Tổng hợp các công thức thường gặp trong giải toán Hóa Học

chuyển hóa. II. NGUYÊN TẮC: Áp dụng trong trường hợp có nhiều chất oxi hóa, chất khử trong một hỗn hợp phản ứng qua nhiều giai đoạn. Tổng số electron cho bằng tổng số electron nhận. Dùng sơ đồ chuyển hóa, xác định trạng thái đầu và trạng thái cuối của các chất trong quá trình phản ứng. III. MỘT SỐ DẠNG TOÁN BẢO TOÀN MOL ELECTRON: 1. Kim loại tác dụng với dung dịch axit HNO3, H2SO4 đặc a. Lý thuyết Xét tỉ lệ sản phẩm khử & axit khi tác dụng kim loại HNO3: 2HN +5 O3 + 1e → NO3 ─ + N +4 O2 + H2O 4HN +5 O3 + 3e → 3NO3 ─ + N +2 O + 2H2O 10HN +5 O3 + 8e → 8NO3 ─ + N +1 2O + 5H2O 12HN +5 O3 + 10e → 10NO3 ─ + N 0 2 + 6H2O 10HN +5 O3 + 8e → 9NO3 ─ + N -3 H + 4 + 3H2O 3 2 2 2 4 HNO NO NO N O N NH n 2n 4n 10n 12n 10n      pöù 2 2 23 4 NO NO N O NNO NH n n 3n 8n 10n 9n      muoái H2SO4 đặc: 2H2S +6 O4 + 2e → SO 2 4 ─ + S +4 O2 + H2O 4H2S +6 O4 + 6e → 3SO 2 4 ─ + S 0 + 4H2O 5H2S +6 O4 + 8e → 4SO 2 4 ─ + H2S -2 + 4H2O 2 4 2 2H SO SO S H S n 2n 4n 5n   pöù 2 2 24 SO S H SSO n n 3n 4n    muoái b. Bài toán Bài 1: Hòa tan 6,4 gam Cu bằng axit H2SO4 đặc, nóng (dư), sinh ra V lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Giá trị của V là A. 4,48. B. 6,72. C. 3,36. D. 2,24. Bài 2: Cho m gam Al tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO3 tạo ra hỗn hợp khí A gồm 0,15 mol NO và 0,05 mol N2O. Giá trị của m là: A. 7,76. B. 7,65. C. 7,85. D. 8,85. Bài 3: Cho 2,8 gam hỗn hợp X gồm Cu và Ag phản ứng hoàn toàn với dung dịch HNO3 dư, thu được 0,04 mol NO2 (sản phẩm khử duy nhất của N +5) và dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là (CĐ/13) A. 4,08. B. 3,62. C. 3,42. D. 5,28. Bài 4: Hòa tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu (tỉ lệ mol 1:1) bằng axit HNO3, thu được V lit (ở đktc) hỗn hợp khí X (gồm NO và NO2) và dung dịch Y (chỉ chứa hai muối và axit dư). Tỉ khối của X đối với H2 bằng 19. Giá trị của V là (A/07) A. 2,24. B. 4,48. C. 5,60. D. 3,36. Bài 5: Cho 1,35 gam hỗn hợp gồm Cu, Mg, Al tác dụng hết với dung dịch HNO3 thu được hỗn hợp khí gồm 0,01 mol NO và 0,04 mol NO2. Tính khối lượng muối tạo ra trong dung dịch. A. 10,08 gam. B. 6,59 gam. C. 5,69 gam. D. 5,96 gam. 2. Phản ứng xảy ra nhiều giai đoạn Bài 1: Nung m gam bột sắt trong oxi, thu được 3 gam hỗn hợp chất rắn X. Hòa tan hết hỗn hợp X trong dung dịch HNO3 (dư), thoát ra 0,56 lit (ở đktc) NO (là sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của m là (B/2007) A. 2,52. B. 2,22. C. 2,62. D. 2,32. Bài 2: Trộn 5,6 gam bột sắt với 2,4 gam bột lưu huỳnh rồi nung nóng (trong điều kiện không có không khí), thu được hỗn hợp rắn M. Cho M tác dụng với lượng dư dung dịch HCl, giải phóng hỗn hợp khí X và còn lại một phần không tan G. Để đốt cháy hoàn toàn X và G cần vừa đủ V lit khí O2 (ở đktc). Giá trị của V là (Trích đề thi Tuyển sinh Cao Đẳng/2008) A. 2,80. B. 3,36. C. 3,08. D. 4,48. ÔN TẬP CUỐI NĂM (PHẦN 1) TÊN BÀI HỌC (ghi một dòng) I. KHÁI QUÁT VỀ NGUYÊN TỬ - HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ: