XÂY DỰNG hệ THỐNG bài tập NÂNG CAO về NHÓM HALOGEN

MỤC LỤC
NỘI DUNG
PHẦN I: MỞ ĐẦU
I. Lí do chọn đề tài
II. Mục đích nghiên cứu
III. Nhiệm vụ
IV. Giả thuyết khoa học
V. Phương pháp nghiên cứu
VI. Điểm mới của đề tài

Trang
1
1
2
3
3
3
3
3

VII. Cấu trúc đề tài
PHẦN II: NỘI DUNG
Chương I: Tổng quan
I.1. Tầm quan trọng của hóa học phi kim
I.2. Tình hình thực tế nội dung kiến thức nhóm halogen trong các tài liệu hiện hành
I.3. Vai trò của bài tập hóa học trong bồi dưỡng học sinh giỏi
Chương II: Hệ thống bài tập lí thuyết về nhóm halogen
II.1. Đơn chất halogen
II.1.1. Cấu tạo, tính chất vật lí
II.1.2. Tính chất hóa học
II.1.3. Điều chế

II.2. Hợp chất của các halogen
II.2.1. Hợp chất với hiđro, halogenua
II.2.2. Hợp chất chứa oxi
II.2.3. Hợp chất giữa các halogen
II.3. Tổng hợp
II. 3.1. Viết phương trình phản ứng
II. 3.2. Nhận biết
II. 3.3. Một số bài tập khác
Chương III. Hệ thống bài tập tính toán
III.1. Bài tập đại cương
III.2. Bài tập về phương pháp chuẩn độ iot
III.3. Bài tập về hợp chất chứa oxi của halogen
III.4. Bài tập về axit halogen hiđric, muối halogenua
PHẦN III: KẾT LUẬN
Tài liệu tham khảo

5
5
5
5
6
8
8
8
13
16
18
18
31
39

41
41
48
49
51
51
61
66
74
97
100

ĐỀ TÀI: “XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP NÂNG CAO VỀ NHÓM HALOGEN”
PHẦN I: MỞ ĐẦU
I. Lí do chọn đề tài
Đầu thế kỉ XXI, nền giáo dục của thế giới có những bước tiến lớn với nhiều thành
tựu về mọi mặt. Hầu hết các quốc gia nhận thức sự cần thiết và cấp bách phải đầu tư cho
giáo dục. Luật Giáo dục 2005 của nước ta đã khẳng định: “Phát triển giáo dục là quốc
sách hàng đầu nhằm nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài”. Như vậy,
vấn đề bồi dưỡng nhân tài nói chung, đào tạo học sinh giỏi, học sinh chuyên nói riêng
đang được nhà nước ta đầu tư hướng đến.

1


Trong hội nghị toàn quốc các trường THPT chuyên, Phó Thủ tướng, nguyên Bộ trưởng
Bộ GD&ĐT Nguyễn Thiện Nhân nhấn mạnh: “Hội nghị được tổ chức nhằm tổng kết kết
quả đạt được, những hạn chế, bất cập, đồng thời đề ra mục tiêu, giải pháp nhằm xây
dựng, phát triển các trường THPT chuyên thành hệ thống các trường THPT chuyên chất
lượng cao làm nhiệm vụ phát hiện, bồi dưỡng tài năng trẻ, đáp ứng yêu cầu phát triển đất

nước trong thời kỳ đổi mới và hội nhập”. Hệ thống các trường THPT chuyên đã đóng
góp quan trọng trong việc phát hiện, bồi dưỡng học sinh năng khiếu, tạo nguồn nhân lực
chất lượng cao cho đất nước, đào tạo đội ngũ học sinh có kiến thức, có năng lực tự học,
tự nghiên cứu, đạt nhiều thành tích cao góp phần quan trọng nâng cao chất lượng và hiệu
quả giáo dục phổ thông. Tuy nhiên một trong những hạn chế, khó khăn của hệ thống các
trường THPT chuyên trong toàn quốc đang gặp phải đó là chương trình, sách giáo khoa,
tài liệu cho môn chuyên còn thiếu, chưa cập nhật và liên kết giữa các trường. Bộ Giáo
Dục và Đào tạo chưa xây dựng được chương trình chính thức cho học sinh chuyên nên để
dạy cho học sinh, giáo viên phải tự tìm tài liệu, chọn giáo trình phù hợp, phải tự xoay sở
để biên soạn, cập nhật giáo trình.
Bộ môn Hóa học là một trong các bộ môn khoa học cơ bản, rất quan trọng. Mỗi
mảng kiến thức đều vô cùng rộng lớn. Đặc biệt là những kiến thức giành cho học sinh
chuyên hóa, học sinh giỏi cấp khu vực, cấp Quốc Gia, Quốc tế. Trong đó hoá học về các
nguyên tố phi kim là một trong các nội dung rất quan trọng. Phần này thường có trong
các đề thi học sinh giỏi lớp 10, 11 khu vực; Olympic 30/4; hay gắn với các kiến thức
phần kim loại trong các đề thi học sinh giỏi Quốc Gia, Quốc Tế. Tuy nhiên, trong thực tế
giảng dạy ở các trường phổ thông nói chung và ở các trường chuyên nói riêng, việc dạy
và học phần phi kim gặp một số khó khăn:
- Đã có tài liệu giáo khoa dành riêng cho học sinh chuyên hóa, nhưng nội dung
kiến thức lí thuyết chưa đủ để trang bị cho học sinh, chưa đáp ứng được yêu cầu của các
kì thi học sinh giỏi các cấp.
- Tài liệu tham khảo về mặt lí thuyết thường được sử dụng là các tài liệu ở bậc đại
học, cao đẳng đã được biên soạn, xuất bản từ lâu. Khi áp dụng những tài liệu này cho học
sinh phổ thông trở thành rất rộng. Giáo viên và học sinh thường không đủ thời gian
nghiên cứu do đó khó xác định được nội dung chính cần tập trung là vấn đề gì.

2


- Trong các tài liệu giáo khoa chuyên hóa lượng bài tập rất ít, nếu chỉ làm các bài

trong đó thì HS không đủ “lực” để thi vì đề thi khu vực, HSGQG, Quốc Tế hằng năm
thường cho rộng và sâu hơn nhiều. Nhiều đề thi vượt quá chương trình.
- Tài liệu tham khảo phần bài tập vận dụng các kiến thức lí thuyết về các nguyên
tố phi kim cũng rất ít, chưa có sách bài tập dành riêng cho học sinh chuyên hóa về các nội
dung này.
Để khắc phục điều này, tự thân mỗi GV dạy trường chuyên phải tự vận động, mất rất
nhiều thời gian và công sức bằng cách cập nhật thông tin từ mạng internet, trao đổi với
đồng nghiệp, tự nghiên cứu tài liệu…Từ đó, GV tự biên soạn nội dung chương trình dạy
và xây dựng hệ thống bài tập để phục vụ cho công việc giảng dạy của mình.
Xuất phát từ thực tiễn đó, là giáo viên trường chuyên, chúng tôi rất mong có được
một nguồn tài liệu có giá trị và phù hợp để giáo viên giảng dạy - bồi dưỡng học sinh giỏi
các cấp và cũng để cho học sinh có được tài liệu học tập, tham khảo. Trong năm học này
chúng tôi tập trung biên soạn bài tập về phi kim và trước hết là nhóm halogen. Do vậy
chúng tôi đã chọn đề tài:
“Xây dựng hệ thống bài tập nâng cao về nhóm halogen”.
Trong thời gian tới nhờ sự quan tâm đầu tư của nhà nước, của Bộ Giáo Dục cùng
với sự nỗ lực của từng giáo viên dạy chuyên, sự giao lưu học hỏi, chia sẻ kinh nghiệm
của các trường chuyên trong khu vực và cả nước chúng tôi hi vọng sẽ có 1 bộ tài liệu phù
hợp, đầy đủ giành cho giáo viên và học sinh chuyên.
II. Mục đích nghiên cứu
Sưu tầm, lựa chọn, phân loại và xây dựng hệ thống bài tập mở rộng và nâng cao về
nhóm halogen để làm tài liệu phục vụ cho giáo viên trường chuyên giảng dạy, ôn luyện,
bồi dưỡng học sinh giỏi các cấp và làm tài liệu học tập cho học sinh đặc biệt cho học sinh
chuyên về nhóm halogen. Ngoài ra còn là tài liệu tham khảo mở rộng và nâng cao cho
giáo viên môn hóa học và học sinh yêu thích môn hóa học nói chung.
III. Nhiệm vụ
1- Nghiên cứu chương trình hóa học phổ thông nâng cao và chuyên hóa học, phân tích
các đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh, khu vực, cấp quốc gia, quốc tế và đi sâu về nhóm
halogen.

