Tóm tắt lý thuyết hoá học vô cơ 10Chương 5 : NHÓM HALOGENA. pdf

Tóm tắt lý thuyết hoá học vô cơ 10

Trƣờng THPT Số 1 Nghĩa Hành Năm học 2010 - 2011
Hỗ trợ kiến thức hố học 10 Trang 18
Chƣơng 5 : NHÓM HALOGEN
A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
I. Vị trí trong bảng HTTH các nguyên tố.
Gồm có các nguyên tố
9
F
17
Cl
35
Br
53
I
85
At. Phân tử dạng X
2
nhƣ F
2
khí màu lục nhạt,
Cl
2
khí màu vàng lục, Br
2
lỏng màu nâu đỏ, I
2
tinh thể tím.
Dễ nhận thêm một electron để đạt cấu hình bền vững của khí hiếm
X + 1e  X

-
(X : F , Cl , Br , I )
F có độ âm điện lớn nhất , chỉ có số oxi hoá –1. Các halogen còn lại ngoài số oxi hoá –1 còn
có số oxi hoá dƣơng nhƣ +1 , +3 , +5 , +7
Tính tan của muối bạc AgF AgCl AgBr AgI
tan nhiều trắng vàng lục vàng đậm
II. CLO
Trong tự nhiên Clo có 2 đồng vị
35
17
Cl (75%) và
37
17
Cl (25%)
M
Cl
=35,5
Là chất khí, màu vàng , mùi xốc , độc và nặng hơn không khí.
Cl
2
có một liên kết cộng hóa trị, dễ dàng tham gia phản ứng,là một chất oxihóa mạnh.
Tham gia các phản ứng Clo là chất oxyhoá , tuy nhiên clo cũng có khả năng đóng vai trò là chất
khử.
1.Tính chất hoá học
a. Tác dụng với kim loại : (đa số kim loại và có t
0
để khơi màu phản ứng) tạo muối clorua ( có hoá
trị cao nhất )
2Na + Cl
2

0
t
2NaCl
2Fe + 3Cl
2

0
t
2FeCl
3

Cu + Cl
2

0
t
CuCl
2

b. Tác dụng với phim kim(cần có nhiệt độ hoặc có ánh sáng)
H
2
+ Cl
2
as
2HCl
Cl
2
+ 2S  S

2
Cl
2

2P + 3Cl
2

0
t
2PCl
3

Cl
2
không tác dụng trực tiếp với O
2
.
c. Tác dụng với một só hợp chất có tính khử:
H
2
S + Cl
2

0
t
2HCl + S
3Cl
2
+ 2NH
3

 N
2
+ 6HCl
Cl
2
+ SO
2
+ 2H
2
O  H
2
SO
4
+ 2HCl
d. Cl
2
còn tham gia phản ứng với vai trò vừa là chất ôxihóa, vừa là chất khử.
Tác dụng với nuớc
Khi hoà tan vào nƣớc , một phần Clo tác dụng (Thuận nghịch)
Cl
0
2

+ H
2
O

HCl + HClO ( Axit hipoclorơ)
Axit hipoclorơ có tính oxy hoá mạnh, nó phá hửy các màu vì thế nƣớc clo hay clo ẩm có
tính tẩy màu do.

Tác dụng với dung dịch bazơ
Cl
2
+ 2NaOH → NaCl + NaClO + H
2
O ( nƣớc javel)
2Cl
2
+ 2Ca(OH)
2
→ Ca(ClO)
2
+ CaCl
2
+ H
2
O
Tóm tắt lý thuyết hoá học vô cơ 10

Trƣờng THPT Số 1 Nghĩa Hành Năm học 2010 - 2011
Hỗ trợ kiến thức hố học 10 Trang 19
3Cl
2
+ 6KOH
0
t
KClO
3
+ 5KCl + 3H
2

O
e. Tác dụng với muối
Cl
2
+ 2NaBr → 2NaCl + Br
2

Cl
2
+ 2FeCl
2
→ 2FeCl
3

3Cl
2
+ 6FeSO
4
→ 2Fe
2
(SO
4
)
3
+ 2FeCl
3

Cl
2
+ 2KI → 2KCl + I

2

f.Phản ứng thế, phản ứng cộng, phản ứng phân huỷ với một số hợp chất hữu cơ
CH
4
+ Cl
2

aùkt
CH
3
Cl + HCl
CH
2
=CH
2
+ Cl
2
→ CH
2
Cl – CH
2
Cl
C
2
H
2
+ Cl
2
→ 2C + 2HCl

