Giải bài tập SGK Hóa 10 Nâng cao Bài 33: Luyện tập về clo và hợp chất của clo

Trong các dãy chất dưới đây, dãy nào gồm toàn các chất có thể tác dụng với clo?

A. Na, H₂, N₂;

B. NaOH(dd), NaBr(dd), NaI(dd);

C. KOH(dd), H₂O, KF(dd);

D. Fe, K, O₂

Phương pháp giải

Để giải bài tập này cần nắm vững tính chất hóa học của clo

- Tác dụng với kim loại

- Tác dụng với phi kim

- Tác dụng với nước và dung dịch kiềm

- Tác dụng với muối của các halogen khác

- Tác dụng với chất khử khác

- Phản ứng thế, phản ứng cộng, phản ứng phân huỷ với một số hợp chất hữu cơ

Hướng dẫn giải

Chọn B.

Dãy chất tác dụng với clo là:

Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

Cl₂ + 2NaBr → 2NaCl + Br₂

Cl₂ + 2NaI → 2NaCl + I₂

Viết phương trình hóa học thực hiện các biến hóa:

Phương pháp giải

Để giải bài tập này cần nắm vững tính chất hóa học của clo và hợp chất của clo

Hướng dẫn giải

Các phản ứng xảy ra:

(1) C₂ + H₂ → 2HCl (đk: ánh sáng)

(2) 4HCl + MnO₂ → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

(3) Cl₂ + 2Na → 2NaCl

(4) 2NaCl + 2H₂O (đpdd có mn) → 2NaOH + Cl₂ + H₂

(5) HCl + NaOH →  NaCl + H₂O

(6) NaCl + H₂SO₄ đặc → HCl + NaHSO₄

Người ta có thể điều chế KCl bằng:

1) một phản ứng hóa hợp.

2) một phản ứng phân hủy.

3) một phản ứng trao đổi.

4) một phản ứng thế.

a. Hãy dẫn ra phản ứng cho mỗi trường hợp trên.

b. Trường hợp nào là phản ứng oxi hóa-khử? Trong đó số oxi hóa của nguyên tố clo thay đổi như thế nào?

Phương pháp giải

Để giải bài tập này cần nắm được nguyên tắc điều chế muối clorat

Hướng dẫn giải

Câu a: Các phản ứng điều chế KCl

Một phản ứng hóa hợp:

2K + Cl₂ →  2KCl  (1)

Một phản ứng phân hủy:

2KClO₃ → 2KCl + 3O₂    (2)    (xt: MnO₂, t^o)

Một phản ứng trao đổi:

K₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄ + 2KCl   (3)

Một phản ứng thế:

2K + 2HCl → 2KCl + H₂     (4)

Câu b: Các phản ứng (1), (2) và (4) là phản ứng oxi hóa-khử.

Trong (1): Số oxi hóa cửa clo giảm từ 0 xuống - 1.

Trong (2): Số oxi hóa của clo giảm từ +5 xuống -1.

Trong (3) và (4): số oxi hóa của clo không thay đổi.

Viết phương trình hóa học của phản ứng thực hiện các biến hóa dưới đây, ghi tên các chất và điều kiện của phản ứng.

Phương pháp giải

Để giải bài tập này cần nắm vững tính chất hóa học hợp chất của clo

Hướng dẫn giải

Các phản ứng xảy ra :

(1) NaClO + 2HCl → NaCl + Cl₂ + H₂O

(2) Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

(3) Cl₂ + Ca(OH)₂ rắn → CaOCl₂ + H₂O

(4) CaOCl₂ + 2HCl → CaCl₂ + Cl₂ + H₂O

(5) KClO₃ + 6HC1 → 3Cl₂ + KCl + 3 H₂O

(6) 3Cl₂ + 6KOH → 5KCl + KClO₃ + 3H₂O

Tên các chất:

- NaClO: Natri hipoclorit;

- CaOCl₂: Canxi clorua hipoclorit (clorua vôi)

- KClO₃: Kali clorat;

- NaBrO: Natri hipobromit

Hỗn hợp khí A gồm clo và oxi. A phản ứng vừa hết với một hỗn hợp gồm 4,8 gam magie và 8,10g nhôm tạo ra 37,05 gam hỗn hợp các muối clorua và oxit của hai kim loại. Xác định thành phần phần trăm theo khối lượng và theo thể tích hỗn hợp A.