Nguyên tử là phần tử vô cùng nhỏ bé cấu tạo nên vật chất và trung hòa về điện. Cấu tạo nguyên tử gồm hai phần: Nhân: chứa hạt proton (mang điện dương) và nơtron (không mang điện). Vỏ: chứa hạt electron (tích điện âm). Kí hiệu nguyên tử:        A Z X : Kí hieäu nguyeân toá Z : Soá hieäu nguyeân töû = soá ñôn vò ñieän tích haït nhaân X = p = e = soá thöù töï nguyeân toá trong HTTH A : Soá khoái = soá haït proton + soá haït electron Nguyên tố hóa học: là những nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân. Đồng vị là hiện tượng các nguyên tử của cùng một nguyên tố hóa học có cùng số proton nhưng khác nhau số notron. II. VỎ NGUYÊN TỬ 1. Cấu hình electron: a. Lớp, phân lớp electron: Lớp 1 2 3 4 5 6 7 Phân lớp 1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s 2p 3p 4p 5p 6p 7p 3d 4d 5d 6d 7d 4f 5f 6f 7f Số e tối đa 2 8 18 32 32 32 32 b. Trật tự năng lượng của Klechkowski: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p 6f 7d 7f c. Cấu hình electron: Cấu hình electron biểu diễn sự phân bố electron vào các phân lớp của các lớp khác nhau. Nguyên tắc sắp xếp Electron được phân bố vào các mức năng lượng từ thấp đến cao, Bên trong bão hòa thì mới phân bố tiếp ra bên ngoài, sao cho tổng số electron trong các phân lớp bằng số hiệu nguyên tử Z. Cấu hình electron: sắp xếp lại các phân lớp theo lớp như sau 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f d. Phân loại nguyên tố Phân loại nguyên tố trùng với phân lớp chứa electron lớp ngoài cùng. 2. Đặc điểm electron thuộc lớp ngoài cùng: Nguyên tử của các nguyên tố có tối đa 8 electron ở lớp ngoài cùng (trừ khí hiếm). Nguyên tử có 1, 2, 3 electron lớp ngoài cùng là kim loại (trừ hidro, bo). Nguyên tử có 5, 6, 7 electron lớp ngoài cùng là phi kim. Nguyên tử có 4 electron lớp ngoài cùng, có thể là kim loại hoặc phi kim. III. BẢNG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC & ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN: 1. Chu kì: Chu kì là dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron và được xếp theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần. Số thứ tự chu kì = số lớp electron 2. Nhóm nguyên tố: a. Khái niệm: Nhóm nguyên tố là tập hợp các nguyên tố mà nguyên tử có cấu hình electron tương tự nhau nên có tính chất hóa học tương tự nhau, được xếp thành một cột. b. Phân loại: Nhóm A Nhóm B Các nguyên tố s và p. Có 8 nhóm A: IA → VIIIA. Số thứ tự nhóm A = số electron lớp ngoài cùng. Các nguyên tố d và nguyên tố f. Có 8 nhóm B: IB → VIIIB. Các nguyên tố nhóm B bắt đầu từ chu kì 4. 3. Định luật tuần hoàn Tính chất của các nguyên tố và đơn chất, thành phần và tính chất của các hợp chất tạo nên từ các nguyên tố đó biến đổi tuần hoàn theo chiều tăng của điện tích hạt nhân nguyên tử. 4. Hóa trị: Nhóm IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA Hóa trị cao nhất với oxi I II III IV V VI VII Công thức oxit cao nhất R2O RO R2O3 RO2 R2O5 RO3 R2O7 Hóa trị với hidro IV III II I Công thức hợp chất khí với hidro RH4 RH3 RH2 RH IV. BÀI TẬP: 