2.Điều chế : Nguyên tắc là khử các hợp chất Cl
-
tạo Cl
0
a. Trong phòng thí nghiệm
Cho HCl đậm đặc tác dụng với các chất ôxihóa mạnh
2KMnO
4
+ 16HCl 2KCl + 2MnCl
2
+ 5Cl
2
+ 8H
2
O
MnO
2
+ 4HCl
0
t
MnCl
2
+ Cl
2
+ 2H
2
O
KClO
3
+ 6HCl → KCl + 3H

2
O + 3Cl
2

b. Trong công nghiệp: dùng phƣơng pháp điện phân
2NaCl + 2H
2
O
ñpdd/mnx
H
2
+ 2NaOH + Cl
2
2NaCl
ñpnc
2Na+ Cl
2
( bổ sung thêm kiến thức về điện phân)
( nếu quá trình điện phân không có màng ngăn thí sản phẩm thu đƣợc là dung dịch nƣơc javel)
Ngoài ra còn có thể từ HCl và O
2
có xúc tác là CuCl
2
ở 400
o
C.
4HCl + O
2

CuCl2

2Cl
2
+ 2H
2
O
III. AXIT CLOHIDRIC (HCl)
Dung dịch axit HCl có đầy đủ tính chất hoá học của một axit mạnh
1. Hoá tính
a. TÁC DỤNG CHẤT CHỈ THỊ dung dịch HCl làm quì tím hoá đỏ (nhận biết axit)
HCl H
+
+ Cl
-
b. TÁC DỤNG KIM LOẠI (đứng trƣớc H trong dãy Bêkêtôp) tạo muối (với hóa trị thấp của kim
loại) và giải phóng khí hidrô
Fe + 2HCl
0
t
FeCl
2
+ H
2

2Al + 6HCl
0
t
2AlCl
3
+ 3H
2

Cu + HCl → không có phản ứng
c. TÁC DỤNG OXIT BAZƠ , BAZƠ tạo muối và nƣớc
NaOH + HCl NaCl + H
2
O
CuO + 2HCl
0
t
CuCl
2
+ H
2
O
Fe
2
O
3
+ 6HCl
0
t
2FeCl
3
+ 3H
2
O
d. TÁC DỤNG MUỐI (theo điều kiện phản ứng trao đổi)
CaCO
3
+ 2HCl CaCl

2
+ H
2
O + CO
2
AgNO
3
+ HCl AgCl + HNO
3
( dùng để nhận biết gốc clorua )
Tóm tắt lý thuyết hoá học vô cơ 10

Trƣờng THPT Số 1 Nghĩa Hành Năm học 2010 - 2011
Hỗ trợ kiến thức hố học 10 Trang 20
Ngoài tính chất đặc trƣng là axit , dung dịch axit HCl đặc còn thể hiện vai trò chất khử
khi tác dụng chất oxi hoá mạnh nhƣ KMnO
4
, MnO
2
……
4HCl + MnO
2

0
t
MnCl
2
+ Cl
0
2

+ 2H
2
O
K
2
Cr
2
O
7
+ 14HCl → 3Cl
2
+ 2KCl + 2CrCl
3
+ 7H
2
O
Hỗn hợp 3 thể tích HCl và 1 thể tích HNO
3
đặc đƣợc gọi là hỗn hợp nƣớc cƣờng toan (
cƣờng thuỷ) có khả năng hoà tan đƣợc Au ( vàng)
3HCl + HNO
3
→ 2Cl + NOCl + 2H
2
O
NOCl

NO + Cl
Au + 3Cl → AuCl
3

2.Điều chế
a.PHƢƠNG PHÁP SUNFAT cho NaCl tinh thể vào dung dịch H
2
SO
4
đậm đặc
2NaCl
tt
+ H
2
SO
4
o
t 400
0
Na
2
SO
4
+ 2HCl
NaCl
tt
+ H
2
SO
4
o
250
0

t
NaHSO
4
+ HCl
b.PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP đốt hỗn hợp khí hidro và khí clo
H
2
+ Cl
2
as
2HCl hidro clorua.
IV. MUỐI CLORUA
Chứa ion âm clorua (Cl
-
) và các ion dƣơng kim loại, NH
4
nhƣ NaCl ZnCl
2
CuCl
2
AlCl
3
NaCl dùng để ăn, sản xuất Cl
2
, NaOH, axit HCl
KCl phân kali
ZnCl
2
tẩy gỉ khi hàn, chống mục gổ
BaCl

