương trình:
Ở giai đoạn
xuất hiện kết thìa màu trắng do sự hình thành kết tủa
không tan trong axit:
b) Không thực hiện trong môi trường kiềm vì trong môi trường kiểm sẽ xảy ra phản ứng tự oxi hoá
khứ của
Ví dụ 7. Liên kết trong phân tử
bị phá vỡ dưới tác dụng của photon có độ dài sóng
.
a) Dữ kiện thí nghiệm trên có giải thích được tính có màu của clo không? Tinh năng lượng liên kết
b) Ở
và
phân tử
phân li thành nguyên tử. Tính
và
của phản ứng
sau:
Giải thích dấu của các số liệu thu được.
c) Ở nhiệt độ nào độ phân li sẽ là
, áp suất của hệ vẫn là
Giải
a) Sự hấp thụ tia sáng trong vùng phổ nhìn thấy (
Đối với
mol
.
) là nguyên nhân có màu của clo:
thì
b)
Cân bằng:
Nghĩa là ở điều kiện chuẩn và
phản ứng đi theo chiều nghịch.
Nghĩa là phản ứng thuận tăng entropi do tăng số mol khí.
c)
Trang 18
tức
Ví dụ 8. Cho phản ứng:
Thực nghiệm xác định được vận tốc của phản ứng này như sau:
Chứng minh rằng cơ chế sau giải thích được các dữ kiện thực nghiệm:
Cân bằng được xác định nhanh với hằng số cân bằng:
Phản ứng xảy ra chậm.
Cân bằng được xác lập nhanh với hằng số cân bằng:
Giải
theo phản ứng chậm.
Mặt khác:
DẠNG 3: BÀI TẬP VỀ NHẬN BIẾT
Phương pháp : Nhận biết ion
: Dùng dung dịch muối
thường là
thuốc thử.
(màu trắng)
(vàng nhạt)
(vàng đậm)
Ví dụ 1. Chỉ dùng thêm một thuốc thử bên ngoài hãy phân biệt các lọ mất nhãn,
mỗi lọ đựng một trong các dung dịch :
Giải
Trang 19
) làm
Dùng dung dịch
làm thuốc thử. Nhận ra:
- Dung dịch
: Có kết tủa màu trắng xuất hiện
- Dung dịch
màu trắng
: Có kết tủa màu vàng nhạt xuất hiện
- Dung dịch
vàng nhạt
: Có kết tủa màu vàng đậm xuất hiện
vàng đậm
: Có kết tủa màu xám xuất hiện
- Dung dịch
màu xám
Còn lại là dung dịch
không hiện tượng gì.
Ví dụ 2. Trình bày phương pháp hoá học để phân biệt các chất khí riêng biệt:
Giải
- Dùng dung dịch
làm thuốc thử nhận ra
- Dùng quỳ tím ẩm nhận ra khí
- Dùng dung dịch
vì có kết tủa trắng xuất hiện.
vì làm quỳ tím ẩm hoá đỏ.
hồ tinh bột làm thuốc thử đối với
khí còn lại nhận ra
vì tạo dung dịch
màu xanh tím.
hồ tinh bột
dung dịch màu xanh tím
Cho hai khí còn lại lần lượt đi qua bột Cu đun nóng, nếu có hiện tượng đồng đỏ hoá đen là
Khí còn lại là
.
Ví dụ 3. Chỉ dùng thêm dung dịch
làm thuốc thử, hãy phân biệt các dung dịch riêng biệt:
Giải
Cho dung dịch
lần lượt vào các dung dịch mẫu thử. Nhận ra:
- Dung dịch Na2S : Có khí mùi trứng thối thoát ra.
- Dung dịch
- Dung dịch
- Dung dịch
- Dung dịch
: Có kết tủa màu trắng xuất hiện
: Có khí mùi hắc thoát ra.
: Không hiện tượng gì.
: Có khí không màu thoát ra.
Trang 20
Cho hai dung dịch trên lần lượt tác dụng với dung dịch BaCl, nếu có kết tủa trắng xuất hiện thì đó là
.
Còn lại là
không hiện tượng.
Ví dụ 4. Chỉ dùng thêm dung dịch
, trình bày phương pháp nhận biết các dung dịch riêng biệt
sau:
. Viết các phương trình hoá học của các
phản ứng đã xảy ra.
Giải
Cho dung dịch tác dụng lần lượt với các dung dịch mẫu thử, nhận ra dung dịch
vì có sủi khí,
không mùi thoát ra.
Các dung dịch còn lại không hiện tượng cho tác dụng lần lượt với dung dịch
, nếu có kết tủa
trắng xuất hiện là
Cho
- Dung dịch
phản ứng với các dung dịch còn lại. Nhận ra:
: Có sủi bọt khí mùi khai thoát ra khi đun nóng.
- Dung dịch K2SO4 : Có kết tủa trắng xuất hiện.
- Dung dịch
: Có kết tủa trắng xuất hiện và có sủi bọt khí mùi khai thoát ra khi đun
nóng.
Ví dụ 5. Có
lọ mất nhãn, mỗi lọ đựng một trong các dung dịch:
. Không dùng thêm thuốc thử nào khác bên ngoài, hãy phân biệt các lọ mất nhãn trên. Viết
phương trình hoá học của các phản ứng đã xảy ra.
Giải
Lần lượt lấy ra một mẫu thử để làm thuốc thử đối với các mẫu thử còn lại. Sau
thí nghiệm ta có
bảng kết quả sau:
Mẫu thử
Thuốc thử
Kết luận
Sủi bọt khí
1 sủi bọt khí
Kết tủa trắng
Kết tủa trắng
Sủi bọt khí
1 kết tủa trắng + 1 kết tủa trắng
1sủi bọt khí
Sủi bọt khí
Sủi bọt khí
2 sủi bọt khí
Trang 21
Như vậy:
- Lọ nào có
sủi bọt khí xuất hiện là lọ đựng dung dịch
- Lọ nào có
kết tủa trắng và
- Lọ nào có
kết tủa trắng xuất hiện là lọ đựng dung dịch
.
sủi bọt khí xuất hiện là lọ đựng dung dịch
- Lọ nào có sủi bọt khí xuất hiện là lọ đựng dung dịch
Các phương trình hoá học của các phản ứng đã xảy ra :
.