1. Lý thuyết Câu 1: Nguyên tử là phần tử nhỏ nhất của chất: A. Không mang điện. B. Mang điện tích dương. C. Mang điện tích âm. D. Có thể mang điện hoặc không mang điện. Câu 2: Các hạt cấu tạo nên hầu hết các nguyên tử là A. Proton và electron. B. Nơtron và electron. C. Nơtron và proton. D. Nơtron, proton và electron. Câu 3: Nguyên tử nào sau đây chứa đồng thời 20 nơtron, 19 proton và 19 electron? A. 37 17 Cl. B. 39 19 K. C. 40 18 Ar. D. 40 20 Ca. Câu 4: Đáp án nào đúng trong các đáp án sau đây? “Trong nguyên tử hiđro, electron thường được tìm thấy .” A. trong hạt nhân nguyên tử. B. bên ngoài hạt nhân, song ở gần hạt nhân vì electron bị hút bởi hạt proton. C. bên ngoài hạt nhân và thường ở xa hạt nhân, vì thể tích nguyên tử là mây electron của nguyên tử đó. D. cả bên trong và bên ngoài hạt nhân, vì electron luôn được tìm thấy ở bất kì chỗ nào trong nguyên tử. Câu 5: Các electron của nguyên tử nguyên tố X được phân bố trên 3 lớp, lớp thứ ba có 6 electron. Số đơn vị điện tích hạt nhân của nguyên tử nguyên tố X là con số nào sau đây ? A. 6. B. 8. C. 14. D.16. Câu 6: Số đơn vị điện tích hạt nhân của nguyên tử flo là 9. Trong nguyên tử flo, số electron ở phân mức năng lượng cao nhất là A. 2. B. 5. C. 9. D. 7. Câu 7: Nguyên tử của nguyên tố X có electron ở mức năng lượng cao nhất là 3p. Nguyên tử của nguyên tố Y cũng có electron ở mức năng lượng 3p và có một electron ở lớp ngoài cùng. Nguyên tử X và Y có số electron hơn kém nhau là 2. Nguyên tố X, Y lần lượt là (Trích đề thi Tuyển sinh Cao Đẳng/2009) A. phi kim và kim loại. B. khí hiếm và kim loại. C. kim loại và khí hiếm. D. kim loại và kim loại. Câu 8: Trong bảng tuần hoàn, các nguyên tố được sắp xếp theo nguyên tắc nào ? A. Theo chiều tăng của điện tích hạt nhân. B. Các nguyên tố có cùng số lớp electron trong nguyên tử được xếp thành 1 hàng. C. Các nguyên tố có cùng số electron hoá trị trong nguyên từ được xếp thành 1 cột. D. Cả A, B, C. Câu 9: Các nguyên tố thuộc cùng một nhóm A có tính chất hoá học tương tự nhau, vì vỏ nguyên tử của các nguyên tố nhóm A có A. số electron như nhau. B. số lớp electron như nhau. C. số electron thuộc lớp ngoài cùng như nhau. D. cùng số electron s hay p. Câu 10: Sự biến thiên tính chất của các nguyên tố thuộc chu kì sau lại được lặp lại giống như chu kì trước là do A. Sự lặp lại tính kim loại của các nguyên tố ở chu kì sau so với chu kì trước. B. Sự lặp lại tính phi kim của các nguyên tố ở chu kì sau so với chu kì trước. C. Sự lặp lại cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố ở chu kì sau so với chu kì trước. D. Sự lặp lại tính chất hoá học của các nguyên tố ở chu kì sau so với chu kì trước. Câu 11: Trong một nhóm A, trừ nhóm VIIIA, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân nguyên tử thì A. Tính phi kim giảm dần, bán kính nguyên tử tăng dần. B. Tính kim loại tăng dần, độ âm điện tăng dần. C. Độ âm điện giảm dần, tính phi kim tăng dần. D. Tính kim loại tăng dần, bán kính nguyên tử giảm dần. (Trích đề thi Tuyển sinh Đại Học Khối B/2007) Câu 