3


2- Sưu tầm, lựa chọn trong tài liệu giáo khoa, sách bài tập cho sinh viên, trong các tài liệu
tham khảo có nội dung liên quan; phân loại, xây dựng các bài tập lí thuyết và tính toán về
các đơn chất halogen và hợp chất của chúng.
3- Đề xuất phương pháp xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập dùng cho việc giảng dạy,
bồi dưỡng học sinh giỏi các cấp ở trường THPT chuyên.
IV. Giả thuyết khoa học
Nếu giáo viên xây dựng hệ thống bài tập chất lượng, đa dạng, phong phú đồng
thời có phương pháp sử dụng chúng một cách thích hợp thì sẽ nâng cao được hiệu quả
quá trình dạy- học và bồi dưỡng học sinh giỏi, chuyên hóa học.
V. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu thực tiễn dạy học và bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học ở trường THPT
chuyên
- Nghiên cứu các tài liệu về phương pháp dạy học hóa học, các tài liệu về bồi dưỡng học
sinh giỏi, các đề thi học sinh giỏi, . . .
- Thu thập tài liệu và truy cập thông tin trên internet có liên quan đến đề tài.
- Đọc, nghiên cứu và xử lý các tài liệu.
VI. Điểm mới của đề tài
- Đề tài xây dựng hệ thống bài tập mở rộng và nâng cao đầy đủ, có phân loại rõ ràng các
dạng câu hỏi lí thuyết, các dạng bài tập về nhóm halogen để làm tài liệu phục vụ cho giáo
viên trường chuyên giảng dạy, ôn luyện, bồi dưỡng học sinh giỏi các cấp và làm tài liệu
học tập cho học sinh đặc biệt cho học sinh chuyên về nhóm halogen. Ngoài ra còn là tài
liệu tham khảo mở rộng và nâng cao cho giáo viên môn hóa học và học sinh yêu thích
môn hóa học nói chung.
- Đề xuất phương pháp xây dựng và sử dụng có hiệu quả hệ thống bài tập hóa học.
VII. Cấu trúc đề tài
Phần I. Mở đầu
Phần II. Nội dung

Chương I: Tổng quan
Chương II: Hệ thống bài tập lí thuyết về nhóm halogen
Chương III: Hệ thống bài tập tính toán về nhóm halogen
Phần III. Kết luận và khuyến nghị
Tài liệu tham khảo
4


PHẦN II. NỘI DUNG
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
I.1. TẦM QUAN TRỌNG CỦA HÓA HỌC PHI KIM.
Phần hoá học phi kim trong chương trong chương trình hoá học chuyên THPT
được nghiên cứu sau các kiến thức lí thuyết về cấu tạo chất, liên kết hoá học, phản ứng

5


oxi hoá – khử, tốc độ phản ứng hóa học và sự điện li nê có vai trò quan trọng trong việc
hình thành và phát triển nội dung kiến thức, kĩ năng hóa học cơ bản. Cụ thể là:
– Giúp HS mở rộng, phát triển nội dung phần hoá học phi kim THPT ở mức độ sâu sắc,
hiện đại, đi sâu vào bản chất các quá trình biến đổi của các đơn
chất và hợp chất của chúng.
– Giúp HS vận dụng kiến thức lí thuyết chủ đạo để dự đoán, giải thích tính chất các đơn
chất, hợp chất các nguyên tố và sự biến thiên tính chất của các nguyên tố trong
nhóm( tìm hiểu mối liên hệ giữa cấu tạo với tính chất, dự đoán, so sánh, giải thích tính
chất…)
- Việc nghiên cứu các kiến thức về các nhóm nguyên tố giúp HS hoàn thiện dần các kiến
thức lí thuyết chủ đạo như khái niện về phản ứng oxi hóa- khử, chất oxi hóa, chất khử,
các dạng liên kết, khái niệm chất (phức chất, muối hỗn tạp…),...
- Hình thành, phát triển các kiên thức và kĩ năng ngôn ngữ hóa học phổ thông(kí hiệu hóa

học, danh pháp, phương trình hóa học…), các kĩ năng hóa học khác như sử dụng và bảo
quản hóa chất, thiết bị thí nghiệm, giải bài tập hóa học, quan sát, mô tả, giải thích hiện
tượng thí nghiệm và đời sống
I.2. TÌNH HÌNH THỰC TẾ VỀ NỘI DUNG KIẾN THỨC NHÓM HALOGEN
TRONG CÁC TÀI LIỆU HIỆN HÀNH
Trong các tài liệu hiện hành, lý thuyết về nhóm halogen đã tương đối đầy đủ. Kiến
thức lý thuyết về nguyên tố halogen HS đã học trong chương trình ôn thi đại học, ngoài
ra GV hướng dẫn cho học sinh đọc các tài liệu tham khảo: Tài liệu giáo khoa chuyên hóa
học lớp 10 tập 2, Hóa học vô cơ – Hoàng Nhâm, tập 2, Tính chất lý hóa học các chất vô
cơ (106 nguyên tố)- R.A. Liđin, V.A. Molosco, L.L. An ddreeeva, Người dịch: Lê Kim
Long, Hoàng Nhâm…
Tuy nhiên hiện nay chưa có sách bài tập dành riêng cho học sinh chuyên hóa về
hóa học vô cơ. Trong các tài liệu giáo khoa chuyên hóa lượng bài tập rất ít, nếu chỉ làm
các bài trong đó thì HS không đủ “lực” để thi vì đề thi khu vực, HSGQG, Quốc Tế hằng
năm thường cho rộng và sâu hơn nhiều. Nhiều đề thi vượt quá chương trình. Trong các
tài liệu tham khảo khác bài tập giành cho giảng dạy và học tập của lớp chuyên còn nằm
rải rác, chưa phong phú và chưa được phân loại rõ ràng, chưa đủ để cho học sinh học tập,
ôn luyện chuẩn bị cho các kì thi học sinh giỏi các cấp.

