Lý thuyết Clo (Có bài tập áp dụng)

CLO

A. LÝ THUYẾT CẦN NHỚ

I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

- Clo là chất khí, màu vàng lục, mùi hắc.

- Clo nặng gấp 2,5 lần không khí và tan được trong nước.

- Ở 20^oC, một thể tích nước hòa tan 2,5 thể tích khí clo.

- Clo là khí độc.

II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

1. Clo có những tính chất hóa học của phi kim không?

a) Tác dụng với kim loại

- Các halogen hoạt động hoá học mạnh do phân tử của chúng phân li tương đối dễ dàng thành nguyên tử, nguyên tử có tính chất hoá học rất mạnh.

- Phản ứng kết hợp halogen với kim loại xảy ra đặc biệt nhanh và thoát ra nhiệt lượng lớn.

Na + Cl₂ → NaCl

- Khi kết hợp với kim loại, các halogen oxi hoá các kim loại đến hoá trị cực đại của kim loại.

Cl₂(k) + Fe(r) → FeCl₃(r)

(Nếu Fe dư: Fe dư +  2FeCl₃ → 3FeCl₂)

Cl₂(k) + Cu(r) →CuCl₂(r)

Kết luận: Clo tác dụng với hầu hết các kim loại tạo thành muối clorua.

b) Tác dụng với hiđro

Cl₂(k) + H₂(k) →→ 2HCl(k)

- Khí HCl tan nhiều trong nước tạo thành dung dịch axit hiđrocloric.

Kết luận: Clo có những tính chất hóa học của phi kim. Clo là một phi kim hoạt động hóa học mạnh, clo không trực tiếp phản ứng với oxi.

2. Clo còn có những tính chất hóa học nào khác?

a) Tác dụng với nước

Cl₂(k) + H₂O(l) ⇌ HCl(dd) + HClO(dd) (phản ứng xảy ra theo 2 chiều ngược nhau).

Chú ý: Nước clo là dung dịch hỗn hợp các chất HCl, HClO và Cl₂ nên có màu vàng lục, mùi hắc của khí clo. Nếu cho quì tím vào dd đó, lúc đầu quì tím hóa đỏ, sau đó nhanh chóng bị mất màu là do tác dụng oxi hóa mạnh của axit hipoclorơ HClO.

b) Tác dụng với dung dịch NaOH

Cl₂(k) + 2NaOH(dd) → NaCl(dd) + NaClO(dd) + H₂O(l)

Chú ý: Dung dịch hỗn hợp gồm NaCl (natri clorua) và NaClO (natri hipoclorit) được gọi là nước Gia-ven. Dung dịch này có tính tẩy màu vì tương tự như HClO, NaClO có tính oxi hóa mạnh.

III. ỨNG DỤNG CỦA CLO

- Khử trùng nước sinh hoạt;

- Tẩy trắng vải, sợi, bột giấy;

- Điều chế nước Gia-ven, clorua vôi, ...

- Điều chế nhựa PVC, chất dẻo, chất màu, caosu, ...

IV. ĐIỀU CHẾ KHÍ CLO

1. Điều chế trong phòng thí nghiệm

4HCl(dd đặc) + MnO₂(r) → MnCl₂(dd) + Cl₂(k) + 2H₂O(l)

2. Điều chế trong công nghiệp

Điện phân dung dịch bão hòa NaCl, có màng ngăn xốp:

2NaCl(dd) + 2H₂O(l) → 2NaOH(dd) + Cl₂(k) + H₂(k)

B. BÀI TẬP CỦNG CỐ

Bài 1. Nguyên liệu được dùng để điều chế khí clo trong phòng thí nghiệm là:

A. H₂SO₄

B. HCl đặc

C. HNO₃

D. H₂SO₃

Bài 2. Dung dịch hỗn hợp hai muối Natri clorua và Natrihipoclorit được gọi là gì?

A. Nước gia ven

B. Nước muối

C. Nước axeton

Bài 3. Dung dịch nước clo có màu gì?

A. Xanh lục

B. Hồng

C. Tím

D. Vàng lục

Bài 4. Ở Việt Nam nhà máy giấy nào sản xuất Clo?

A. Thái Nguyên

B. Lào Cai

C. Bãi Bằng

D. Quảng Ninh

Bài 5.  Clo tác dụng với hiđro tạo thành sản phẩm gì?

A. Hiđro clorua

B. Hiđro florua

C. Hiđro bromua

D. Hiđro iotua

Bài 6. Trong công nghiệp, clo được điều chế bằng phương pháp gì?

A. Điện phân dung dịch

B. Thủy phân

C. Nhiệt phân

D. Điện phân nóng chảy

Bài 7. Clo tác dụng với sắt dư, sản phẩm thu được là:

A. FeCl₃

B. FeCl₂

C. Fe

D. Đáp án khác

Bài 8. Tính thể tích dung dịch NaOH 1M để tác dụng hoàn toàn với 1,12 lít khí clo (đktc). Nồng độ mol của các chất sau phản ứng là bao nhiêu? Giả thiết thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể?

Bài 9. Cho 10,8 gam kim loại M hóa trị III tác dụng với khí clo dư thì thu được 53,4 gam muối. Hãy xác định kim loại M?

ĐÁP ÁN VÀ LỜI GIẢI

Bài 8.

Giải:

Cl₂(k) + 2NaOH(dd) → NaCl(dd) + NaClO(dd) + H₂O(l)

Số mol khí Cl2 = 1,12/22,4 = 0,05 mol. Theo pt trên, số mol NaOH = 2 lần số mol Cl2 = 0,1 mol. Vậy V(NaOH) = 0,1/1 = 0,1 lít = 100 ml.

Số mol NaCl = số mol NaClO = 0,05 mol. Suy ra, [NaCl] = [NaClO] = 0,05/0,1 = 0,5M.

Bài 9.

Giải:

2M + 3Cl₂ →2MCl₃

Ta có: 10,8/M = 53,4/(M+3.35,5) Suy ra: M = 56 (Fe).