12: Cho các nguyên tố M (Z = 11), X (Z = 17), Y (Z = 9) và R (Z = 19). Độ âm điện của các nguyên tố tăng dần theo thứ tự A. M < X < Y < R. B. R < M < X < Y. C. Y < M < X < R. D. M < X < R < Y. (Trích đề thi Tuyển sinh Cao Đẳng/2007) Câu 13: Bán kính nguyên tử của các nguyên tố: 3Li, 8O, 9F, 11Na được xếp theo thứ tự tăng dần từ trái sang phải là A. F, O, Li, Na. B. F, Na, O, Li. C. F, Li, O, Na. D. Li, Na, O, F. (Trích đề thi Tuyển sinh Đại Học Khối A/2008) Câu 14: Dãy các nguyên tố sắp xếp theo chiều tăng dần tính phi kim từ trái sang phải là: A. P, N, F, O. B. N, P, F, O. C. P, N, O, F. D. N, P, O, F. (Trích đề thi Tuyển sinh Đại Học Khối B/2008) Câu 15: Dựa vào vị trí của nguyên tố Mg (Z = 12) trong bảng tuần hoàn, a) Hãy nêu các tính chất sau của nguyên tố: Tính kim loại hay tính phi kim. Hóa trị cao nhất trong hợp chất với oxi. Công thức của oxit cao nhất, của hiđroxit tương ứng và tính chất của nó. b) So sánh tính chất hóa học của nguyên tố Mg (Z = 12) với Na (Z = 11) và Al (Z = 13). Câu 16: a) Dựa vào vị trí của nguyên tố Br (Z = 35) trong bảng tuần hoàn, hãy nêu các tính chất sau: Tính kim loại hay tính phi kim. Hóa trị cao nhất trong hợp chất với oxi và với hiđro. Công thức hợp chất khí của brom với hiđro. b) So sánh tính chất hóa học của Br với Cl (Z = 17) và I (Z = 53). 2. BÀI TOÁN a. Dạng 1: Xác định nguyên tố từ số hiệu nguyên tử Z. Bài 1: Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt p, n và e bằng 82, tổng số hạt mang điện nhiều hơn tổng số hạt không mang điện là 22 hạt. Xác định Z, A và viết kí hiệu nguyên tử của nguyên tố X. Bài 2: Tổng số hạt proton, nơtron và electron trong nguyên tử của một nguyên tố là 13. a) Xác định nguyên tố. b) Viết cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố đó. Bài 3: Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt proton, nơtron, electron là 52. Trong hạt nhân nguyên tử X có số hạt không mang điện nhiều hơn số hạt mang điện dương là 1. Vị trí (chu kỳ, nhóm) của X trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học là A. chu kỳ 3, nhóm VA. B. chu kỳ 3, nhóm VIIA. C. chu kỳ 2, nhóm VIIA. D. chu kỳ 2, nhóm VA. (Trích đề thi Tuyển sinh Cao Đẳng/2012) Bài 4: Trong phân tử M2X có tổng số hạt (p, n, e) là 140 hạt, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 44 hạt. Số khối của nguyên tử M lớn hơn số khối của nguyên tử X là 23. Tổng số hạt (p, n, e) trong nguyên tử M nhiều hơn trong nguyên tử X là 34 hạt. Viết cấu hình electron của các nguyên tử M và X. Viết công thức phân tử của hợp chất. b. Dạng 2: Xác định nguyên tố từ nguyên tử khối. m M = n nguyeân töû Oxit cao nhất và hợp chất khí với hidro. Đặt x là hóa trị cao nhất của nguyên tố R trong oxit cao nhất. y là hóa trị với hidro của R trong hợp chất khí với hidro. Khi đó: x + y = 8 Oxit cao nhất của R có dạng R2Ox : %R + %O = 100% R R O O R O 2.M %R = .100% (1) 2.M + x.M x.M %O = .100% (2) 2.M + x.M       (1) (2)   R 2M%R = %O 16x Hợp chất khí với hidro có dạng RHy : %R + %H = 100% R R H H R H M %R = .100% (1) M + y.M y.M %H = .100% (2) M + y.M       (1) (2)   R M%R = %H y Bài 1: Oxit cao nhất của một nguyên tố là RO3, trong hợp chất của nó với hiđro có 5,88% H về khối lượng. Xác định nguyên tử khối của nguyên tố đó. Bài 2: Công thức phân tử của hợp chất khí tạo bởi nguyên tố R và hiđro là RH3. Trong oxit mà R có hóa trị cao nhất thì oxi chiếm 74,07% về khối lượng. Nguyên tố R là A. S. B. As. C. N. D. P. (Trích đề thi Tuyển sinh Đại Học Khối B/2008) Bài 3: Nguyên tố Y là phi kim thuộc chu kỳ 3, có công thức oxit cao nhất là YO3. Nguyên tố Y tạo với kim loại M hợp chất có công thức MY, trong đó M chiếm 63,64% về khối lượng. Kim loại M là A. Zn. B. Cu. C. Mg. D. Fe. (Trích đề thi Tuyển sinh Đại Học Khối B/2012) Kim loại tác dụng với H2O, với axit HCl, H2SO4 loãng: Kim loại tác dụng với nước ở điều kiện thường là kim loại kiềm (nhóm IA: Li, Na, K, ) và kim loại kiềm thổ (nhóm IIA: Ca, Sr, Ba, ) 2 2 2 2 2 1 (1) M + H O M(OH) + H 2 (2) M' + 2H O M(OH) + H        2H KL KL 1 n = .n = n 2 kieàm kieàm thoå Kim loại tác dụng được với dung dịch axit HCl và H2SO4 loãng là những kim loại trước H trong dãy hoạt động hóa học của kim loại x 2 2 4 2 4 x 2 x (1) M + xHCl MCl + H 2 (2) 2M + xH SO M (SO ) + xH        2H KL x n = .n 2 (x: hóa trị kim loại) Bài 1: Khi cho 0,6 g một kim loại nhóm IIA tác dụng với nước tạo ra 0,336 lít khí hiđro (ở điều kiện tiêu chuẩn). Xác định kim loại đó. Bài 2: Cho 1,67 gam hỗn hợp gồm hai kim loại ở 2 chu kỳ liên tiếp thuộc nhóm IIA tác dụng hết với dung dịch HCl (dư), thoát ra 0,672 lít khí H2 (đktc). Hai kim loại đó là: (B/07) A. Be và Mg. B. Mg và Ca. C. Sr và Ba. D. Ca và Sr. Bài 3: Cho 9,36g một kim loại kiềm M tác dụng hoàn toàn với 100 ml nước (d = 1,00 g/ml) thì thu được 0,24 gam khí H2. a) Tìm tên kim loại đó. b) Tính nồng độ phần trăm của dung dịch sau phản ứng. Bài 4: Hòa tan 2,02 gam hỗn hợp 2 kim loại nằm ở hai chu kì liên tiếp thuộc nhóm IA vào nước thu được 0,672 lít khí (đktc) và dung dịch X. a) Tìm tên hai kim loại và tính % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp. b) Tính thể tích dung dịch H2SO4 0,2M cần dùng để trung hòa dung dịch X. ÔN TẬP CUỐI NĂM (PHẦN 2) TÊN BÀI HỌC (ghi một dòng) I. LIÊN KẾT HÓA HỌC: Loại liên kết Liên kết ion Liên kết cộng hóa trị Không cực Có cực Định nghĩa Liên kết ion là liên kết được hình thành bởi lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái dấu. Liên kết cộng hóa trị là liên kết được tạo nên giữa hai nguyên tử bằng một hay nhiều cặp electron chung. Bản chất của liên kết Cho và nhận electron Đôi electron chung không lệch về phía nguyên tử nào. Đôi electron chung lệch về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn. Hiệu độ âm điện ≥ 1,7 Từ 0 đến < 0,4 Từ 0,4 đến < 1,7 Đặc tính Bền Bền II. PHẢN ỨNG OXI HÓA – KHỬ: 1. Số oxi hóa: a. Khái niệm: Số oxi hóa là số đại số. VD: ─4, ─3, ─2, ─1, 0, +1, +2, 8+ 3 , +3, +4, . b. Cách tính số oxi hóa: Số oxi hóa Số oxi hóa Đơn chất 0 Hidro Bình thường +1 Tổng số oxi hóa trong hợp chất 0 Hidrua kim loại (NaH,..) ─1 Ion = điện