Phương pháp giải

- Viết phương trình electron của phản ứng

- Áp dụng bảo toàn electron: ∑n_e nhường = ∑e nhận

- Áp dụng bảo toàn khối lượng: mAl + mMg + mO₂ + mCl₂ = mZ

→ Tìm được a, b → Thành phần phần trăm thể tích → Phần trăm khối lượng mỗi khí

Hướng dẫn giải

nAl = 8,1/27 = 0,3 (mol); nMg = 4,8/24 = 0,2 (mol).

Đặt số mol O₂ và Cl₂ cần dùng lần lượt là a mol và b mol

Qúa trình nhường electron

Al^o  - 3e → Al³⁺

0,3    0,9    0,3

Mg^o   -   2e  →  Mg²⁺

0,2         0,4       0,2

Quá trình nhận electron

O₂ + 4e → 2O^2-

a         4a      2a

Cl₂ + 2e → 2Cl^-

b       2b       2b

∑n_e nhường = (0,9 + 0,4) = 1,3 (mol)

∑n_e nhận = (4a + 2b)(mol)

∑n_e nhường = ∑e nhận ⇒ 1,3 = 4a + 2b (∗)

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

mAl + mMg + mO₂ + mCl₂ = mZ

⇒ mO₂ + mCl₂ = 32a + 71b = 37,05 - ( 8,1 + 4,8) = 24,15 (∗∗)

Giải hệ (∗) và (∗∗) ta được: (a = 0,2; b = 0,25)

Thành phần phần trăm thể tích mỗi khí trong hỗn hợp A

%VO₂ = %nO₂ = (0,2. 100%)/(0,2 + 0,25) = 44,44%;

%VCl₂ = %nCl₂ = 100% - 44,44% = 55,56%

Thành phần phần trăm khối lượng mỗi khí trong hỗn hợp A

%mO₂/A = (6,4/24,15). 100% = 26,5%;

%mCl_2/A = (17,75/24,15). 100% = 73,5%.

Muối ăn bị lẫn các tạp chất là Na₂SO₄, MgCl₂, CaCl₂ và CaSO₄. Hãy trình bày phương pháp hóa học để loại bỏ các tạp chất, thu được NaCl tinh khiết. Viết phương trình hóa học của các phản ứng.

Phương pháp giải

Dùng Na₂CO₃, BaCl₂ và HCl

Hướng dẫn giải

- Cho dung dịch Na₂CO₃ vừa đủ vào dung dịch muối ăn có lẫn tạp chất Na₂SO₄, MgCl₂, CaCl₂, CaSO₄ để loại bỏ các ion Mg²⁺, Ca²⁺.

Na₂CO₃ + MgCl₂ → MgCO₃ + 2NaCl

Na₂CO₃ + CaCl₂ → CaCO₃ +2NaCl

Na₂CO₃ + CaSO₄ → CaCO₃+ Na₂SO₄

- Lọc bỏ kết tủa sau đó cho dung dịch BaCl₂ vào dung dịch nước lọc để loại bỏ ion SO₄^2-

BaCl₂ + Na₂SO₄ → BaSO₄ + 2NaCl

- Lọc bỏ kết tủa BaSO₄, cho dung dịch Na₂CO₃ vào dung dịch nước lọc (nếu còn dư BaCl₂) để loại bỏ ion Ba²⁺.

BaCl₂ + Na₂CO₃ → BaCO₃ + 2NaCl

- Lọc bỏ kết tủa BaCO₃ , cho dung dịch HCl vào dung dịch nước lọc (nếu còn dư Na₂CO₃ ) và đun nhẹ được NaCl tinh khiết.

2HCl + Na₂CO₃ → 2NaCl + H₂O + CO₂