.
.
(sủi bọt)
(màu trắng)
(sủi bọt)
Ví dụ 6. Có
dung dịch
không dùng thêm hóa chất khác, hãy trình bày
phương pháp nhận biết
dung dịch đó, Viết phương trình hóa học xảy ra.
Giải
Lần lượt lấy ra một mẫu thử để làm thuốc thử đối với các mẫu thử còn lại. Sau
bảng kết quả sau:
thí nghiệm ta có
Mẫu thử
Thuốc thử
Sủi bọt khí
-
-
-
Kết luận
Như vậy:
- Lọ nào có
kết tủa trắng
sủi bọt khí mùi trứng thối là lọ đựng dung dịch
- Lọ nào có
kết tủa trắng
sủi bọt khí mùi trứng thối là lọ đựng dung dịch
- Lọ nào có
kết tủa trắng xuất hiện là lọ đựng dung dịch
- Lọ nào có sủi bọt khí mùi trứng thối là lọ đựng dung dịch
Các phương trình hoá học của các phản ứng đã xảy ra :
(màu trắng)
.
.
.
.
(mùi trứng thối)
(mùi trứng thối)
Trang 22
(màu trắng)
Ví dụ 7. Chỉ dùng thêm một thuốc thử và được phép đun nóng hãy phân biệt các lọ mất nhãn, mỗi lọ
chứa một trong các dung dịch:
.
Giải
Đun nóng nhẹ các lọ đến phản ứng hoàn toàn, ta chia làm hai nhóm:
- Nhóm 1: Có kết tủa xuất hiện và sủi bọt khí thoát ra gồm
,
.
- Nhóm 2: Không hiện tượng gồm
Dùng dung dịch
làm thuốc thử đối với hai nhóm.
- Với nhóm : Lọ nào có kết tủa trắng xuất hiện là
Lọ còn lại là
- Với nhóm
không hiện tượng.
: Lọ nào có kết tủa trắng xuất hiện là
. Lọ không hiện tượng là
DẠNG 4: BÀI TẬP VỀ HALOGEN PHẢN ỨNG VỚI DUNG DỊCH MUỐI
Phương pháp:
• Halogen có khối lượng phân tử nhỏ đẩy halogen có khối lượng phân tử lớn hơn ra khỏi dung dịch
muối của nó (trừ
). Ví dụ :
Sau khi cô cạn dung dịch sau phản ứng sẽ thu được muối
và có thể có
dư. Do
hơn
nên khối lượng muối khan thu được bao giờ cũng bé hơn khối lượng muối ban đầu.
nhẹ
• Sử dụng phương pháp xét khoảng khi gặp trường hợp một halogen tác dụng
dung dịch 2 muối halogen khác. Ví dụ:
Do tính khử
Nếu
tác dụng với dung dịch gồm
và
.
nên phản ứng xảy ra theo thứ tự:
hết, mà vẫn tiếp tục sục khí
vào thì:
Để biết bài toán đang xét nằm ở giai đoạn nào (chỉ có
xảy ra hay cả
phản ứng đều xảy ra) ta
làm như sau:
* Nếu
hết,
* Nếu
,
chưa phản ứng
hết (
vừa kết thúc,
chưa xảy ra).
vừa kết thúc).
Lập bảng so sánh giá trị của m so với m, m để rút ra những kết luận cần thiết.
Trang 23
: là khối lượng muối thực tế thu được (bài toán đã cho).
• Sử dụng phương pháp trung bình để xác định tên của hai halogen thuộc hai chu kì liên tiếp.
Trong đó:
lần lượt là khối lượng mol phân tử của hai halogen
lần lượt là số mol của
Tính chất: Giả sử
Ngoài ra, còn sử dụng phương pháp bảo toàn nguyên tố, phương pháp tăng giảm khối lượng, phương
pháp bảo toàn electron, .... để giải nhanh nhiều bài toán.
• Nung hỗn hợp
, xảy ra hai phản ứng :
• Phương pháp iot:
là chất oxi hoá yếu và
Vì vậy
là chất khử yếu
có thể oxi hoá được các chất khử trung bình (
được các chất oxi hoá trung bình trở lên (
rất ít tan trong nước nhưng tan dễ dàng trong
Thế của cặp
Tổ hợp
) và ion I có thể khử
,...)
do phản ứng tạo phức với ion
.
là:
ta được:
Phương pháp iot được dùng để định lượng cả các chất oxi hoá và các chất khử. Các chất khử có thể
được chuẩn độ trực tiếp bằng iot hoặc cho tác dụng với iot lấy dư và sau đó chuẩn độ lượng dư iot
bằng natri thiosunfat
. Các chất oxi hoá được định lượng bằng cách cho tác dụng với
trong môi trường axit và sau đó chuẩn độ lượng iot giải phóng ra bằng dung dịch
trong phương pháp iot, phản ứng quan trọng nhất là phản ứng giữa iot và
dư
. Vì vậy
.
Ví dụ 1. Hỗn hợp
gồm
trong đó số mol
gấp đôi số mol
. Lấy
gam
cho tác dụng với dung dịch
dư, sau phản ứng hoàn toàn thu được
lít khí (đktc). Nếu
lấy
gam
cho phản ứng hết với khí clo thì sinh ra
gam muối. Tính
khối lượng
và
trong hỗn hợp ban đầu.
