Giải bài tập SGK Hóa 10 Bài 22: Clo

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

Phương pháp giải

Xem lại lý thuyết về Clo, phương pháp điều chế Clo trong phòng thí nghiệm

Hướng dẫn giải

Trong phòng thí nghiệm, khí clo thường được điều chế bằng cách cho axit clohidric đặc (HCl) tác dụng với chất oxi hóa mạnh như mangan đioxit rắn (MnO₂), kali pemanganat rắn (KMnO₄)...

MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

2KMnO₄ + 16HCl → 2KCl + 2MnCl₂ + 5Cl₂ + 8H₂O

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 ví dụ minh họa?

Phương pháp giải

Xem lại tính chất hóa học cơ bản của clo

- Tính oxi hóa mạnh

- Tác dụng với hidro

- Tác dụng vơi nước

Hướng dẫn giải

Clo có tính oxi hóa mạnh.

- Tác dụng với kim loại: clo oxi hóa trực tiếp hầu hết các kim loại tạo muối clorua, phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường hoặc không cao lắm, tốc độ nhanh, tỏa nhiều nhiệt.

2Fe + 3Cl₂  → 2FeCl₃

- Tác dụng với hiđro: Phản ứng xảy ra khi chiếu sáng mặt trời.

H₂ + Cl₂  →  2HCl

- Tác dụng với nước:

Cl₂ + H₂O  →  HCl + HClO

Nguyên tố clo có tính chất hóa học cơ bản đó 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

Dẫn khí clo vào nước, xảy ra hiện tượng vật lí hay hóa học ? Giải thích.

Phương pháp giải

Hiện tượng vật lí: quá trình biến đổi không làm thay đổi tính chất chất của chất

Hiện tượng hóa học: hiện tượng tạo thành chất mới, khác tính chất của chất ban đầu.

Hướng dẫn giải

Dẫn khí clo vào nước, xảy ra vừa là hiện tượng vật lí , vừa là hiện tượng hóa học.

Khi hòa tan vào nước, một phần clo tác dụng với nước.

Cl₂ + H₂O ⇔ HCl + HClO

Nêu những ứng dụng thực tế của clo?

Phương pháp giải

Dựa vào kiến thức được học sách giáo khoa lớp 10 - trang 99 và những hiểu biết thực tế của bản thân để trả lời.

Hướng dẫn giải

Những ứng dụng thực tế của clo:

- Khí clo được dùng để tiệt trùng nước sinh hoạt, hòa tan vào nước một lượng nhỏ khí clo để diệt vi khuẩn gây bệnh.

- Khí clo được dùng để sản xuất các chất tẩy trắng sát trùng như nước Gia-ven, clorua vôi và sản xuất những  hóa chất trong công nghiệp như HCl, KClO₃

- Một lượng lớn clo được dùng để chế những dung môi công nghiệp như cacbon tetra clorua sản xuất nhiều chất polime như nhựa PVC, cao su tổng hợp…

Cân bằng phương trình hóa học của các phản ứng oxi hóa – khử sau bằng các 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

Phương pháp giải

- Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố trước và sau phản ứng để xác định được chất khử và chất oxi hóa

Hướng dẫn giải

Cân bằng phương trình hóa học của các phản ứng oxi hóa – khử sau bằng các phương pháp thăng bằng electron:

a)  2\(\overset{+7}{KMnO_{4}}\)+ 16\(\overset{-1}{HCl}\)→ 2KCl + 2\(\overset{+2}{MnCl_{2}}\) + 5\(\overset{0}{Cl_{2}}\) + 8H₂O

b) \(6\overset{-1}{HCl}\) + \(2\overset{+5}{HNO_{3}}\) →  \(2\overset{+2}{NO}\) + 3\(\overset{0}{Cl_{2}}\) +4 H₂O

c) 5\(\overset{-1}{HCl}\) + \(\overset{+5}{HClO_{3}}\) → 3\(\overset{0}{Cl_{2}}\)+ 3H₂O

d) \(\overset{+4}{PbO_{2}}\) + 4\(\overset{-1}{HCl}\) → \(\overset{+2}{PbCl_{2}}\)+\(\overset{0}{Cl_{2}}\)  + 2H₂O

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?

Phương pháp giải

Nắm vững phương pháp điều chế khí clo trong công nghiệp

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 cao và NaCl có sẵn trong tự nhiên

Cần bao nhiêu gam KMnO₄ vào bao nhiêu mililit dung dịch axit clohidric 1M để điều chế đủ khí clo tác dụng với sắt, tạo nên 16,25 g FeCl₃ ?

Phương pháp giải

Tính số mol FeCl₃ =? (mol)

Tính số mol Cl₂ theo số mol của FeCl₃

Viết PTHH HCl + KMnO₄ →

Tính toán mol KMnO₄ theo số mol của Cl₂

Hướng dẫn giải

Phương trình hóa học của phản ứng:

3 Cl₂ + 2Fe → 2FeCl₃   (1)

0,15                   0,1                (mol)

2KMnO₄+16HCl → 2KCl + 2MnCl₂ + 5Cl₂ + 8H₂O   (2)

2                                                             5          (mol)

0,06          0,48                                     0,15       (mol)

Theo phương trình (1): \({n_{C{l_2}}} = \dfrac{3}{2}{n_{F{\text{e}}C{l_3}}} = \dfrac{3}{2}.0,1 = 0,15\,\,mol\)

Theo phương trình (2): \({n_{KMn{O_4}}} = \dfrac{2}{5}{n_{C{l_2}}} = \dfrac{2}{5}.0,15 = 0,06\,\,mol\)

→ \(m_{KMnO_{4}cần}\) = 0,06 x 158 = 9,48g

Theo phương trình (2): \({n_{HCl}} = \dfrac{{16}}{5}{n_{C{l_2}}} = \dfrac{{16}}{5}.0,15 = 0,48\,\,mol\)

→ V_ddHCl = 0,48: 1 = 0,48 lít = 480 m