Trường PTTH Kon Tum Chuyên đề chuyên môn
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG THPT KON TUM
TÊN ĐỀ TÀI
CHUYÊN ĐỀ BÀI TẬP HALOGEN DÙNG BỒI DƯỠNG HỌC
SINH GIỎI
Giáo viên: Phan Thị Tuyết Nhung
Tổ: Hoá
Năm học: 2008 - 2009
Giáo viên: Phan Thị Tuyết Nhung
Trang: 1
Trường PTTH Kon Tum Chuyên đề chuyên môn
Giáo viên: Phan Thị Tuyết Nhung
Trang: 2
LỜI NÓI ĐẦU
Kỳ thi Olympic truyền thống 30 - 4, thi học sinh giỏi
cấp tỉnh, cấp trường mục đích là phát hiện những học sinh
năng khiếu thuộc lớp 10, 11 chuẩn bị lực lượng cho kỳ thi
học sinh giỏi quốc gia 12. Trên cơ sở đó tôi đã biên soạn
chuyên đề chuyên môn "chuyên đề bài tập Halogen dùng
bồi dưỡng học sinh giỏi" mục đích bồi dưỡng học sinh có
năng khiếu về bộ môn hoá học.
Chuyên đề gồm 3 phần:
Phần 1: Tóm tắt lý thuyết chương halogen.
Phần 2: Bài tập có hướng dẫn.
Phần 3: Bài tập tự giải.
Trong khi biên soạn dù đã cố gắng, nhưng không
tránh khỏi sai sót và thiếu nhất quán. Rất mong được sự
ủng hộ của các thầy cô và các em học sinh.
Tôi xin chân thành cám ơn.
Biên soạn
Phan Thị Tuyết Nhung
Trường PTTH Kon Tum Chuyên đề chuyên môn
TÓM TẮT LÝ THUYẾT
I. Cấu tạo nguyên tử, tính chất của đơn chất halogen
1. Cấu hình electron nguyên tử
Flo, clo, brom và iot có cấu hình electron như sau:
F:[He]2s
2
2p
5
; Cl:[Ne]2s
2
2p
5
; Br :[Ar]2s
2
2p
5
; I:[Kr]2s
2
2p
5
Giống nhau: Lớp electron ngoài cùng của nguyên tử các halozen có 7 electron và
có cấu hình ns
2
np
5
.
Khác nhau: Từ flo qua clo đến brom và iot, bán kính nguyên tử tăng dần lớp
electron ngoài cùng càng xa hạt nhân hơn, lực hút của hạt nhân đối với lớp
electron ngoài cùng càng yếu hơn.
Lớp electron ngoài cùng : ở flo không có phân lớp d, các halogen khác có phân lớp
d còn trống.
2. Các halogen có độ âm điện lớn.
F: 4,0 ; Cl: 3,0; Br: 2,8; I: 2,5
Trong nhóm halogen , độ âm điện giảm dần từ flo đến iot
3. Tính chất hoá học
• Halogen là những phi kim có tính oxi hoá mạnh : Halogen oxi hoá hầu hết
các kim loại, nhiều phi kim và nhiều hợp chất. Khi đó nguyên tử halogen biến
thành ion halogenua với số oxi hoá -1.
Cl
2
+ H
2
→ 2HCl
Cl
2
+ H
2
O → HCl + HclO
3Cl
2
+ 2Fe → 2FeCl
3
Cl
2
+ 2NaBr → 2NaCl + Br
2
Clo không tác dụng trức tiếp với oxi.
• Tính oxi hoá của halogen giảm dần từ flo đến iot.
• Flo không thể hiện tính khử, các halogen khác thể hiện tính khử và
tính khử tăng dần từ clo đến iot.
Giáo viên: Phan Thị Tuyết Nhung
Trang: 3
Trường PTTH Kon Tum Chuyên đề chuyên môn
4. Điều chế clo
• Trong phòng thí nghiệm: Dùng dung dịch axit HCl đặc tác dụng với một chất
oxi hoá như KMnO
4
, MnO
2
, K
2
Cr
2
O
7
…
16HCl + 2KMnO
4
→ 2KCl + 5Cl
2
+ 2MnCl
2
+ 8H
2
O
• Trong công nghiệp: Sản xuất khí clo bằng cách điện phân dung dịch muối ăn
bão hoà có màng ngăn.
2NaCl + 2H
2
O 2NaOH + Cl
2
+ H
2
II. Hợp chất của halogen
1. Hiđro halogenua và axit halogenhiđric HF, HCl, HBr, HI
• hiđro halogenua là các hợp chất khí, dễ tan trong nước tạo ra các dung
dịch axit halogenhiđric.
• Từ HF đến HI tính chất axit tăng dần, HF là một axit yếu.
• Từ HF đến HI tính chất khử tăng dần, chỉ có thể oxi hoá F
-
bằng dòng
điện, trong khi đó các ion âm khác như Cl
-
, Br
-
, I
-
đều bị oxi hoá khi tác
dụng với chất oxi hoá mạnh.
2. Hợp chất có oxi của halogen
Trong các hợp chất có oxi, clo, brom, iot thể hiện số oxi hoá dương còn flo thể hiện số
oxi hoá âm.