Trang 24
Gọi số mol của
Giải
gam hỗn hợp lần lượt là
trong
• Để thuận tiện ta cho
gam
sinh ra
gam muối:
Lấy
:
Phần trăm khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu là
Ví dụ 2. Chia
gam hỗn hợp
gồm
dung dịch
dư, sinh ra
lít
kết thúc phản ứng thu được dung dịch
thành hai phần bằng nhau. Phần
(đktc). Cho phần hai vào
và
lít
a) Tính
b) Tính nồng độ phần trăm của các chất trong dung dịch
c) Tính thể tích khí
cho tác dụng với
gam dung dịch
(đktc).
.
(đktc) cần dùng để phản ứng hết với m gam hỗn hợp
.
Giải
a) • Phần 1:
• Phần 2:
Trang 25
b)
c)
Ví dụ 3. Cho
gam hỗn hợp
và
có tỉ lệ mol
vào dung dịch chứa
cạn dung dịch thu sau phản ứng kết thúc, thu được gam chất rắn. Tính giá trị của
Giải
gam
. Cô
.
Ví dụ 4. Hỗn hợp
gồm muối
.
Thí nghiệm 1: Lấy
gam
tác dụng với lượng dư dung dịch brom, cô cạn thu được
gam
muối khan.
Thí nghiệm 2: Hòa tan
gam
vào nước rồi cho một lượng khí clo sục qua dung dịch. Sau một
thời gian, cô cạn thì thu được
gam muối khan, trong đó có
mol
. Tính khối lượng
của
trong hỗn hợp ban đầu.
Giải
• Thí nghiệm 1:
Trang 26
• Thí nghiệm 2:
Gọi
là số mol
trong hỗn hợp ban đầu
Ví dụ 5. Cho
gam hỗn hợp
gồm
vào
ml dung dịch
, thu được dung
dịch
và
gam một kim loại không tan. Cho
tác dụng với dung dịch
dư, kết tủa thu
được đem nung trong không khi đến khối lư
9
NHÓM HALOGEN
A. LÍ THUYẾT CƠ BẢN VÀ NÂNG CAO
I. NHÓM HALOGEN TRONG BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ
Nhóm
trong bảng tuần hoàn gồm nguyên tố : Flo (ô số , chu kì ), clo (ô số
, chu kì ),
brom(ô số
, chu kì ), iot (ô số
, chu kì ) và atatin (ô số
, chu kì ).
Atatin không gặp trong tự nhiên. Nó được điều chế nhân tạo bằng các phản ứng hạt nhân. Atatin
được nghiên cứu trong nhóm các nguyên tố phóng xạ. Như vậy, nhóm halogen được nghiên cứu ở
đây bao gồm flo, clo, brom và iot
II. CẤU HÌNH ELECTRON VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ CỦA CÁC
NGUYÊN TỐ TRONG NHÓM HALOGEN
Cấu hình electron lớp ngoài cùng của các
nguyên tử các halogen là
(
là số
............
thứ tự của lớp ngoài cùng).
Từ flo đến iot, số lớp electron tăng dần và electron lớp ngoài cùng càng xa hạt nhân hơn.
Ở trạng thái cơ bản, các nguyên tử halogen đều có một electron độc thân.
Lớp electron ngoài cùng của nguyên tử flo là lớp thứ hai nên không có phân lớp . Nguyên tử clo,
brom và iot có phân lớp
còn trống, khi được kích thích
hoặc electron có thể chuyển đến
những obitan còn trống :
Như vậy, ở trạng thái kích thích, nguyên tử clo, brom hoặc iot có thể có
hoặc
thân. Điều này giải thích khả năng tồn tại các trạng thái oxi hoá của clo, brom, iot.
electron độc
Trang 1
Đơn chất halogen không phải là những nguyên tử riêng rẽ mà là những phân tử: Hai nguyên tử
halogen
kết hợp với nhau bằng liên kết cộng hoá trị tạo thành phân tử
Công thức electron
Năng lượng liên kết
của phân tử
, không lớn (từ
.
Công thức cấu tạo
đến
kJ/mol) nên các phân tử
halogen tương đối dễ tách thành hai nguyên tử.
III. KHÁI QUÁT VỀ TÍNH CHẤT CỦA CÁC HALOGEN
1. Tính chất vật lí
Ở điều kiện thường: Flo là chất khí, màu lục nhạt; clo là chất khí, màu vàng lục; brom là chất
lỏng, màu nâu đỏ; iot là chất rắn, màu đen tím.
Flo không tan trong nước vì nó phân huỷ nước rất mạnh. Các halogen khác tan tương đối ít trong
nước và tan nhiều trong một số dung môi hữu cơ.
2. Tính chất hoá học
Nhóm halogen với electron ở lớp ngoài cùng và độ âm điện lớn, nguyên tử halogen
dễ dàng
lấy một electron tạo ra
có cấu hình khí trơ bền vững.
Halogen là những phi kim điển hình, chúng là những chất oxi hoá xi hoá mạnh. Khả năng oxi hoá
giảm dần tử flo đến iot.
Trong các hợp chất, flo luôn có số oxi hoá
, các halogen khác ngoài số oxi hoá
còn có các
số oxi hoá
.
Ở dạng đơn chất, các halogen tồn tại dưới dạng phân tử
. Có bậc oxi hóa trung gian là
nó vừa thể hiện tính oxi hóa vừa thể hiện tính khử.
2.1. Tính oxi hóa mạnh
a) Tác dụng với kim loại
muối halogenua
( : là hóa trị cao nhất của kim loại
-
)
: Oxi hóa được tất cả các kim loại.
(Caxiflorua)
-
: Oxi hóa được hầu hết các kim loại, phản ứng cần đun nóng.
(Sắt
(Đồng
-
clorua)
clorua)
: Oxi hóa được nhiều kim loại, phản ứng cần đun nóng.
Trang 2
. Nên
(Sắt
-
bromua)
: Oxi hóa được nhiều kim loại, phản ứng chỉ xảy ra khi đun nóng hoặc khi có mặt của chất xúc
tác.
(Nhôm iotua)
b) Tác dụng với phi kim
Các halogen tác dụng được với hầu hết các phi kim trừ
(kim cương).