6


I.3. VAI TRÒ CỦA BÀI TẬP HÓA HỌC TRONG VIỆC BỒI DƯỠNG HỌC SINH
GIỎI.
Thực tế dạy học cho thấy, bài tập hoá học giữ vai trò rất quan trọng trong việc thực
hiện mục tiêu đào tạo. Bài tập vừa là mục đích vừa là nội dung lại vừa là phương pháp
dạy học hiệu nghiệm. Bài tập cung cấp cho học sinh cả kiến thức, con đường dành lấy
kiến thức và cả niềm vui sướng của sự phát hiện - tìm ra đáp số - một trạng thái hưng
phấn - hứng thú nhận thức - một yếu tố tâm lý góp phần rất quan trọng trong việc nâng
cao tính hiệu quả của hoạt động thực tiễn của con người, điều này đặc biệt được chú ý

trong nhà trường của các nước phát triển. Vậy bài tập hoá học là gì?
Theo các nhà lý luận dạy học Nga, bài tập bao gồm cả câu hỏi và bài toán, mà trong khi
hoàn thành chúng, học sinh nắm được hay hoàn thiện một tri thức hoặc một kỹ năng nào
đó, bằng cách trả lời vấn đáp, trả lời viết hoặc có kèm theo thực nghiệm. Hiện nay ở nước
ta, thuật ngữ “bài tập” được dùng theo quan niệm này.
Tác dụng của bài tập hóa học:
- Bài tập hoá học là một trong những phương tiện hiệu nghiệm cơ bản nhất để dạy học
sinh vận dụng các kiến thức đã học vào thực tế cuộc sống, sản xuất và tập nghiên cứu
khoa học, biến những kiến thức đã thu được qua bài giảng thành kiến thức của chính
mình.
- Đào sâu, mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động, phong phú. Chỉ có vận dụng
kiến thức vào giải bài tập học sinh mới nắm vững kiến thức một cách sâu sắc.
- Là phương tiện để ôn tập, củng cố, hệ thống hoá kiến thức một cách tốt nhất.
- Rèn luyện kỹ năng hoá học cho học sinh như kỹ năng viết và cân bằng phương trình
hóa học, kỹ năng tính toán theo công thức và phương trình hoá học, kỹ năng thực hành
như cân, đo, đun nóng, nung sấy, lọc, nhận biết hoá chất...
- Phát triển năng lực nhận thức, rèn trí thông minh cho học sinh (học sinh cần phải hiểu
sâu mới hiểu được trọn vẹn). Một số bài tập có tình huống đặc biệt, ngoài cách giải thông
thường còn có cách giải độc đáo nếu học sinh có tầm nhìn sắc sảo. Thông thường nên yêu
cầu học sinh giải bằng nhiều cách, có thể tìm cách giải ngắn nhất, hay nhất - đó là cách
rèn luyện trí thông minh cho học sinh. Khi giải bài toán bằng nhiều cách dưới góc độ
khác nhau thì khả năng tư duy của học sinh tăng lên gấp nhiều lần so với một học sinh
giải nhiều bài toán bằng một cách và không phân tích đến nơi đến chốn.

7


- Bài tập hoá học còn được sử dụng như một phương tiện nghiên cứu tài liệu mới (hình
thành khái niệm, định luật) khi trang bị kiến thức mới, giúp học sinh tích cực, tự lực, lĩnh
hội kiến thức một cách sâu sắc và bền vững. Điều này thể hiện rõ khi học sinh làm bài tập

thực nghiệm định lượng.
- Bài tập hoá học phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh và hình thành phương pháp
học tập hợp lý.
- Bài tập hoá học còn là phương tiện để kiểm tra kiến thức, kỹ năng của học sinh một
cách chính xác.
- Bài tập hoá học có tác dụng giáo dục đạo đức, tác phong, rèn tính kiên nhẫn, trung thực,
chính xác khoa học và sáng tạo, phong cách làm việc khoa học (có tổ chức, kế hoạch...),
nâng cao hứng thú học tập bộ môn. Điều này thể hiện rõ khi giải bài tập thực nghiệm.
Tác dụng cụ thể của bài tập hóa học góp phần không nhỏ trong việc nâng cao chất lượng
và hiệu quả việc dạy học hóa học, và đặc biệt là phát triển năng lực nhận thức, rèn luyện
kỹ năng cho học sinh mà không có phương pháp dạy học nào sánh kịp.
Như vậy, trong quá trình giảng dạy thì việc lựa chọn, xây dựng các bài tập là việc
làm rất quan trọng và cần thiết đối với mỗi GV. Thông qua bài tập, GV sẽ đánh giá được
khả năng nhận thức, khả năng vận dụng kiến thức của HS. Bài tập là phương tiện cơ bản
nhất để dạy HS tập vận dụng kiến thức vào thực hành, thực tế sự vận dụng các kiến thức
thông qua các bài tập có rất nhiều hình thức phong phú. Chính nhờ việc giải các bài tập
mà kiến thức được củng cố, khắc sâu, chính xác hóa, mở rộng và nâng cao. Cho nên, bài
tập vừa là nội dung, vừa là phương pháp, vừa là phương tiện để dạy tốt và học tốt.

CHƯƠNG II : HỆ THỐNG BÀI TẬP LÝ THUYẾT VỀ NHÓM HALOGEN
II.1. ĐƠN CHẤT HALOGEN

8


II.1.1. CẤU TẠO, TÍNH CHẤT VẬT LÝ
1.

Trình bày đặc điểm cấu trúc nguyên tử của halogen (bán kính nguyên tử, cấu trúc

electron năng lượng ion hóa, ái lực electron). Từ đặc điểm đó hãy cho biết trong hai
khuynh hướng phản ứng (oxi hóa – khử) của các halogen thì khuynh hướng nào là chủ
yếu ?
Hướng dẫn:
Đặc điểm cấu trúc nguyên tử của halogen:
- Bán kính nguyên tử: nhỏ hơn so với các nguyên tố kim loại và phi kim khác cùng chu
kì. Từ Flo đến Iot, bán kính nguyên tử tăng
- Cấu trúc electron: Có 7 e lớp ngoài cùng, trạng thái cơ bản: ns2np5, có 1 e độc thân
⇅

⇅ ⇅ ↑

Trạng thái kích thích Clo, Br, I có 3, 5, 7 e độc thân
- Năng lượng Ion hóa: Năng lượng ion hóa thứ nhất của Flo rất cao17,418 eV
Từ Flo đến Iot, năng lượng ion hóa giảm nên khả năng nhường electron tăng, do đó đến
Iot có khả năng tạo ra ion I + (trong các hợp chất như ICl trong dung dịch H 2SO4 đặc hoặc
oleum, ICN, IClO4, ICH3COO) hoặc tạo cation 3+ trong IPO4, I(CH3COO)3
- Ái lực electron: lớn, giảm dần từ Flo đến Iot
→ Khuynh hướng oxi hóa là chủ yếu vì trong nguyên tử có một electron độc thân
(chưa ghép đôi) ở obitan np ở trạng thái cơ bản nên dễ dàng kết hợp thêm 1 electron.
2.

Dựa vào thuyết liên kết hóa trị hãy cho biết:
a) Các số oxi hóa của các halogen trong hợp chất.
b) Tại sao phân tử của các halogen đều cấu tạo từ hai nguyên tử?

Hướng dẫn:
a) Từ cấu hình electron các số oxi hóa của các halogen trong hợp chất (trừ Flo) là:
-1, +1, +3, +5, +7.
Giải thích: các mức +3, +5, +7 bằng sự kích thích electron chuyển từ obitan ns và np

sang nd tạo 3, 5, 7 e độc thân. Khi tạo liên kết với các nguyên tử có độ âm điện lớn hơn
các halogen đó có số oxi hóa dương.
b) Vì mỗi nguyên tử có 7 e lớp ngoài cùng, so khí hiếm thiếu 1 electron, trong đó chỉ có
một electron không ghép đôi ở obitan np → hai electron không ghép đôi ở hai nguyên tử
ghép lại với nhau tạo thành phân tử hai nguyên tử → mỗi nguyên tử đều đạt cấu hình bền
như khí hiếm gần nhất.
9


Tại sao Flo không thể xuất hiện mức oxi hóa dương trong các hợp chất hóa học?

3.