2
chất độc
CaCl
2
chất chống ẩm
AlCl
3
chất xúc tác
V. HỢP CHẤT CHỨA ÔXI CỦA CLO
Trong các hợp chất chứa ôxi của clo, clo có soh dƣơng, đƣợc điều chế gián tiếp.
Cl
2
O Clo (I) oxit Cl
2
O
7
Clo(VII) oxit
HClO Axit hipoclorơ NaClO Natri hipoclorit
HClO
2
Axit clorơ NaClO
2
Natri clorit
HClO
3
Axit cloric KClO
3
kali clorat
HClO
4

Axit pecloric KClO
4
kali peclorat
Tất cả hợp chất chứa oxi của clo điều là chất ôxihóa mạnh.
1.NƢỚC ZAVEN là hỗn hợp gồm NaCl, NaClO và H
2
O có tính ôxi hóa mạnh, có tính tẩy màu,
đƣợc điều chế bằng cách dẫn khí Clo vào dung dịch NaOH (KOH)
Cl
2
+ 2NaOH → NaCl + NaClO + H
2
O
NaClO + CO
2
+ H
2
O → NaHCO
3
+ HClO ( có tính tẩy màu)
(Cl
2
+ 2KOH →KCl + KClO + H
2
O)
2.KALI CLORAT công thức phân tử KClO
3
là chất ôxihóa mạnh thƣờng dùng điều chế O
2
trong

phòng thí nghiệm
2KClO
3

0
t
2
MnO
2KCl + O
2
KClO
3
đƣợc điều chế khi dẫn khí clo vào dung dịch kiềm đặc đã đƣợc đun nóng đến 100
0
c
3Cl
2
+ 6KOH
0
100
5KCl + KClO
3
+ 3H
2
O
Tóm tắt lý thuyết hoá học vô cơ 10

Trƣờng THPT Số 1 Nghĩa Hành Năm học 2010 - 2011
Hỗ trợ kiến thức hố học 10 Trang 21
3.CLORUA VÔI công thức phân tử CaOCl

2
là chất ôxihóa mạnh, đƣợc điều chế bằng cách dẫn clo
vào dung dịch Ca(OH)
2
đặc: Cl
2
+ Ca(OH)
2
→ CaOCl
2
+ H
2
O
Nếu Ca(OH)
2
loãng: 2Ca(OH)
2
+ 2Cl
2
→ CaCl
2
+ Ca(OCl)
2
+ 2H
2
O
4.AXIT HIPOCLORƠ : HClO
Là một axit yếu , yếu hơn cả axit cacbonic. Nhƣng nó có tính oxyhoá rất mạnh.
CO
2

+ H
2
O + NaClO → NaHCO
3
+ HClO
HClO → HCl + O
4HClO + PbS → 4HCl + PbSO
4

5.AXIT CLORƠ : HClO
2

Là một axit yếu nhƣng mạnh hơn hipoclorơ và có tính oxyhoá mạnh đƣợc điều chế theo
phƣơng trình. Ba(ClO
2
)
2
+ H
2
SO
4
→ BaSO
4
+ 2HClO
2

6.AXIT CLORIC : HClO
3

- Là một axit mạnh tƣơng tự nhƣ axit HCl , HNO

3
và có tính oxyhoá.
- Muối clorat có tính oxyhoá, không bị thuỷ phân.
7.AXIT PECLORIC : HClO
4

- Axit pecloric là axit mạnh nhất trong tất cat các axit. Nó có tính oxyhoá , dễ bị nhiệt phân
2HClO
4

0
t
H
2
O + Cl
2
O
7

Tổng kết về các axit chứa oxy của clo
Chiều tăng tính bền và tính axit
HClO HClO
2
HClO
3
HClO
4

Chiều tăng tính oxyhoá
VI. FLO là chất oxihóa mạnh, tham gia phản ứng với hầu hết các đơn chất và hợp chất tạo florua

với số oxyhoá -1.( kể cả vàng)
1. Hoá tính
a.TÁC DỤNG KIM LOẠI & PHI KIM
Ca + F
2
→ CaF
2
2Ag + F
2
→ 2AgF
3F
2
+ 2Au → 2AuCl
3

3F
2
+ S → SF
6

b.TÁC DỤNG VỚI HIDRO phản ứng xảy ra mạnh hơn các halogen khác , hỗn hợp H
2
, F
2
nổ
mạnh trong bóng tối.
H
2
+ F
2