(Photpho triclorua)
(Photpho pentaclorua)
c) Tác dụng với hiđro
khí hiđrohalogenua.
Khả năng phản ứng giảm dần từ
-
: Phản ứng ngay trong bóng tối, ở
-
: Phản ứng cần chiếu sáng, nổ mạnh.
-
: Cần nhiệt độ cao.
-
, gây nổ mạnh.
: Cần nhiệt độ cao, phản ứng không hoàn.
Chú ý: Khí
tan trong nước tạo ra dung dịch axit
d) Tác dụng với hợp chất có tính khử
, đều là các dung dịch axit mạnh (trừ
).
Chú ý: - Halogen có tính ôxi hóa mạnh hơn đẩy được halogen có tính oxi hóa yếu hơn ra khỏi dung
dịch muối (trừ
). Thí dụ:
Trang 3
Nếu
hết,
còn
Mà xảy ra phản ứng:
- Nước clo, brom có tính oxi hóa rất mạnh
(phản ứng nhận biết khí
).
2.2. Tính khử
Theo dãy:
-
: Khử được
–
: Khử được
-
: Khử được
tính khử tăng dần.
.
.
,
.
2.3. Tính tự oxi hóa - khử.
a) Với
-
: Phản ứng không hoàn toàn ở nhiệt độ thường
(axit hipoclorơ)
-
: Phản ứng ở nhiệt độ thường, chậm hơn clo.
(axit hipobromo)
-
: Hầu như không tan trong nước nhưng tan trong dung dịch iotua kim loại kiềm:
hoặc:
b) Với dung dịch bazơ
(cloruavôi)
Chú ý: Nước Gia - ven, clorua vôi đều là chất oxi hóa mạnh, tác nhân oxi hóa là
tẩy màu và sát trùng.
Chúng có tính
Trang 4
IV. ĐIỀU CHẾ
1. Điều chế
Vì
có tính oxi hóa mạnh nhất, nên muốn chuyển
(không có mặt
thành
phải điện phân hỗn hợp
).
2. Điều chế
a) Trong phòng thí nghiệm: Cho axit
đặc (hay hỗn hợp
đặc), tác dụng với
các chất oxi hóa mạnh như
, ....
b) Trong công nghiệp: Điện phân dung dịch
, có màng ngăn.
Nếu không có màng ngăn thì khí clo thoát ra sẽ phản ứng với
tạo ra nước Gia -ven.
3. Điều chế
a) Trong phòng thí nghiệm: Dùng chất oxi hóa mạnh như
oxi hóa ion
,
trong môi
trường axit
Hoặc: Có thể điều chế
bằng cách dùng
(vừa đủ) oxi hóa ion
,
b) Trong công nghiệp:
- Nguồn chính để sản xuất Bra trong công nghiệp nước biển và nước hồ muối, được axit hóa bằng
, sau đó cho khí
- Nguồn chính để sản xuất
(vừa đủ) sục qua.
, trong công nghiệp là rong biển và nước của lỗ khoan dầu mỏ.
V. HỢP CHẤT HIĐROHALOGENUA VÀ AXIT HALOGENIC
Theo dãy:
Tính axit tăng, tính khử tăng
1. Tính axit
Ở điều kiện thường các
đều là chất khí, dễ tan trong nước cho ra dung dịch axit
.
Trang 5
Vì độ bền của liên kết
(axit yếu) đến
. Các axit
Các axit
- Làm quỳ tím hóa đỏ
- Tác dụng với bazơ
giảm dần từ
đến
, độ mạnh của axit
tăng dần từ
đều là các axit mạnh, trong nước phân li hoàn toàn.
thể hiện đầy đủ tính chất của một axit mạnh.
muối + nước
Chú ý: Nếu có hỗn hợp nhiều axit (chẳng hạn
(chẳng hạn
bằng
tác dụng với hỗn hợp nhiều bazơ
) thì để đơn giản ta nên thay hỗn hợp axit bằng
.
- Tác dụng với oxit bazơ
muối + nước
Chú ý: Với oxit bazơ
khi tác dụng với axit
- Tác dụng với kim loại
đứng trước
tạo ra hai muối.
Muối có hóa trị thấp
hóa trị thấp của
.
Chú ý: • Nếu có hỗn hợp nhiều axit (chẳng hạn
(chẳng hạn
•
và hỗn hợp bazơ
tác dụng với hỗn hợp nhiều kim loại
) thì để đơn giản ta nên thay hỗn hợp axit bằng
có thể tác dụng được với dung dịch
giải phóng
, do kết tủa
.
khá bền (
Trang 6
).
•
không tác dụng với dung dịch
thành muối đồng
. Tuy vậy với sự có mặt của oxi không khí,
bị oxi hóa
:
- Tác dụng với dung dịch muối
Có hai kiểu phản ứng
• Do quan hệ đây: axit mạnh đẩy axit yếu hơn ra khỏi muối
(mùi trứng thối)
• Phản ứng trao đổi.
Muối tham gia phải tan, sản phẩm tạo thành phải có chất kết tủa không tan trong axit sinh ra.
(trắng)
(vàng nhạt)
(vàng đậm)
Riêng
Chú ý:
không phản ứng với dung dịch
do muỗi
có tính chất đặc biệt là ăn mòn thủy tinh (
Phản ứng trên được dùng để khắc thủy tinh.
2. Tính khử
Trong phân tử
, số oxi hóa của
là
, thấp nhất
Theo dãy:
tính khử của các
dần (vì
•
•
tăng)
tan trong nước.
).
thể hiện tính khử.
tăng dần do độ bền liên kết
độ bền phân tử giảm dần.
: Không thể hiện tính khử ở điều kiện thường, chỉ có thể oxi hóa bằng dòng điện. Vì phân tử
rất bền.
: Khi đặc, thể hiện tính khử yếu, chỉ tác dụng với các chất oxi hóa mạnh như:
vì phân tử
•
giảm
tương đối bền.