Tại sao với Clo, Brom, Iot thì mức oxi hóa chẵn không phải là mức đặc trưng?
Hướng dẫn: Trong nguyên tử của các Halogen có một electron không ghép đôi, nên trừ
Flo, chúng đều có khả năng tạo ra mức oxi hóa +1 khi chúng liên kết với một nguyên tố
khác có độ âm điện lớn hơn (ví dụ với Oxi)
Nguyên tử của Clo (hoặc Brom, Iot) còn có những obitan chưa được lấp đầy, do đó có
thể xảy ra các quá trình kích thích electron như sau:
s

p

d

s

p

d

s

p

d

s

p

d

Kết quả tạo ra 3, 5, 7 electron không ghép đôi ứng với các trạng thái hóa trị 3, 5, 7 của
halogen. Quá trình kích thích đó xảy ra dưới ảnh hưởng của những nguyên tử có độ điện
âm mạnh hơn.
Lớp ngoài cùng của nguyên tử Flo không có obitan d, muốn tạo ra trạng thái hóa trị lớn
hơn 1 ở Flo, phải kích thích electron từ obitan 2p sang lớp thứ 3, không có nguyên tố nào
có độ điện âm lớn hơn Flo để cung cấp năng lượng đủ thực hiện quá trình kích thích
trên, do đó với Flo không thể xuất hiện mức oxi hóa dương và chỉ có thể có hóa trị một.
Ngoài ra cũng cần chú ý rằng nếu trong nguyên tử, chẳng hạn có 5 electron không cặp
đôi tham gia hình thành 4 liên kết, trong nguyên tử còn lại một electron không cặp đôi,
điều đó gây ra khả năng phản ứng rất mạnh của phân tử được tạo ra, nên chúng là những
hợp chất kém bền. Chẳng hạn ClO2 là hợp chất có số lẻ electron.
O
Cl
O

Là hợp chất chưa bão hòa hóa trị, do đó có khuynh hướng kết hợp hoặc nhường một
electron:

10


ClO2 + e = ClO2-

ClO 2 - e = ClO2+

chủ yếu là khuynh hướng thứ nhất (Ái lực Electron của ClO 2 là 3,43 eV); ClO2 rất không
bền, dễ phân huỷ nổ, có tính oxi hóa mạnh.
4.

Năng lượng liên kết X-X (Kcal/mol) của các halogen có giá trị sau:

F2
Cl2
Br2
I2
(Kcal/mol)
38
9
46
35
Hãy giải thích Tại sao từ F 2 đến Cl2 năng lượng liên kết tăng, nhưng Cl 2 đến I2 năng
lượng liên kết giảm?
Hướng dẫn: Phương pháp Obitan phân tử đã mô tả cấu hình electron của các phân tử
halogen như sau:

(σ ) (σ ) (σ ) (π ) (π ) (π ) (π )
2

S

* 2

2

Z

S

2

2

y

x

* 2

* 2

x

y

Nghĩa là hai nguyên tử halogen liên kết với nhau bằng một liên kết σ (σ z). Ngoài liên kết
σ, trong phân tử Cl2, Br2, I2 còn có một phần liên kết π tạo ra bởi sự xen phủ của các
obitan d.

Trong phân tử Flo, liên kết chỉ được hình thành do một loạt các electron hóa trị, không có
khả năng hình thành liên kết π như trên vì không có các obitan d.
Liên kết π được hình thành đó là liên kết "cho nhận" tạo ra do cặp electron tự do của một
nguyên tử và obitan d còn bỏ trống của nguyên tử khác; có thể mô tả theo sơ đồ sau:
3s

3p

3d

3d

3p

3s

Sự hình thành các liên kết π đó đã làm cho phân tử các halogen bền rõ rệt. Flo không có
khả năng tạo ra liên kết π nên phân tử Flo có năng lượng liên kết bé hơn so với Clo. Từ
Clo đến Iot do bán kính nguyên tử tăng, độ dài liên kết tăng:
F2
DX –X (Ǻ)
1,42
nên năng lượng liên kết giảm.
5.

Cl2
2,00

Br2
2,29

I2
2,17

Phản ứng phân hủy phân hủy phân tử thành nguyên tử X 2 → 2X của các halogen ở

các nhiệt độ sau:
F2
Cl2
Br2
(oC) 450
800
600
Hãy giải thích sự thay đổi độ bền nhiệt của các phân tử halogen.

11

I2
400


Hướng dẫn: Trong phân tử hai nguyên tử của các halogen, độ bền nhiệt của phân tử liên
quan đến năng lượng liên kết X-X trong phân tử:
Xem cách giải thích ở bài 4.
6.

Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các halogen có các giá trị sau:

F2
Tnc( C):

-223
o
Ts( C):
-187
Nhận xét và giải thích?
o

Cl2
-101
-34,1

Br2
-7,2
38,2

I2
113,5
184,5

Hướng dẫn: Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các halogen tăng. Tính chất đó phụ
thuộc vào tương tác khuếch tán giữa các phân tử.
Ở trạng thái lỏng và rắn, các phân tử halogen tương tác với nhau bằng lực VanderWaals.
Vì phân tử các halogen không có cực nên tương tác đó phụ thuộc vào tương tác khuếch
tán, năng lượng tương tác này càng lớn khi độ phân cực của phân tử càng lớn.
Vì khả năng bị cực hóa của các phân tử phụ thuộc vào bán kính nguyên tử, nên từ F đến
I, bán kính nguyên tử tăng, độ phân cực tăng do đó tương tác khuếch tán tăng làm cho
nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các halogen tăng.
7.

a) Tại sao các halogen không tan trong nước nhưng tan trong benzen?

b) Tại sao Iot tan ít trong nước nhưng lại tan trong dung dịch kali iođua?
Hướng dẫn:
a) Các chất có xu hướng tan nhiều trong chất lỏng giống với chúng. Các halogen là
những chất không cực nên ít tan trong dung môi có cực (ví dụ: H 2O) và tan nhiều trong
dung môi không cực.
b) Trường hợp Iot tan nhiều trong dung dịch KI vì tạo ra Ion I3- theo phản ứng:
I2 + I- → I38.

Giải thích nguyên nhân hình thành các tinh thể hiđrat Cl 2.8H2O. hidrat đó có phải là

chất hóa học không?
Hướng dẫn: Các tinh thể hiđrat Cl2.8H2O là những hợp chất bao. Các hidrat đó được
hình thành ở nhiệt độ thấp và ở áp suất cao khi bão hòa khí clo. Trong tinh thể nước đá có
những khoảng trống được hình thành khi các phân tử nước liên kết với nhau bằng liên kết
Hidro, ở áp suất cao các nguyên tử khí đã thâm nhập vào các khoảng trống đó, các
nguyên tử khí tương tác với các phân tử nước nhờ có lực khuếch tán, lực này không đủ
để hình thành hợp chất phức (một loại hợp chất hóa học), do đó Cl 2.8H2O không phải là
loại hợp chất hóa học thực sự.
12


9.

hóa,
a)

Hãy so sánh các đại lượng: Ái lực electron, năng lượng liên kết, năng lượng hiđrat
thế
Tại

tiêu
sao

khả

chuẩn
năng

của

Clo

phản

ứng

và
của

Flo
Flo

từ
lại

đó

giải

lớn

hơn

thích:
Clo?

b) Tại sao trong dung dịch nước Flo có tính oxi hóa mạnh hơn Clo
Hướng dẫn: So sánh:
F2
Cl2
Năng lượng liên kết X2 (Kcal/mol)
37
59
Ái lực electron X + e → X (Kcal/nguyên tử g)
79
83
Năng lượng hiđrat hóa của X- (Kcal/mol)
121
90
0
Thế tiêu chuẩn E X2/2X (Von)
2.87
1,36
Ta thấy rằng năng lượng liên kết và ái lực electron của Flo bé hơn Clo; năng lượng hidrat
lớn và thế tiêu chuẩn của Flo lớn hơn Clo.
a) Mặc dù có ái lực electron thấp hơn (có tính oxi hóa kém hơn) nhưng năng lượng liên
kết trong phâ tử Flo thấp hơn do đó khả năng phản ứng của Flo cao hơn Clo.
b) Quá trình chuyển X2 → 2X- ở trong dung dịch phụ thuộc vào các yếu tố sau:
- Năng lượng phân li phân tử thành nguyên tử(năng lượng liên kết).