→ 2HF
Khí HF tan vào nƣớc tạo dung dịch HF. Dung dịch HF là axit yếu, đặc biệt là hòa tan đƣợc SiO
2
4HF + SiO
2

0
t
2H
2
O + SiF
4
(sự ăn mòn thủy tinh đƣợc ứng dụng trong kĩ thuật khắc
trên kính nhƣ vẽ tranh khắc chữ).
c.TÁC DỤNG NƢỚC khí flo qua nƣớc sẽ làm bốc cháy nƣớc (do giải phóng O
2
).
2F
2
+ 2H
2
O → 4HF + O
2

Phản ứng này giải thích vì sao F
2
không đẩy Cl
2
, Br
2

, I
2
ra khỏi dung dịch muối hoặc axit
trong khi flo có tính oxihóa mạnh hơn .
2.Điều chế HF bằng phƣơng pháp sunfat
CaF
2(tt)
+ H
2
SO
4
(đđ)
0
t
CaSO
4
+ 2HF
Hợp chất với oxi : OF
2

2F
2
+ 2NaOH → 2NaF + H
2
O + OF
2
;OF
2
là chất có tính độc và tính oxyhoá mạnh
Tóm tắt lý thuyết hoá học vô cơ 10

Trƣờng THPT Số 1 Nghĩa Hành Năm học 2010 - 2011
Hỗ trợ kiến thức hố học 10 Trang 22
VII. BRÔM VÀ IÔT là các chất ôxihóa yếu hơn clo.
1.TÁC DỤNG VỚI KIM LOẠI tạo muối tƣơng ứng
2Na + Br
2

0
t
2NaBr
2Na + I
2

0
t
2NaI
2Al + 3Br
2

0
t
2AlBr
3

2Al + 3I
2

0
t

2AlI
3
2.TÁC DỤNG VỚI HIDRO
H
2
+ Br
2

gnoùn ñun
2HBr
H
2
+ I
2


2 HI phản ứng xảy ra thuận nghịch.
Độ hoạt động giảm dần từ Cl Br I
Các khí HBr, HI tan vào nƣớc tạo dung dich axit
HBr
OH
2
ddaxit HBr HI
OH
2
dd axit HI.
Về độ mạnh axit thì lại tăng dần từ HCl < HBr < HI
Br
2
+ 5Cl

2
+ 6H
2
O → 2HBrO
3
+ 10HCl
Các axit HBr , HI có tính khử mạnh có thể khử đƣợc axit H
2
SO
4
đặc
2HBr + H
2
SO
4
→ Br
2
+ SO
2
+ H
2
O
8HI + H
2
SO
4
→ 4I
2
+ H
2

S + 4H
2
O
2HI + 2FeCl
3
→ FeCl
2
+ I
2
+ 2HCl
VIII. NHẬN BIẾT dùng Ag
+
(AgNO
3
) để nhận biết các gốc halogenua.
Ag
+
+ Cl
-
AgCl (trắng) (2AgCl
aù
2Ag + Cl
2
)
Ag
+
+ Br
-
AgBr (vàng nhạt) Ag
+

+ I
-
AgI (vàng đậm)
I
2
+ hồ tinh bột xanh lam
NHẬN BIẾT MỘT SỐ HỢP CHẤT VÔ CƠ
I. Nhận biết một số anion ( ion âm)
CHẤT
THỬ
THUỐC
THỬ
DẤU HIỆU
PHƢƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG
Cl
-

Br
-

I
-

PO
4
3-

Dung dịch
AgNO
3

- Kết tủa trắng
- Kết tủa vàng nhạt
- Kết tủa vàng
- Kết tủa vàng
Ag
+
+ X
-
→ AgX
↓

( hoá đen ngoài ánh sáng do phản ứng
2AgX → 2Ag + X
2
)
3Ag
+
+ PO
4
3-
→ Ag
3
PO
4↓

SO
4
2-

BaCl
2

- Kết tủa trắng
Ba
2+
+ SO
4
2-
→ BaSO
4↓

SO
3
2-

HSO
3
-

CO
3
2-

HCO
3
-

S
2-

Dung dịch
HCl hoặc
H
2
SO
4
loãng
- ↑ Phai màu dd KMnO
4
- ↑ Phai màu dd KMnO
4
- ↑ Không mùi