: Đều là những chất khử mạnh, vì phân tử tương đối kém bền.
Trang 7
3. Điều chế
•
•
•
.
:
:
: Vì hai axi này có tính khử mạnh, phản ứng với
pháp sunfat để điều chế như điều chế
Có thể điều chế
đặc nên không thể dùng phương
.
bằng các phản ứng :
4. Muối halogenua
• Các halogenua kim loại đều tan nhiều trong nước trừ halogenua của
Độ tan này giảm dần từ clorua đến iođua.
Độ tan giảm dần
• Nhận biết ion
: Dùng dung dịch muối
(thường là
) làm thuốc thử.
(trắng)
(vàng nhạt)
(vàng đậm)
5. Các hợp chất chứa oxi của halogen
Oxit
Axit tương ứng
Muối
(Điclo oxit)
(Axit hipoclorơ)
(Natri hipoclorit)
(Điclo trioxit)
(Axit clorơ)
(Natri clorit)
Trang 8
(Điclo pentaoxit)
(Axit cloric)
(Kali clorat)
(Diclo heptaoxit)
(Axit pecloric)
(Kali peclorat)
a) Axit hipoclorơ (
•
) và hipoclorit (
là axit yếu (
)
), yếu hơn
• Độ bền phân tử rất kém, trong dung dịch nước tự phân hủy theo
•
đều có tính oxi hóa rất mạnh
b) Axit clorơ (
•
hướng:
) và clorit (
)
kém bền, chỉ tồn tại trong dung dịch nước.
• Tính axit và tính oxi hóa của
• Muối clorit (
nằm giữa
.
) có nguyên tử clo số oxi hóa
nên kém bền, tẩy trắng được vài
sợi.
c) Axit cloric (
•
là axi khá mạnh (như
• Phân tử
•
) và clorat (
)
), tan nhiều trong nước.
kém bền, tồn tại trong dung dịch nước đến
là chất oxi hóa mạnh (clo có số oxi hóa
• Điều chế
, tự phân hủy khi đun nóng:
)
bằng phản ứng trao đổi hoặc nhiệt phân:
• Muối clorat có tính oxi hóa mạnh khi đun nóng:
• Hỗn hợp
là thuốc nổ đen:
Trang 9
•
được dùng làm thuốc diêm:
•
bị nhiệt phân theo hai hướng:
Điều chế
:
d) Axit pecloric (
•
) và peclorat (
)
là axit mạnh hàng đầu, tan nhiều trong nước.
• Bị nhiệt phân khi đun nóng nhẹ có mặt của chất hút nước như
• Axit
trên
:
có tính oxi hóa mạnh, làm chất hữu cơ bốc cháy. So với các axit
có tính oxi hóa yếu hơn vì độ bền phân tử lớn hơn:
Chiều tăng tính oxi hóa
• Tính oxi hóa
thể hiện khi nóng trong môi trường axit mạnh.
• Muối peclorat bị nhiệt phân khó hơn muối clorat.
• Điều chế
:
B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH CÁC DẠNG BÀI TẬP
DẠNG 1: HOÀN THÀNH CÁC PHƯƠNG TRÌNH HỎA HỌC THEO SƠ ĐỒ
CHUYÊN HÓA VÀ ĐIỀU CHẾ
Phương pháp: Yêu cầu học sinh nắm vững tính chất hóa học, phương pháp điều chế các halogen và
hợp chất của các halogen.
Ví dụ 1: Cho các chất:
. Thiết lập sơ đồ biểu diễn
mối liên hệ giữa các chất trên. Viết phương trình hóa học theo sơ đồ chuyển hóa đó.
Giải
Sơ đồ chuyển hóa:
Trang 10
Các phương trình hóa học:
Ví dụ 2: Hoàn thành các phản ứng theo sơ đồ chuyển hóa:
Giải
Ví dụ 3: Hoàn thành các phản ứng sau theo sơ đồ:
a)
b)
c)
d)
Trang 11
Giải
a)
b)
c)
d)
Trang 12
Vi du 4: Hoàn thành các phản ứng sau theo sơ đồ chuyển hoá:
a)
b)
c)
d)
Giải
a)
b)
Trang 13
c)
d)
Vi du 5: Từ nguyên liệu ban đầu là muối ăn, nước, đá vôi và các điều kiện cần thiết khác. Hãy viết
các phương trình hoá học điều chế: Nước Gia - ven, clorua vôi, natri clorat.
Giải
• Điều chế nước Gia-ven:
• Điều chế nước clorua vôi:
• Điều chế natri clorat:
Ví dụ 6: Viết 5 phương trình phản ứng hoá học trực tiếp tạo ra :
a)
b)
c)
d)
e)
Giải
a)
b)
Trang 14
c)
d)
e)
Ví dụ 7: Từ các chất ban đầu:
, dung dịch
đặc,
. Có thể điều chế được những khí
gì?
Giải
Có thể điều chế được
Đun nóng dung dịch
đặc thu được khí
:
DẠNG 2: GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG
Phương pháp : Nắm vững hiện tượng xảy ra khi cho các chất phản ứng với nhau.
Ví dụ 1. Giải thích hiện tượng và viết phương trình hoá học xảy ra (nếu có) cho mỗi trường hợp sau:
a) Cho bột
vào dung dịch
đặc.
b) Cho vài mẩu
vào dung dịch
rồi sục khí
liên tục vào.
Trang 15
c) Cho
vào dung dịch
d) Cho hồ tinh bột vào dung dịch
đặc, nóng.
sau đó sục khí
tới dư vào.
Giải
a) Có sủi bọt khí thoát ra.
b) Đồng tan, tạo dung dịch màu xanh lam
c) Có sủi bọt khí thoát ra, tạo dung dịch màu nâu đỏ.
d) Dung dịch có màu xanh tím, sau đó mất màu.
+ hồ tinh bột
dung dịch màu xanh
Vi dụ 2. Giải thích tại sao trong không khí (có chứa khí
) nước Gia ven có tính tẩy màu và sát
trùng.