- Ái lực electron để biến nguyên tử thành X-.
- Năng lượng hiđrat hóa của anion X-.
Với Flo, mặc dù năng lượng phân li phân tử thành nguyên tử và ái lực electron bé hơn
Clo, nhưng năng lượng hiđrat hóa của Ion F - lại lớn hơn nhiều so với ion Cl- , do đó trong
dung dịch nước, Flo có tính oxi hóa mạnh hơn Clo.
10.

Lấy ví dụ để chứng minh rằng theo chiều tăng số thứ tự nguyên tử của các halogen

thì tính dương điện lại tăng?
Hướng dẫn: Từ Flo đến Iot, năng lượng ion hóa giảm nên khả năng nhường electron
tăng. Không tồn tại ion Flo dương. Các halogen còn lại có số oxi hóa dương. Iot có khả
năng tạo ra ion I+ (trong các hợp chất như ICl trong dung dịch H 2SO4 đặc hoặc oleum,
ICN, IClO4, ICH3COO) hoặc tạo cation 3+ trong IPO4, I(CH3COO)3

II.1.2. TÍNH CHẤT HÓA HỌC
11.

Bằng phản ứng với hidro hãy chứng minh rằng tính oxi hóa của các halogen giảm

dần từ Flo đến Iot.
Hướng dẫn: Dựa vào điều kiện phản ứng và nhiệt tạo thành của phản ứng khi cho H 2
phản ứng với halogen để chứng minh.
13


∆Η = -288,6 KJ/mol

F2 + H2 → 2HF

Nổ mạnh ngay ở nhiệt độ rất thấp -2520C và trong bóng tối
Cl2 + H2 → 2HCl

∆Η = -92,3 KJ/mol

Nổ khi chiếu sáng hoặc đun nóng

Br2 + H2 → 2HBr

∆Η = -35,98 KJ/mol

Nhiệt độ cao, không nổ

I2 + H2O ⇌ 2HI

∆Η = 25,9 KJ/mol

12.

Nhiệt độ cao hơn, 2 chiều, không nổ

a) Trình bày các phản ứng khi cho các halogen tác dụng với nước.

b) Flo có khả năng oxi hóa nước giải phóng oxi hóa , các halogen khác có tính chất này
không? Giải thích.
Hướng dẫn: a) Các halogen tác dụng với H2O theo các phương trình phản ứng sau:
2F2 + 2H2O → 4HF + O2
Cl2 + H2O ⇌ HCl + HClO

K= 4,2.104

Br2 + H2O ⇌ HBr + HBrO

K= 7,2.10-4

I2 + H2O ⇌ HI + HIO

K= 2,1.10 -13

Khả năng phản ứng từ Flo đến Iot giảm.
b) So sánh thế oxi hóa-khử chuẩn để xác định:
O2 + 4H+ (10-7 ion-g/l) + 4e = 2H2O

E0=+0,81V

F2 + 2e →2F-

E0= +2,86 V

Cl2 + 2e → 2Cl-

E0= +1,36V

Br2 + 2e → 2Br-

E0= +1,07V

I2 + 2e → 2I-

E0= +0,53V

Chẳng hạn với trường hợp Flo:
∆ E0=2,06V

2F2 + 2H2O → 4HF + O2
Như vậy Flo đã phản ứng mạnh với nước.

Với Clo và Brom thực tế đòi hỏi năng lượng hoạt hóa cao; với Iot không có khả năng đó.
13.

số

a) Tại sao khi cho các halogen tác dụng với kim loại lại tạo ra những hợp chất ứng với
oxi

hóa

tối

đa

của

các

kim

loại

đó?

Lấy

ví

dụ

để

minh

họa.

b) Tại sao Flo là chất oxi hóa mạnh nhưng Cu, Fe, Ni, Mg không bị Flo ăn mòn?
Hướng dẫn:
a) Với các kim loại có nhiều mức oxi hóa thì các hợp chất ứng với mức oxi hóa thấp
đều có tính khử, trong khi đó các halogen lại là chất oxi hóa mạnh.

14


b) Khi chất rắn tương tác với chất khí, khả năng phản ứng phụ thuộc vào cấu trúc của
chất rắn được tạo ra. Sản phẩm do phản ứng của Flo với các kim loại trên tạo ra bám
chắc vào bề mặt chất rắn tương tác thì nó sẽ ngăn cản phản ứng tiếp diễn.
14.

Tìm dẫn chứng để chứng minh rằng theo chiều tăng số thứ tự nguyên tử trong nhóm

halogen thì tính khử tăng.
Hướng dẫn: Flo không thể hiện tính khử

Cl2 + F2 → 2ClF
5Cl2 + Br2 + 6H2O → 2HBrO3 + 10HCl
Iot khử được Clo và Brom phản ứng tương tự
15.

Viết phương trình phản ứng khi cho dung dịch nước Clo tác dụng với dung dịch

NaOH, dung dịch KI, dung dịch Natri Thiosunfat.
Hướng dẫn:
Clo tác dụng với KI tạo ra I 2 cho dung dịch màu nâu, sau đó Clo dư tác dụng với I 2
tạo ra IO3- làm cho dung dịch mất màu.
Cl2 + 2KI → I2 + 2KCl
5Cl2 + I2 + 6H2O → 2HIO3 + 10HCl
Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O
4Cl2 bão hòa + Na2S2O3 + 5H2O → Na2SO4 + H2SO4 + 8 HCl (Tương tự với Brom)
16.

a) Cho các Halogen Cl2 , Br2 , I2 tác dụng với nước, với dung dịch KOH có những

phương

trình

phản

ứng

nào

xảy

ra.

b)Khi cho Cl2 tác dụng với dung dịch KOH loãng sau đó đun nóng dung dịch từ từ lên
7000C người ta thu được chất gì? Viết các phương trình phản ứng.
Hướng dẫn
a) Các Halogen tác dụng với H2O (xem bài 12). Khi cho các Halogen tác dụng với
dung dịch kiềm, phản ứng tạo ra Hipohalogenit (XO -), nhưng trong môi trường kiềm các
Hipohalogenit bị phân hủy theo phản ứng:
3XO- ⇌ 2X- + XO3(X = Cl, Br, I). Sự phân hủy đó phụ thuộc vào bản chất của các Halogen và nhiệt độ.
ClO-: phân hủy chậm ở nhiệt độ thường, nhanh khi đun nóng.
BrO-: phân hủy chậm ở nhiệt độ thấp, nhanh ở nhiệt độ thường.
IO-: phân hủy ở tất cả các nhiệt độ.

15


Như vậy quá trình phân hủy đó tăng khi nhiệt độ tăng; từ Clo đến Iot quá trình phân hủy
tăng. Do đó, khi cho các Halogen tác dụng với dung dịch kiềm, phản ứng xảy ra theo các
phương trình:
Cl2 + 2KOH
3Cl2 + 6KOH
3Br2 + 6KOH

t0 thường KCl
700C
0

+ KClO + H2O

5KCl + KClO3 + 3H2O

t thường

5KBr + KBrO 3 + 3H2O

3I2 + 6KOH → 5KI +KIO3 + 3H2O
b) Khi cho Cl2 tác dụng với dung dịch KOH loãng ở nhiệt độ thường tạo ra KClO,
khi đun nóng lên 70oC, KClO phân hủy thành KClO3 và KCl, đến 1000C còn hỗn hợp
muối rắn gồm KClO3 và KCl, đến 4000C KClO3 phân hủy tạo ra KClO4 và KCl, khi đun
nóng cao hơn nữa KClO4 phân hủy thành KCl và O2.
17.