tích ion nhưng ngược dấu Oxi Bình thường ─2 Kim loại trong hợp chất > 0 Peoxit (H2O2, .) ─1 Nhóm IA và Ag +1 S Cuối công thức ─2 Nhóm IIA và Zn +2 Đầu và giữa công thức > 0 Al +3 Halogen Cuối công thức ─1 Luôn luôn đúng Đầu và giữa công thức > 0 Thường thường đúng 2. Phản ứng oxi hóa – khử: a. Định nghĩa: Phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng hóa học trong đó có sự chuyển electron giữa các chất phản ứng (có sự thay đổi số oxi hóa của một số nguyên tố). b. Định nghĩa khác: Chất khử, chất oxi hóa: cho electron. Chất khử số oxi hóa tăng sau phản ứng. nhận electron. Chất oxi hóa số oxi hóa giảm sau phản ứng. Ghi nhớ Khử – Tăng – Cho Oh – Giảm – Nhận c. Quá trình oxi hóa, khử: Quá trình khử: phương trình nhận electron của chất oxi hóa. Quá trình oxi hóa: phương trình cho electron của chất khử. 3. Lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa – khử: Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố trước và sau phản ứng. Suy ra chất khử, chất oxi hóa. Bước 2: Viết các phương trình cho electron và nhận electron của chất khử và chất oxi hóa. Bước 3: Thăng bằng electron Tổng e cho = Tổng e nhận Bước 4: Đặt hệ số (nhân thêm) vào phương trình. Bước 5: Cân bằng phản ứng theo thứ tự: kim loại → gốc axit → hiđro → oxi III. BÀI TẬP: Bài 1: Hãy viết các phương trình diễn tả sự hình thành các ion sau: Na+, Mg2+, Al3+, Cl─, O2─, P3─ từ các nguyên tử tương ứng. Bài 2: Hãy giải thích sự hình thành liên kết giữa các nguyên tử của các nguyên tố sau đây : K và Cl, Na và O. Bài 3: Hãy viết công thức electron và công thức cấu tạo của các phân tử sau đây: Cl2, NH3, C2H4, HNO3 Bài 4: Lập các phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa - khử theo các sơ đồ dưới đây và xác định vai trò của từng chất trong phản ứng: a) H2S + HNO3 → H2SO4 + NO + H2O b) PbO + NH3 → Pb + N2 + H2O c) SO2 + Cl2 + H2O → H2SO4 + HCl Bài 5: Lập các phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa - khử (dạng có môi trường) theo các sơ đồ dưới đây và xác định vai trò của từng chất trong phản ứng: a) FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O b) Cr2O3 + KNO3 + KOH → K2CrO4 + KNO2 + H2O c) Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O d) K2Cr2O7 + HCl → Cl2 + KCl + CrCl3 + H2O KHÁI QUÁT VỀ NHÓM HALOGEN TÊN BÀI HỌC (ghi một dòng) I. VỊ TRÍ CỦA NHÓM HALOGEN TRONG BẢNG TUẦN HOÀN Các halogen thuộc nhóm VIIA. Gồm: Flo (F), Clo (Cl), Brom (Br), Iot (I) và Atatin (At). II. CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ, CẤU TẠO PHÂN TỬ Cấu hình electon lớp ngoài cùng: ns2np5 Các halogen dễ nhận thêm 1 electron, để trở thành ion halogenua: X + 1e  X- ns2np5 ns2np6 Halgen là những phi kim điển hình, có tính oxi hóa mạnh. Đơn chất halogen là những phân tử hai nguyên tử (X2). III. SỰ BIẾN ĐỔI TÍNH CHẤT Tính chất vật lý 1. Trạng thái tập hợp: khí  lỏng  rắn. Màu sắc: đậm dần. Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi: tăng dần. Độ âm điện 2. Độ âm điện tương đối lớn. Độ âm điện giảm dần từ flo đến iot. Tính chất hóa học 3. Tính oxi hóa giảm dần từ flo đến iot. Trong các hợp chất, flo luôn có số oxi hóa -1. Các halogen khác, ngoài số oxi hóa -1, còn có số oxi hóa +1, +3, +5, +7. Bài tập áp dụng 1 Các halogen có xu hướng và có độ âm điện lớn nên có tính mạnh. A. nhận 1 electron, khử. B. nhường 1 electron, khử. C. nhận 1 electron, oxi hóa. D. nhường 1 electron, oxi hóa. Bài tập áp dụng 2 Tính oxi hóa giảm dần theo thứ tự A. F2 < Cl2 < Br2 < I2. B. F2 < Cl2 < I2 < Br2. C. F2 > Cl2 > Br2 > I2. D. F2 > Cl2 > I2 > Br2. Bài tập áp dụng 3 Trong các hợp chất sau đây: HCl, NaClO, HClO2, KClO3, HClO4. Bài tập áp dụng 4 Số oxi hoá của clo lần lượt là A. -1, +1, + 3, +5, +7. B. -1, +3, +1, +5, +7. C. -1, +2, +4, +5, +7. D. -1, +1, +3, +3, +7. Bài tập áp dụng 5 Cho các hợp chất: BrCl, IF7, ClF, ClF3, IBr, BrF3, IF5, ICl3 Hãy xác định số oxi hóa của mỗi nguyên tố trong hợp chất. Bài tập áp dụng 6 Cho m gam đơn chất halogen tác dụng hết với magie thu được 19 gam muối. Cũng m gam đơn chất halogen đó tác dụng hết với nhôm thì thu được 17,8 gam muối. Hãy xác định tên của halogen và tính m. CLO TÊN BÀI HỌC (ghi một dòng) I. TÍNH CHẤT VẬT LÝ Là chất khí màu vàng lục, mùi xốc, nặng hơn không khí 2,5 lần Khí clo tan vừa phải trong nước, tan nhiều trong dung môi hữu cơ, nhất là hexan và cacbon tetraclorua Dung dịch clo trong nước gọi là nước clo có màu vàng nhạt Khí clo rất độc. II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC Trong hợp chất với các nguyên tố Flo và Oxi, Clo có số oxi hoá dương (+1, +3, +5, +7) còn trong hợp chất với các nguyên tố khác Clo có số oxi hoá âm (-1) hi th gi hản ng h học, ngu n tử Clo dễ nh n th 1 để thành ion clorua Clˉ. Cl + 1e  Cl ˉ  Clo là phi kim rất hoạt động, tính chất h học cơ ản c clo l tính oxi hoá ạnh. 1. Tác dụng với kim loại: Clo oxi hoá được hầu hết các kim loại, phản ng xảy ra tốc độ nhanh, toả nhiều nhiệt, tạo ra muối clorua. Ví dụ 0t C   0 0 +1 -1 2 0 0 +3 -1 2 3 2Na + Cl 2NaCl 2Fe+3Cl 2FeCl 2. Tác dụng với hiđro: Khi chiếu sáng hoặc ánh sáng c a magiê cháy, phản ng xảy ra nhanh và có thể nổ, tạo r khí hiđro cloru Ví dụ  0 0 +1 -1 as 2 2H +Cl 2HCl  rong hản ng ới ki loại hiđro, clo thể hiện tính oxi hoá ạnh. 3. Tác dụng với nước: hi t n o nước, một phần clo tác dụng với nước theo phản ng thu n nghịch, tạo ra hỗn hợ 2 xit l xit clohiđric xit hi oclorơ. 0 1 1 22 H O + Cl HCl + HClO   Axit hi oclorơ c tính oxi hoá rất mạnh, nó phá huỷ các chất màu, vì thế nước clo (hoặc khí clo ẩm) có tác dụng tẩy màu.  rong hản ng ới nước, clo vừ thể hiện tính oxi hoá ừa thể hiện tính khử. III. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN Trong tự nhiên, nguyên tố Clo gồ 2 đồng vị bền:35Cl (73,77%) và 37Cl (24,23%) Do hoạt động hoá học mạnh, clo chỉ tồn tại trong tự nhiên ở dạng hợp chất, ch yếu là muối natri clorua (c trong nước biển uối mỏ). Ngoài ra, clo còn có trong kali clorua cũng khá hổ biến trong tự nhiên, có trong các khoáng v t như c cn lit KCl.MgCl2.6H2 xin init Cl. Cl. Axit clohiđric cũng c trong dịch ị dạ d c ngư i động