Giải
Do tính axit của
yếu hơn
nên trong không khí có chứa khí
đã xảy ra phản ứng :
đều là những chất có tính oxi hoá rất mạnh (tác nhân oxi hoá
) có khả năng
phản ứng với các hợp chất màu. Chuyển các hợp chất này từ có màu trở thành các hợp chất không
màu.
Ví dụ 3. So sánh (có giải thích) độ bền, tính khử, tính axit của các chất sau:
Giải
Theo dãy :
Độ bền phân tử giảm, tính khử tăng, tính axit tăng
Giải thích:
• Độ bền: Do bán kính nguyên tử các nguyên tử halogen tăng từ
đến nên độ dài liên kết
tăng dần từ
đến
dẫn đến độ bền liên kết
giảm dần từ
đến
hay độ bền
phân tử giảm dần.
• Tinh khử: Số oxi hoá của halogen trong phân tử
là
(thấp nhất) nên các
có tính khử.
Tính khử giảm dần từ
đến
vì độ bền phân tử giảm.
: Không có tính khử vì phân tử
rất bền.
-
: Chỉ thể hiện tính khử ở nồng độ đặc và chất oxi hoá mạnh như
,
Không xảy ra
hơn
: Thể hiện tính khử mạnh do phân tử kém bền. Trong đó khả năng phản ứng của
.
Trang 16
mạnh
• Tính axit: Khí
khi tan vào nước tạo thành dung dịch axit
đến
nên khả năng phân li ra
tăng dần từ
đến
ra, ion
còn có khả năng kết hợp với phân tử
năng phân li ra
của
Các axit
tạo ra
càng giảm. Thực tế,
. Do độ bền liên kết giảm dần từ
dẫn đến tính axit tăng dần. Ngoài
, làm giảm nồng độ
là axit trung bình (
dẫn đến khả
).
đều là những axit mạnh. Trong nước phân li hoàn toàn thành ion.
Ví dụ 4. So sánh độ bền, tính axit và tính oxi hoá của các chất sau (có giải thích):
Giải
Cấu trúc
Trạng thái lai hoá
của nguyên tử
trung tâm X
không hoàn hảo
• Độ bền: Nguyên tử trung tâm
không hoàn hảo
trong phân tử
không hoàn hảo
(
(lai hoá tứ diện). Mức độ hoàn hảo của trạng thái lai hoá
hoàn hảo
) ở trạng thái lai hoá
tăng dần nên độ bền phân tử tăng dần từ
đến
• Tính oxi hoá: Theo dãy :
thì tính oxi hoá giảm dần do độ bền
phân tử tăng dần.
• Tính axit: Trong dãy trên, đi từ trái qua phải ta thấy số nguyên tử oxi không liên kết với hiđro tăng
dần từ đến nên độ phân cực của liên kết
tăng tính axit tăng.
Ví dụ 5. Sục khí clo qua dung dịch kali iotua một thời gian dài, sau đó người ta cho hồ tinh bột vào
thì không thấy xuất hiện màu xanh. Hãy giải thích và viết phương trình hoá học minh họa.
Giải
Sau một thời gian có xảy ra phản ứng:
Sau phản ứng không có
tự do nên hồ tinh bột không chuyển sang màu xanh.
Ví dụ 6. Để nhận biết ion sunfit, người ta cho vào một ống nghiệm
giọt dung dịch
giọt dung dịch
có chứa ion sunfit
. Sau đó cho tiếp vào đó
thấy xuất hiện kết tủa
a) Nêu hiện tượng xảy ra trong các giai đoạn
minh họa.
đến
giọt dung dịch iot,
giọt dung dịch
đến
và vài
của thí nghiệm và viết phương trình hóa học để
Trang 17
b) Cho biết tại sao thí nghiệm nhận biết ion sunfit nêu trên thường được tiến hành trong môi trường
axit hoặc môi trường trung hòa, không được tiến hành trong môi trường bazơ ?
Giải
a) Ở giai đoạn
màu đỏ nâu của dung dịch iot sẽ nhạt dần do xảy ra sự oxi hoá ion sunfit thành
ion sunfat theo phương trình:
Ở giai đoạn
xuất hiện kết thìa màu trắng do sự hình thành kết tủa
không tan trong axit:
b) Không thực hiện trong môi trường kiềm vì trong môi trường kiểm sẽ xảy ra phản ứng tự oxi hoá
khứ của
Ví dụ 7. Liên kết trong phân tử
bị phá vỡ dưới tác dụng của photon có độ dài sóng
.
a) Dữ kiện thí nghiệm trên có giải thích được tính có màu của clo không? Tinh năng lượng liên kết
b) Ở
và
phân tử
phân li thành nguyên tử. Tính
và
của phản ứng
sau:
Giải thích dấu của các số liệu thu được.
c) Ở nhiệt độ nào độ phân li sẽ là
, áp suất của hệ vẫn là
Giải
a) Sự hấp thụ tia sáng trong vùng phổ nhìn thấy (
Đối với
mol
.
) là nguyên nhân có màu của clo:
thì
b)
Cân bằng:
Nghĩa là ở điều kiện chuẩn và
phản ứng đi theo chiều nghịch.
Nghĩa là phản ứng thuận tăng entropi do tăng số mol khí.
c)
Trang 18
tức
Ví dụ 8. Cho phản ứng:
Thực nghiệm xác định được vận tốc của phản ứng này như sau:
Chứng minh rằng cơ chế sau giải thích được các dữ kiện thực nghiệm:
Cân bằng được xác định nhanh với hằng số cân bằng:
Phản ứng xảy ra chậm.
Cân bằng được xác lập nhanh với hằng số cân bằng:
Giải
theo phản ứng chậm.
Mặt khác:
DẠNG 3: BÀI TẬP VỀ NHẬN BIẾT
Phương pháp : Nhận biết ion
: Dùng dung dịch muối
thường là
thuốc thử.