Dung dịch A gồm hai muối: Na2SO3 và Na2S2O3. Lấy V ml dung dịch A trộn với

lượng dư khí Cl2 rồi cho sản phẩm thu được tác dụng với BaCl 2 dư thì thu được kết tủa.
Lấy V ml dung dịch trên nhỏ vài giọt hồ tinh bột rồi đem chuẩn độ bằng iot thì đến khi
dung dịch bắt đầu xuất hiện màu xanh chàm. Cho V ml dung dịch A tác dụng với dung
dịch HCl dư thu được kết tủa. Viết phương trình phản ứng xảy ra.
Hướng dẫn:
Phản ứng: Na2S2O3 + 4Cl2 + 5H2O → 2NaHSO4 + 8HCl
Na2SO3 + Cl2 + H2O → Na2SO4 + 2HCl
NaHSO4 + BaCl2 → NaCl + HCl + BaSO4.
Na2SO4 + BaCl2 → NaCl + BaSO4.
I2 + 2Na2S2O3 → Na2S2O6 + 2NaI
Na2S2O3 + 2HCl → 2NaCl + SO2 + S + H2O

II.1.3. ĐIỀU CHẾ
18.

Khi thực hành, một học sinh lắp dụng cụ điều chế khí Cl2 như hình vẽ sau:

16


a) Hãy viết phương trình phản ứng điều chế khí Cl2 từ MnO2 và HCl?
b) Phân tích những chỗ sai khi lắp bộ dụng cụ thí nghiệm như hình vẽ?
Hướng dẫn:
Phân tích:

Để giải được bài tập này học sinh cần phải:

- Nhìn lôgic nội dung của bài, tìm hiểu từ ngữ, hiểu sơ bộ ý đồ cả tác giả.
- Tìm hiểu giả thiết và yêu cầu của đề bài.
- Hình dung tiến trình luận giải và biết phải bắt đầu từ đâu ?
- Đâu là chỗ có vấn đề của bài.
a) Phương trình phản ứng điều chế:
0

t
MnO2 + 4HCl →
MnCl2 + Cl2 + 2H2O

b) Một số chỗ sai khi lắp dụng cụ điều chế khí clo:
- Vì phản ứng chỉ xảy ra đối với axit đặc nên không thể dùng được dung dịch axit HCl
10% mà phải thay bằng axit HCl có nồng độ lớn hơn 30%.
- Bình thu khí clo không được dùng nút cao su mà có thể thay bằng nút bông tẩm dung
dịch NaOH để không khí dễ bị đẩy ra và NaOH dùng để xử lí Cl 2 dư.
- Để thu được khí Cl2 tinh khiết, cần lắp thêm các bình rửa khí (loại khí HCl) và làm khô
khí (loại hơi nước).

19.

Khi điều chế clo trong phòng thí nghiệm bằng phản ứng giữa dung dịch HCl đặc và

MnO2 đun nóng. Khí clo thoát ra thường lẫn hơi nước và HCl. Đề xuất phương pháp làm
tinh khiết Cl2 và giải thích cách làm đó.
Dẫn khí Cl2 lẫn hơi H2O và HCl qua dung dịch NaCl bão hòa rồi dẫn qua dung dịch
H2SO4 đặc.

17


Dung dịch NaCl bão hòa để hấp thụ HCl do HCl tan tốt trong nước, hòa tan NaCl vào để
giảm độ tan của Cl2 trong nước do có cân bằng:
Cl2 + H2O

H+ + Cl- + HClO

NaCl → Na+ + Cl-.
Thêm Cl- cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch để giảm độ tan của Cl2.
20.

a) Bằng cách nào có thể thu được Flo từ HF?
b) Tại sao không thể điều chế Flo bằng phương pháp điện phân dung dịch nước có

chứa ion Florua?
c) Flo là chất oxi hóa mạnh nhưng tại sao khi điều chế Flo bằng phương pháp điện
phân thì thùng điện phân và cực âm lại làm bằng đồng hoặc bằng thép?
Hướng dẫn:
a) Điện phân hỗn hợp lỏng gồm KF và HF thu được H2, F2

b) Vì rằng thế điện cực của Flo rất lớn, Flo tác dụng với nước rất mạnh nên không thể
điều chế Flo bằng phương pháp điện phân dung dịch nước có chứa Ion Florua, mà phải
điện phân một hỗn hợp nóng chảy gồm KF và HF.
c) Khi chất rắn tương tác với chất khí, khả năng phản ứng phụ thuộc vào cấu trúc của
chất rắn được tạo ra. Sản phẩm do phản ứng của Flo với đồng hoặc thép tạo ra bám chắc
vào bề mặt chất rắn nên nó sẽ ngăn cản phản ứng tiếp diễn.
21.

Trong phòng thí nghiệm người ta điều chế Clo bằng phương pháp cho KMnO 4 tác

dụng với HCl .
a) Tại sao không thể dùng phương pháp đó để điều chế Flo ?
b) Có thể điều chế Brom và Iot bằng phương pháp đó được không?
c) Có thể thay KMnO4 bằng MnO2 Hoặc K2Cr2O7 được không?
Hướng dẫn: So sánh thế điện cực chuẩn:
a) Flo có tính oxi hóa mạnh hơn KMnO4.
b) KMnO4 có tính oxi hóa mạnh hơn Br2 và I2 nên có thể oxi hóa Br2 và I2 tạo ra BrO3và IO3-.
c) Có thể thay KMnO4 bằng MnO2 hoặc K2Cr2O7 nhưng phải dùng HCl đặc và phải
đun nóng dùng thế điện cực tương đương nhau. (E 0Cl2/2Cl-=1,36V; E0Cr2O72-/Cr3+ trong
môi trường axit là 1,36V).
II.2. HỢP CHẤT HALOGEN
II.2.1- HỢP CHẤT VỚI HIDRO, HALOGENUA

18


22.

Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các hidro halogenua thay đổi như thế nào?

Giải thích nguyên nhân.
Hướng dẫn: Từ HF đến HCl: Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi giảm. Từ HCl đến HI
nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi tăng.
Các hidro halogenua tương tác với nhau bằng lực tương tác giữa các phân tử gồm lực
định hướng, lực khuếch tán và lực cảm ứng. Nhưng năng lượng tương tác cảm ứng
thường rất bé so với năng lượng tương tác định hướng và tương tác khuếch tán, do đó ảnh
hưởng của tương tác cảm ứng đến nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi có thể bỏ qua.
Năng lượng tương tác định hướng giảm từ HF đến HI do độ phân cực của phân tử giảm.
Năng lượng tương tác khuếch tán tăng lên trong dãy do sự tăng bán kính nguyên tử của
các halogen và sự giảm độ phân cực của liên kết trong phân tử.
Từ HF đến HCl, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi giảm do giữa các phân tử HF phát
sinh được liên kết Hidro, đồng thời năng lượng tổng quát của tương tác giữa các phân tử
giảm do tương tác định hướng giảm.
Từ HCl đến HI năng lượng tương tác khuếch tán chiếm ưu thế so với tương tác định
hướng vì vậy nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi tăng.
GV có thể cho số liệu hoặc cho HS tra bảng số liệu về nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng
chảy cho HS nhận xét quy luật biến đổi và yêu cầu giải thích:
HF
HCl
HBr
HI
t nóng chảy ( C)
-83
-114,2
-88
-50,8
t0 sôi (0C)
19,5
-84,9
-66,7

-35,8
Độ bền đối với nhiệt từ HF đến HI thay đổi như thế nào? Có phù hợp với sự thay đổi
23.
0

0

nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi không?
Hướng dẫn: Độ dài liên kết HX, năng lượng liên kết và độ bền đối với nhiệt trong dãy từ
HF đến HI có các giá trị sau:
HF
HCl
HBr
Độ dài liên kết HX (Ǻ)
1,02
1,28
1,41
Năng lượng liên kết HX (Kcal/mol)
135
103
87
0
Phân hủy ở 1000 C (%)
Không 0,014 0,5
Trong dãy đó, độ bền đối với nhiệt giảm do độ dài liên kết tăng và năng lượng

HI
1,60
71
33

liên kết

giảm. Độ bền đối với nhiệt chỉ phụ thuộc vào năng lượng liên kết của phân tử, còn nhiệt
độ nóng chảy và nhiệt độ sôi lại phụ thuộc vào năng lượng tương tác giữa các phân tử.