t. IV. ỨNG DỤNG Sát trùng nước trong hệ thống cung cấ nước sạch, khi xử lí nước thải. Tẩy trắng sợi, vải, giấy. Là nguyên liệu sản xuất nhiều hợp chất hữu cơ ô cơ. V. ĐIỀU CHẾ 1. Trong phòng thí nghiệm: rong h ng thí nghiệ , khí clo được điều chế ng cách cho xit clohđric đặc tác dụng ới chất oxi h ạnh như n 2, KMnO4 MnO2 + 4HClđ MnCl2 + 2H2O + Cl2 ↑ 2KMnO4 + 16HClđ  2KCl + 2MnCl2 + 8H2O + 5Cl2 ↑ KClO3 + 6HClđ  KCl + 3H2O + 3Cl2 ↑ 2. Trong công nghiệp: Trong công nghiệ , ngư i t điện phân dung dịch muối ăn ão h ới thùng điện hân c ng ngăn. 2NaCl + 2H2O H2↑ + Cl2 ↑ + 2NaOH t0 đ dd c ng ngăn HIĐRO CLORUA - AXIT CLOHĐRIC VÀ MUỐI CLORUA TÊN BÀI HỌC (ghi một dòng) I. HIĐRO CLORUA 1. Cấu tạo phân tử Hiđro clorua là hợp chất cộng hoá trị, phân tử có cực (hiệu độ âm điện giữa nguyên tử clo và nguyên tử hiđro : 3,16 – 2,20 = 0,96). 2. Tính chất Là chất khí không màu, mùi xốc, nặng hơn không khí (d ≈1,26), tan rất nhiều trong nước, tạo thành dung dịch axit clohiđric. Hiđro clorua rất độc. II. AXIT CLOHIĐRIC 1. Tính chất vật lý Dung dịch axit clohiđric HCl là chất lỏng không màu, mùi xốc. Dung dịch HCl đặc “bốc khói” trong không khí ẩm. Ở 200C, dung dịch HCl đặc nhất có nồng độ 37% và có khối lượng riêng D = 1,19 g/cm3. 2. Tính chất hóa học: a. Tính axit mạnh: Dung dịch HCl có tính axit mạnh, thể hiện ở các phản ứng Tác dụng với chất chỉ thị : làm quỳ tím hóa đỏ. Tác dụng với bazơ  muối clorua + H2O Ví dụ: NaOH + HCl  NaCl + H2O Fe(OH)3 + 3 HCl  FeCl3 + 3 H2 O Tác dụng với oxit bazơ  muối clorua + H2O Ví dụ: CuO + 2 HCl  CuCl2 + H2O Tác dụng với muối của axit yếu hơn hoặc dễ bay hơi hơn  muối clorua + axit mới Ví dụ: CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + H2O + CO2 NaHCO3 + HCl  NaCl + CO2 ↑ + H2O Tác dụng với kim loại đứng trước hiđro trong dãy hoạt động hóa học  giải phóng khí H2 Ví dụ: 2 Al + 6 HCl  2 AlCl3 + 3 H2 Cu + HCl b. Tính khử: Trong phân tử HCl, nguyên tố clo có số oxi hóa thấp nhất là -1,vậy dung dịch HCl thể hiện tính khử khi tác dụng với chất oxi hóa mạnh.  o +4 -1 +2 0 t 22 2 2 MnO + 4HCl MnCl + Cl + 2H O 3. Điều chế: a. Trong phòng thí nghiệm: Sử dụng phương pháp sunfat NaCl(r) + H2SO4(đ) NaHSO4 + HCl(k) 2 NaCl(r) + H2SO4(đ) Na2SO4 + 2 HCl(k) Hòa tan khí hiđro clorua vào nước cất thu được dung dịch axit clohiđric. b. Trong công nghiệp: Có một số phương pháp sau: Phương pháp tổng hợp: H2(k) + Cl2(k) 2 HCl(k) Khí HCl được nước hấp thụ ở tháp hấp thụ theo nguyên tắc ngược dòng  thu được dung dịch axit clohiđric đặc. Phương pháp sunfat: NaCl (rắn) H2SO4 (đặc) Một lượng lớn HCl thu được trong công nghiệp từ quá trình clo hóa các chất hữu cơ (chủ yếu là các hiđrocacbon). III. MUỐI CLORUA VÀ CÁCH NHẬN BIẾT ION CLORUA 1. Một số muối clorua: Muối của axit clohiđric gọi là muối clorua Đa số các muối clorua dễ tan trong nước: NaCl, KCl, MgCl2, CaCl2, BaCl2, AlCl3, CuCl2, FeCl2, FeCl3 Một số muối clorua không tan: AgCl Một số muối clorua ít tan: CuCl, Hg2Cl2, PbCl2. t0<2500C t0 4000C t0 t0 HCl (khí) Nhiều muối clorua có ứng dụng quan trọng