- ↑ Không mùi

- ↑ Mùi trứng thối

SO
3
2-
+ 2H
+
→ H
2
O + SO
2↑

HSO
3

-
+ H
+
→ H
2
O + SO
2↑

CO
3
2-
+ 2H
+
→ H
2
O + CO
2↑

HCO
3
-
+ H
+
→ H
2
O + CO
2↑

S
2-

+ 2H
+
→ H
2
S
↑


NO
3
-

H
2
SO
4

và vụn Cu
- ↑ Khí không màu hoá nâu
trong không khí.
NO
3
-
+ H
2
SO
4
→ HNO
3
+ HSO

4
-

3Cu+8HNO
3
→ 3Cu(NO
3
)
3
+2NO + 4H
2
O
2NO + O
2
→ 2NO
2

SiO
3
2-

Axít mạnh
- kết tủa keo trắng
SiO
3
2-
+ 2H
+
→ H
2

SiO
3↓
( kết tủa)


Tóm tắt lý thuyết hoá học vô cơ 10

Trƣờng THPT Số 1 Nghĩa Hành Năm học 2010 - 2011
Hỗ trợ kiến thức hố học 10 Trang 23
II. Nhận biết một số chất khí .
CHẤT
KHÍ
THUỐC
THỬ
DẤU HIỆU
PHƢƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG
Cl
2

- dd KI + hồ tinh bột
- hoá xanh đậm
Cl
2
+ 2I
-
→ 2Cl- + I
2

(I
2

+ hồ tinh bột → màu xanh đậm)

SO
2

- dd KMnO
4
( tím)

- dd Br
2
( nâu đỏ )
- mất màu tím

- mất màu nâu đỏ
5SO
2
+ 2KMnO
4
+ 2H
2
O →
2MnSO
4
+ K
2
SO
4
+ 2H
2

SO
4
.
SO
2
+ Br
2
+ 4H
2
O → H
2
SO
4
+ 2HBr
H
2
S
- dd CuCl
2
- ngửi mùi
- kết tủa đen
- múi trứng thối
- H
2
S + CuCl
2
→ CuS
↓
+ 2HCl
Màu đen

O
2

- tàn que diêm
- bùng cháy


O
3

- dd KI + hồ tinh bột

- kim loại Ag
- hoá xanh đậm

- hoá xám đen
2KI + O
3
+ H
2
O → I
2
+ 2KOH + O
2

(I
2
+ hồ tinh bột → màu xanh đậm)
2Ag + O
3

→ Ag
2
O + O
2

H
2

- đốt, làm lạnh
- có hơi nƣớc
Ngƣng tụ
2H
2
+ O
2
→ 2H
2
O
CO
2

- dd Ca(OH)
2

- dd bị đục
CO
2
+ Ca(OH)
2
→ CaCO

3↓
+ H
2
O
CO
- dd PdCl
2

- dd bị sẫm màu
CO + PdCl
2
+ H
2
O → CO
2
+ Pd + 2 HCl
Màu đen
NH
3

- quì ẩm
- HCl đặc
- hoá xanh
- khói trắng

NH
3
+ HCl → NH
4
Cl

NO
- không khí
- hoá nâu
2NO + O
2
→ 2 NO
2↑
( màu nâu)
NO
2

- H
2
O, quì ẩm
- dd có tính axit
NO
2
+ H
2
O → HNO
3
+ NO

3. Nhận biết một số chất khí .
CHẤT
KHÍ
THUỐC
THỬ
DẤU HIỆU
PHƢƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG

SO
2

- dd KMnO
4

( tím)
- dd Br
2

( nâu đỏ )
- mất màu tím

- mất màu nâu đỏ
5SO
2
+ 2KMnO
4
+ 2H
2
O →
2MnSO
4
+ K
2
SO
4
+ 2H
2

SO
4
.
SO
2
+ Br
2
+ 4H
2
O → H
2
SO
4
+ 2HBr
H
2
S
- dd CuCl
2
- ngửi mùi
- kết tủa đen
- múi trứng thối
- H
2
S + CuCl
2
→ CuS ↓+ 2HCl
Màu đen
O
2

- tàn que diêm
- bùng cháy



O
3

- dd KI + HTB

- kim loại Ag
- hoá xanh đậm

- hoá xám đen
2KI + O
3
+ H
2
O → I
2
+ 2KOH + O
2

(I
2
+ hồ tinh bột → màu xanh đậm)
2Ag + O
3
→ Ag

2
O + O
2