19


24.

a)

Hỗn

hợp

đẳng

phí

(hay

hỗn

hợp

đồng

sôi)

là

gì?

b) Tại sao dung dịch HCl nồng độ lớn hơn 20% lại có hiện tượng bốc khói trong
không khí, nhưng dung dịch có nồng độ bé hơn 20% lại không có hiện tượng đó?
Hướng dẫn:
a) Hỗn hợp đẳng phí hay hỗn hợp đồng sôi là những hỗn hợp sôi ở nhiệt độ không đổi
và không thay đổi thành phần của hỗn hợp ở áp suất không đổi. Chất nguyên chất cũng
có đặc tính như thế, nhưng với hỗn hợp đồng sôi thì khi áp suất thay đổi không những
nhiệt độ sôi mà cả thành phần của hỗn hợp cũng thay đổi theo. Ví dụ Hidro Clorua tạo
thành với nước một hỗn hợp đồng sôi ở 110 0C dưới áp suất thường và chứa 20,2% HCl.
Khi thay đổi áp suất, thành phần của HCl trong hỗn hợp cũng thay đổi:
Áp suất (mmHg)
150
500
760
1000
2500
Thành phần HCl (%)
22,5
20,9
20,2
19,7
18,0
Các hidro halogenua khác cũng tạo nên các hỗn hợp đồng sôi có thành phần và nhiệt độ
sôi xác định. Với HF sôi ở 120 0C thành phần HF 35,4%; với HBr hỗn hợp sôi ở 126 0C,
thành phần HBr 47%;với HI hỗn hợp sôi ở 1270C, thành phần HI 57%
b) Vì có độ tan lớn trong nước nên các hidro clorua bốc khói trong không khí. Khi
đun nóng dung dịch HCl đặc lớn hơn 20% thì đầu tiên khí Hidro Clorua bốc ra, còn nếu

dung dịch dưới 20% thì trước hết hơi nước thoát ra và nồng độ axit tăng. Trong cả hai
trường hợp đó, khi hàm lượng của HCl trong axit đạt đến 20,2% (ở 760 mmHg) thì thu
được hỗn hợp đồng sôi điều đó giải thích hiện tượng bốc khói của dung dịch HCl đặc.
25.

khi

Bằng cách nào có thể xác định nhanh hàm lượng phần trăm của HCl trong dung dịch
đã

biết

khối

lượng

riêng

của

dung

dịch

?

a) Hãy tính hàm lượng % của HCl trong các dung dịch có khối lượng riêng
(g/cm3):1,025;

1,050;

1,08;

1,135;

1,195.

b) Hãy tính gần đúng khối lượng riêng (g/cm 3) của các dung dịch HCl khi hàm lượng
HCl là: 12%, 20%, 30%, 32,5%.
Hướng dẫn:
Có thể xác định nhanh hàm lượng % của HCl trong dung dịch bằng cách nhân hai con
số sau dấu phẩy (của khối lượng riêng của dung dịch) với 2.
Ngược lại nếu biết thành phần % của HCl trong dung dịch có thể tính gần đúng khối
lượng riêng của dung dịch đó.
a) Ví dụ: Dung dịch có khối lượng riêng là 1,025 g/cm 3, hàm lượng HCl là: 2,5.2=
5%, dung dịch có khối lượng riêng là 1,195 g/cm3, hàm lượng HCl là 19,5.2 = 39 %.
20


b) Dung dịch 32,5 % thì khối lượng riêng là: 32,5:2= 16,25 suy ra d= 1,162 g/cm 3.
26.

a) Tại sao axit HF lại là axit yếu trong đó các axit HX của các halogen còn lại là axit

mạnh?
b) Tại sao axit HF lại tạo ra muối axit còn các axit HX khác không có khả năng đó?
Hướng dẫn:
a) Một phần vì năng lượng liên kết HF rất lớn, một phần khác vì khi hòa tan trong
nước xảy ra quá trình Ion hóa tạo ra H 3O+ và F-, sau đó Ion F- lại tương tác với phân tử
HF tạo ra ion phức HF2-:

HF + H2O ⇌ H3O+ + FHF + F- ⇌ HF2Hoặc ở dạng tổng quát:
2HF + H2O ⇌ H3O+ + HF2Do một phần phân tử HF liên kết tạo ra HF 2- nên hàm lượng tương đối của Ion H 3O+
không lớn, vì vậy dung dịch axit Flohidric có tính axit yếu (K= 7.10 -4).
Các axit HX khác không có khả năng đó vì không có quá trình trên, năng lượng liên kết
nhỏ hơn, bán kính của X lớn hơn. Chúng là các axit mạnh.
b) Vì nguyên nhân trên nên trong dung dịch axit Flohidric có các Ion dạng H 2F3-,
H3F4-, H4F5-…. Khi trung hòa tạo ra các muối axit như K[HF 2] (Tnc= 2390C); K[H2F3]
(Tnc= 620C); K[H3F4] (Tnc=600C); K[H4F5] (Tnc= 730C).
27.

a) Tính axit trong dãy từ HF đến HI thay đổi như thế nào? Giải thích nguyên nhân?
b) Vai trò của HI trong các phản ứng sau đây có giống nhau không?
2FeCl 3 +2HI

→

2FeCl2 + I2 +2HCl

(1)

Zn+2HI → ZnI2 + H2  (2)
Hướng dẫn:
a) Độ điện li α của các dung dịch axit halogen hiđric HX 0,1N.
(%)

HF

HCl

HBr

HI

9

92,6

93,5

95

độ mạnh của axit tăng từ HF đến HI do độ dài liên kết tăng (xem bài số 23).
Axit Flohidric là một axit yếu (xem bài 26)
b) Vai trò của HI trong hai phản ứng đó khác nhau: Ở (1) Khử, ở (2) oxi hóa

21


28.

a) Tại sao khi cho HCl tác dụng với Sắt hoặc Crom lại tạo ra FeCl 2, CrCl2 mà không

phải

là

FeCl3,

CrCl3?

b) Với axit HBr, HI phản ứng có tương tự như thế không?
Hướng dẫn: Dựa vào thế điện cực để giải thích. HBr, HI tương tự
2H+/H2
Thế điện cực chuẩn(V)
29.

Fe2+/Fe

0 -0,44

Fe3+/Fe

-0,03667

Cr2+/Cr

-0,9

Cr3+/Cr

-0,74

a) Trong các muối Kali halogenua muối nào có thể phản ứng được với FeCl 3 để tạo

nên

FeCl2?

b) Cho kết luận về tính khử của các halogenhidric?
Hướng dẫn:

a) Chỉ có KI là có thể phản ứng được với FeCl3 (dựa vào thế điện cực để giải thích).
Thế điện cực của các cặp X2/ X

–

(X: Cl, Br, I) lần lượt là 1,36V; 1,07V; 0,54V

E0(Fe3+/Fe2+) = 0,77V > 0,54V → Tính ∆ E0 phản ứng>0…
b) Tính khử của các halogenhidric tăng dần từ HF đến HI
30.

a) Viết các phương trình phản ứng khi cho H 2SO4 đặc tác dụng với hỗn hợp CaF2,

SiO2.