Chiều tính bền và tính axit tăng
HClO HClO
2
HClO
3
HClO
4
Khả năng oxi hoá tăng
Nước Giaven, clorua vôi, muối clorat
Clo tác dụng với dung dịch natri hiđroxit loãng, nguội tạo ra nước Giaven:
NaCl, NaClO, H
2
O.
Khi điện phân dung dịch NaCl, không có màng ngăn giữa cực âm và cực
dương, clo tạo thành ở cực dương sẽ tác dụng với natri hiđroxit tạo thành nước
Giáo viên: Phan Thị Tuyết Nhung
Trang: 4
Trường PTTH Kon Tum Chuyên đề chuyên môn
Giaven. Do tính chất oxi hoá mạnh, nước Giaven được dùng để tẩy trắng sợi, vải,
giấy, sát trùng và khử mùi các khu vực bị ô nhiễm.
Clorua vôi: CaOCl
2
Công thức cấu tạo:
Ca
Cl
OCl
Clorua vôi là muối hỗn tạp của canxi với hai gốc axit khác nhau.
So với nước Giaven, clorua vôi có giá thành rẻ hơn, dễ chuyên chở hơn nên
được sử dụng rộng rãi làm chất tẩy trắng, sát trùng, khử ô nhiễm bảo vệ môi trường.
Muối clorat là muối của axit HClO
3
. Muối clorat quan trọng hơn cả là KClO
3
.
Điều chế:
3Cl
2
+ 6KOH → 5KCl + KClO
3
+ 3H
2
O
Trong công nghiệp muối kali clorat được điều chế bằng cách điện phân dung
dịch KCl 25% ở nhiệt độ 70 - 75
o
C.
Muối kali clorat tan nhiều trong nước nóng, ít tan trong nước lạnh. Vì vậy, khi
làm lạnh dung dịch bão hoà, muối kali clorat dễ dàng tách ra khỏi dung dịch.
Muối kali clorat được sử dụng để điều chế oxi trong phòng thí nghiệm, sản xuất
pháo hoa, thuốc nổ. Thuóc gắn ở đầu que diêm thường chứa 50% muối kali clorat.
Giáo viên: Phan Thị Tuyết Nhung
Trang: 5
Trường PTTH Kon Tum Chuyên đề chuyên môn
B. BÀI TẬP CÓ LỜI GIẢI
Câu 1: Hoàn thành và xác định các chất có trong sơ đồ sau:
KClO
3
→
0
,txt
A + B (1)
A + KMnO
4
+ H
2
SO
4
→ C + … ? + … ? ….+ … ? (2)
A điện phân nóng chảy → D + C (3)
D + H
2
O → E + …. (4)
C + E
→
0
t
…. + …. + ….. (5)
C + E
→
…. + …. + ….. (6)
Đáp án: A = KCl B = O
2
C = Cl
2
D = K E = KOH
(2): 10KCl + 2KMnO
4
+ 8H
2
SO
4
= 5Cl
2
+ 6K
2
SO
4
+ 2MnSO
4
+ 8 H
2
O
Câu 2: Có hỗn hợp gồm NaI và NaBr. Hoà tan hỗn hợp vào nước. Cho brom dư vào
dung dịch. Sau khi phản ứng thực hiện xong làm bay hơi dung dịch, làm khô sản
phẩm thì thấy khối lượng của sản phẩm nhỏ hơn khối lượng hỗn hợp hai muối ban
đầu là m gam.
Lại hoà tan sản phẩm vào nước và cho clo lội qua cho đến dư. Làm bay hơi
dung dịch và làm khô chất còn lại; người ta thấy khối lượng chất thu được nhỏ hơn
khối lượng muối phản ứng là m gam.
Xác định phần trăm về khối lượng của NaBr trong hỗn hợp đầu.
Đáp án: NaBr = 3,7%
Gọi x là số mol NaI, y là số mol NaBr trong hỗn hợp.
2NaI + Br
2
= 2NaBr + I
2
(khi làm khô thì iôt thăng hoa)
1mol 1mol
(150g) (103g) khối lượng giảm đi 47g so với khối lượng muối ban đầu
x mol x mol ……………………47x = m (1)
2NaBr + Cl
2
= 2NaCl + Br
2
1mol 1mol
(103g) (58,5g) khối lượng giảm đi 44,5g
(x + y) mol (x + y) mol……………………44,5(x + y) = m (2)
Kết hợp (1) và (2) ta có:
47x = 44,5 (x + y) → x : y = 17,8 : 1
Điều đó có nghĩa là, nếu NaI là 17,8 mol thì NaBr là 1 mol
Phần trăm về khối lượng của NaBr trong hỗn hợp:
%7,3%100
8,17150103
103
=
+
x
x
Câu 3: Gây phản ứng nổ một hỗn hợp 5,6 lít khí H
2
và Cl
2
(đktc) trong một bình kín,
rồi cho toàn bộ sản phẩm tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ, cho ra dung dịch có
thể tích bằng 200ml và tổng nồng độ các muối tan là 1,5M. Tính phần trăm thể tích
của Cl
2
và H
2
trong hỗn hợp đầu (phản ứng với NaOh ở nhiệt độ thường).
Đáp án: Toàn bộ sản phẩm tác dụng hết với NaOH → không còn H
2
sau phản
ứng, nghĩa là hiệu suất 100%.
Giáo viên: Phan Thị Tuyết Nhung
Trang: 6