(màu trắng)
(vàng nhạt)
(vàng đậm)
Ví dụ 1. Chỉ dùng thêm một thuốc thử bên ngoài hãy phân biệt các lọ mất nhãn,
mỗi lọ đựng một trong các dung dịch :
Giải
Trang 19
) làm
Dùng dung dịch
làm thuốc thử. Nhận ra:
- Dung dịch
: Có kết tủa màu trắng xuất hiện
- Dung dịch
màu trắng
: Có kết tủa màu vàng nhạt xuất hiện
- Dung dịch
vàng nhạt
: Có kết tủa màu vàng đậm xuất hiện
vàng đậm
: Có kết tủa màu xám xuất hiện
- Dung dịch
màu xám
Còn lại là dung dịch
không hiện tượng gì.
Ví dụ 2. Trình bày phương pháp hoá học để phân biệt các chất khí riêng biệt:
Giải
- Dùng dung dịch
làm thuốc thử nhận ra
- Dùng quỳ tím ẩm nhận ra khí
- Dùng dung dịch
vì có kết tủa trắng xuất hiện.
vì làm quỳ tím ẩm hoá đỏ.
hồ tinh bột làm thuốc thử đối với
khí còn lại nhận ra
vì tạo dung dịch
màu xanh tím.
hồ tinh bột
dung dịch màu xanh tím
Cho hai khí còn lại lần lượt đi qua bột Cu đun nóng, nếu có hiện tượng đồng đỏ hoá đen là
Khí còn lại là
.
Ví dụ 3. Chỉ dùng thêm dung dịch
làm thuốc thử, hãy phân biệt các dung dịch riêng biệt:
Giải
Cho dung dịch
lần lượt vào các dung dịch mẫu thử. Nhận ra:
- Dung dịch Na2S : Có khí mùi trứng thối thoát ra.
- Dung dịch
- Dung dịch
- Dung dịch
- Dung dịch
: Có kết tủa màu trắng xuất hiện
: Có khí mùi hắc thoát ra.
: Không hiện tượng gì.
: Có khí không màu thoát ra.
Trang 20
Cho hai dung dịch trên lần lượt tác dụng với dung dịch BaCl, nếu có kết tủa trắng xuất hiện thì đó là
.
Còn lại là
không hiện tượng.
Ví dụ 4. Chỉ dùng thêm dung dịch
, trình bày phương pháp nhận biết các dung dịch riêng biệt
sau:
. Viết các phương trình hoá học của các
phản ứng đã xảy ra.
Giải
Cho dung dịch tác dụng lần lượt với các dung dịch mẫu thử, nhận ra dung dịch
vì có sủi khí,
không mùi thoát ra.
Các dung dịch còn lại không hiện tượng cho tác dụng lần lượt với dung dịch
, nếu có kết tủa
trắng xuất hiện là
Cho
- Dung dịch
phản ứng với các dung dịch còn lại. Nhận ra:
: Có sủi bọt khí mùi khai thoát ra khi đun nóng.
- Dung dịch K2SO4 : Có kết tủa trắng xuất hiện.
- Dung dịch
: Có kết tủa trắng xuất hiện và có sủi bọt khí mùi khai thoát ra khi đun
nóng.
Ví dụ 5. Có
lọ mất nhãn, mỗi lọ đựng một trong các dung dịch:
. Không dùng thêm thuốc thử nào khác bên ngoài, hãy phân biệt các lọ mất nhãn trên. Viết
phương trình hoá học của các phản ứng đã xảy ra.
Giải
Lần lượt lấy ra một mẫu thử để làm thuốc thử đối với các mẫu thử còn lại. Sau
thí nghiệm ta có
bảng kết quả sau:
Mẫu thử
Thuốc thử
Kết luận
Sủi bọt khí
1 sủi bọt khí
Kết tủa trắng
Kết tủa trắng
Sủi bọt khí
1 kết tủa trắng + 1 kết tủa trắng
1sủi bọt khí
Sủi bọt khí
Sủi bọt khí
2 sủi bọt khí
Trang 21
Như vậy:
- Lọ nào có
sủi bọt khí xuất hiện là lọ đựng dung dịch
- Lọ nào có
kết tủa trắng và
- Lọ nào có
kết tủa trắng xuất hiện là lọ đựng dung dịch
.
sủi bọt khí xuất hiện là lọ đựng dung dịch
- Lọ nào có sủi bọt khí xuất hiện là lọ đựng dung dịch
Các phương trình hoá học của các phản ứng đã xảy ra :
.
.
.
(sủi bọt)
(màu trắng)
(sủi bọt)
Ví dụ 6. Có
dung dịch
không dùng thêm hóa chất khác, hãy trình bày
phương pháp nhận biết
dung dịch đó, Viết phương trình hóa học xảy ra.
Giải
Lần lượt lấy ra một mẫu thử để làm thuốc thử đối với các mẫu thử còn lại. Sau
bảng kết quả sau:
thí nghiệm ta có
Mẫu thử
Thuốc thử
Sủi bọt khí
-
-
-
Kết luận
Như vậy:
- Lọ nào có
kết tủa trắng
sủi bọt khí mùi trứng thối là lọ đựng dung dịch
- Lọ nào có
kết tủa trắng
sủi bọt khí mùi trứng thối là lọ đựng dung dịch
- Lọ nào có
kết tủa trắng xuất hiện là lọ đựng dung dịch
- Lọ nào có sủi bọt khí mùi trứng thối là lọ đựng dung dịch
Các phương trình hoá học của các phản ứng đã xảy ra :
(màu trắng)
.
.
.
.
(mùi trứng thối)
(mùi trứng thối)
Trang 22
(màu trắng)
Ví dụ 7. Chỉ dùng thêm một thuốc thử và được phép đun nóng hãy phân biệt các lọ mất nhãn, mỗi lọ
chứa một trong các dung dịch:
.