Ứng

dụng

của

phản

ứng?

b) Nếu thay CaF2 bằng CaCl2 phản ứng có xảy ra như thế không ?
Hướng dẫn:
a) Axit Sunfuric tác dụng với Canxi Florua tạo ra axit Flohidric, là axit duy nhất tác
dụng được với Silic đioxit.
SiO2 + 4HF = 2H2O+ SiF4

Sau đó silic tetraflorua tác dụng với HF dư tạo ra axit Hecxa flosilixic H 2SiF3 tan trong
nước:
SiF4 + 2HF = H2SiF3
Axit Clohidric không có khả năng ăn mòn được thủy tinh.
b) Không
31.

a) Hãy giải thích tại sao HF chỉ được phép đựng trong các bình bằng nhựa.

b) Phản ứng xảy ra có khác nhau không khi cho thủy tinh tác dụng với HF và với HCl?
Hướng dẫn:
a) Vì có phản ứng như bài 30
b) Trong cả hai trường hợp sản phẩm tạo ra đều như nhau:
Na2O.CaO.6SiO2 + 14H2F2 → Na2SiF6 + CaSiF6 + 4SiF4 + 14 H2O.

22


Tuy nhiên khi thủy tinh bị dung dịch axit Flohiđric ăn mòn thì sản phẩm phản ứng sẽ
chuyển vào dung dịch và bề mặt bị ăn mòn sẽ trở nên trong suốt.
32.

a) Tại sao tính khử của các

hidro halogenua tăng lên từ HF đến HI?

b) Tại sao các dung dịch axit Bromhiđric và axit Iothiđric không thể để trong không
khí? Hãy viết các phương trình phản ứng khi cho Oxi tác dụng với dung dịch axit
halogenhiđric.
Hướng dẫn:

a) Vì độ bền đối với nhiệt giảm, năng lượng liên kết giảm nên tính khử của các hidro
halogenua tăng (ở trạng thái khí cũng như ở trạng thái tan trong dung dịch)
(xem bài tập 20).
b) Khi tác dụng với Oxi:
HF + O2: không có phản ứng; HF hoàn toàn không thể hiện tính khử.
HCl + O2 : trong dung dịch không xảy ra phản ứng, nhưng ở trạng thái khí thì xảy ra phản
ứng thuận nghịch:
t < 6000C

4HCl (khí) + O2

t > 6000C

2H2O + 2Cl2

HCl chỉ thể hiện tính khử khi tác dụng với chất oxi hóa mạnh.
HBr và HI đều là những chất khử mạnh, dung dịch của chúng vốn là trong suốt và không
màu, nhưng để lâu trong không khí dung dịch sẽ vàng dần do tạo ra các halogen tự do:
4HBr + O2 (KK) → 2H2O + 2Br2
4HI + O2 (KK) → 2H2O + 2I2
Trường hợp HI dung dịch nhuốm màu vàng nhanh hơn so với dung dịch HBr.
33.

a)

Tại

sao

hidrohalogenua

lại

tan

rất

mạnh

trong

nước?

b) Khi cho hidro clorua tan trong nước có hiện tượng gì? Tại sao dung dịch lại có tính
axit? Hidro clorua lỏng có phải là axit không?
Hướng dẫn:
a) Vì các hidro halogenua đều là những hợp chất có cực nên tan rất mạnh trong dung môi
có cực.
b) Khi tan trong nước, dung dịch có tính axit vì tạo ra với nước ion hidroxoni H 3O+.
Ở trạng thái lỏng chúng không phải là axit.

23


34.

a) Trong phòng thí nghiệm, hidro clorua được điều chế bằng cách nào?

b) Nếu dùng dung dịch H2SO4 loãng và NaCl loãng có tạo ra HCl ?
c) Phương pháp trên có thể dùng để điều chế HBr và HI được không?

Hướng dẫn:
a) Điều chế hidro clorua bằng cách cho NaCl tác dụng với H2SO4 đặc, đun nóng:
NaCl + H2SO4 → NaHSO4 + HCl↑
NaCl + NaHSO4 → Na2SO4 + HCl↑
Phản ứng thứ nhất xảy ra ở mức độ đáng kể ngay ở nhiệt độ thường và khi đun nóng đến
2500C thì thực tế xảy ra hoàn toàn. Phản ứng thứ hai xảy ra ở nhiệt độ cao hơn khoảng
400-5000C.
b) HF, HCl là những khí dễ tan trong nước do đó phải dùng muối khan và axit H2SO4
đặc để tránh sự hòa tan của các khí.
Khi dùng H2SO4 loãng và NaCl loãng phản ứng sẽ không tạo ra hidroclorua vì phần lớn
cân bằng sẽ chuyển dịch về phía tạo ra H 2SO4 ít phân li hơn HCl. Nhưng nếu dùng dung
dịch NaCl đậm đặc và H 2SO4đặc thì khi đun nóng, cân bằng có thể chuyển dịch sang phải
vì HCl dễ bay hơi hơn.
c) Phương pháp trên có thể dùng để điều chế HF nhưng không thể vận dụng cho HBr và
HI vì chúng đều là chất khử mạnh.
2HBr + H2SO4 → Br2 + SO2 + 2H2O
35.

b)

8HI + H2SO4 → 4I2 + H2S + 4H2O

a) Trong công nghiệp, axit HCl
Phương

pháp

đó

dựa

được điều chế bằng phương pháp nào?
trên

những

nguyên

tắc

nào?

c) Có thể vận dụng phương pháp đó cho các axit halogen hiđric khác được không? Lí do?
Hướng dẫn:
a) Ngoài phương pháp trên (bài tập 34) hiện nay trong công nghiệp chủ yếu dùng
phương pháp tổng hợp để điều chế hidro clorua, sau đó cho hấp thụ nước tạo ra axit
Clohidric:
H2 +Cl2 → 2HCl

∆H= - 44 Kcal/mol

b) Phương pháp đó dựa trên cơ sở phản ứng dây chuyền. Phản ứng trên xảy ra rất
chậm ở nhiệt độ thường, nhưng khi đun nóng mạnh hoặc có tia lửa điện, hoặc chiếu băng
tia tử ngoại thì phản ứng xảy ra mãnh liệt. Trước hết nhờ năng lượng hớ của tia tử ngoại
(hoặc đốt nóng), phân tử Clo phân li thành nguyên tử sau đó các nguyên tử này tác dụng

24


với phân tử Hidro tạo thành HCl và nguyên tử Hidro. Nguyên tử Hidro này lại tác dụng

với phân tử Cl2 tạo thành HCl và nguyên tử Clo…
Cl2 + hγ → Cl + Cl (kích thích ban đầu)
Cl + H2 → HCl + H
H + Cl2 → HCl + Cl
Cl + H2 → HCl + H …
Do đó tạo ra một dãy phản ứng kế tiếp nhau và cứ một phân tử kích thích ban đầu có thể
tạo ra hàng trăm ngàn phân tử HCl khác.
c) Phương pháp đó không thể vận dụng để điều chế các axit halogen hidric khác
được; với HF phản ứng xảy ra quá mãnh liệt; với HBr và HI cho hiệu suất thấp. Điều đó
có thể thấy rõ khi so sánh nhiệt hình thành ∆H của các hidro halogenua:
∆H(Kcal/mol)
36.

HF

HCl

HBr

HI

-128

-44

-24

+12.

Trong các hình vẽ sau, xác định hình vẽ đúng nhất mô tả cách thu khí hidro clorua

trong phòng thí nghiệm.

Phân tích
Bài này giúp HS nhớ lại kĩ năng thực hành điều chế khí HCl trong phòng thí
nghiệm. Để thu được khí HCl thì ta làm như thế nào? HS quan sát 4 hình vẽ, sau đó
phân tích rằng khí HCl là một chất khí nặng hơn không khí, dễ tan trong nước. Do
đó hình vẽ số 2, 3, 4 là không thể được. Vậy kết quả là hình 1.

25