Giải
Đun nóng nhẹ các lọ đến phản ứng hoàn toàn, ta chia làm hai nhóm:
- Nhóm 1: Có kết tủa xuất hiện và sủi bọt khí thoát ra gồm
,
.
- Nhóm 2: Không hiện tượng gồm
Dùng dung dịch
làm thuốc thử đối với hai nhóm.
- Với nhóm : Lọ nào có kết tủa trắng xuất hiện là
Lọ còn lại là
- Với nhóm
không hiện tượng.
: Lọ nào có kết tủa trắng xuất hiện là
. Lọ không hiện tượng là
DẠNG 4: BÀI TẬP VỀ HALOGEN PHẢN ỨNG VỚI DUNG DỊCH MUỐI
Phương pháp:
• Halogen có khối lượng phân tử nhỏ đẩy halogen có khối lượng phân tử lớn hơn ra khỏi dung dịch
muối của nó (trừ
). Ví dụ :
Sau khi cô cạn dung dịch sau phản ứng sẽ thu được muối
và có thể có
dư. Do
hơn
nên khối lượng muối khan thu được bao giờ cũng bé hơn khối lượng muối ban đầu.
nhẹ
• Sử dụng phương pháp xét khoảng khi gặp trường hợp một halogen tác dụng
dung dịch 2 muối halogen khác. Ví dụ:
Do tính khử
Nếu
tác dụng với dung dịch gồm
và
.
nên phản ứng xảy ra theo thứ tự:
hết, mà vẫn tiếp tục sục khí
vào thì:
Để biết bài toán đang xét nằm ở giai đoạn nào (chỉ có
xảy ra hay cả
phản ứng đều xảy ra) ta
làm như sau:
* Nếu
hết,
* Nếu
,
chưa phản ứng
hết (
vừa kết thúc,
chưa xảy ra).
vừa kết thúc).
Lập bảng so sánh giá trị của m so với m, m để rút ra những kết luận cần thiết.
Trang 23
: là khối lượng muối thực tế thu được (bài toán đã cho).
• Sử dụng phương pháp trung bình để xác định tên của hai halogen thuộc hai chu kì liên tiếp.
Trong đó:
lần lượt là khối lượng mol phân tử của hai halogen
lần lượt là số mol của
Tính chất: Giả sử
Ngoài ra, còn sử dụng phương pháp bảo toàn nguyên tố, phương pháp tăng giảm khối lượng, phương
pháp bảo toàn electron, .... để giải nhanh nhiều bài toán.
• Nung hỗn hợp
, xảy ra hai phản ứng :
• Phương pháp iot:
là chất oxi hoá yếu và
Vì vậy
là chất khử yếu
có thể oxi hoá được các chất khử trung bình (
được các chất oxi hoá trung bình trở lên (
rất ít tan trong nước nhưng tan dễ dàng trong
Thế của cặp
Tổ hợp
) và ion I có thể khử
,...)
do phản ứng tạo phức với ion
.
là:
ta được:
Phương pháp iot được dùng để định lượng cả các chất oxi hoá và các chất khử. Các chất khử có thể
được chuẩn độ trực tiếp bằng iot hoặc cho tác dụng với iot lấy dư và sau đó chuẩn độ lượng dư iot
bằng natri thiosunfat
. Các chất oxi hoá được định lượng bằng cách cho tác dụng với
trong môi trường axit và sau đó chuẩn độ lượng iot giải phóng ra bằng dung dịch
trong phương pháp iot, phản ứng quan trọng nhất là phản ứng giữa iot và
dư
. Vì vậy
.
Ví dụ 1. Hỗn hợp
gồm
trong đó số mol
gấp đôi số mol
. Lấy
gam
cho tác dụng với dung dịch
dư, sau phản ứng hoàn toàn thu được
lít khí (đktc). Nếu
lấy
gam
cho phản ứng hết với khí clo thì sinh ra
gam muối. Tính
khối lượng
và
trong hỗn hợp ban đầu.
Trang 24
Gọi số mol của
Giải
gam hỗn hợp lần lượt là
trong
• Để thuận tiện ta cho
gam
sinh ra
gam muối:
Lấy
:
Phần trăm khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu là
Ví dụ 2. Chia
gam hỗn hợp
gồm
dung dịch
dư, sinh ra
lít
kết thúc phản ứng thu được dung dịch
thành hai phần bằng nhau. Phần
(đktc). Cho phần hai vào
và
lít
a) Tính
b) Tính nồng độ phần trăm của các chất trong dung dịch
c) Tính thể tích khí
cho tác dụng với
gam dung dịch
(đktc).
.
(đktc) cần dùng để phản ứng hết với m gam hỗn hợp
.
Giải
a) • Phần 1:
• Phần 2:
Trang 25
b)
c)
Ví dụ 3. Cho
gam hỗn hợp
và
có tỉ lệ mol
vào dung dịch chứa
cạn dung dịch thu sau phản ứng kết thúc, thu được gam chất rắn. Tính giá trị của
Giải
gam
. Cô
.
Ví dụ 4. Hỗn hợp
gồm muối
.
Thí nghiệm 1: Lấy
gam
tác dụng với lượng dư dung dịch brom, cô cạn thu được
gam
muối khan.
Thí nghiệm 2: Hòa tan
gam
vào nước rồi cho một lượng khí clo sục qua dung dịch. Sau một
thời gian, cô cạn thì thu được
gam muối khan, trong đó có
mol
. Tính khối lượng
của
trong hỗn hợp ban đầu.
Giải
• Thí nghiệm 1:
Trang 26
• Thí nghiệm 2:
Gọi
là số mol
trong hỗn hợp ban đầu
Ví dụ 5. Cho
gam hỗn hợp
gồm
vào
ml dung dịch
, thu được dung
dịch
và
gam một kim loại không tan. Cho
tác dụng với dung dịch
dư, kết tủa thu
được đem nung trong không khi đến khối lư
 









Các ý kiến mới nhất