Tài liệu Ly thuyet ve nhom halogen ly thuyet ve nhom halogen

Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn Chương 5: Nhóm Halogen - Nhóm VIIA gọi là nhóm Halogen (phi kim điển hình) gồm 5 nguyên tố: 9F ; 17Cl ; 35Br ; 53I ; 85At (nguyên tố phóng xạ). - Phân tử dạng X2 như: F2 khí (màu lục nhạt), Cl2 khí (màu vàng nhạt), Br2 lỏng (màu nâu đỏ), I2 tinh thể (màu tím). - I2: là phân tử dể bị thăng hoa ( chuyển từ rắn sang khí ) - Cấu hình e ngoài cùng:……ns2np5. Dễ nhận thêm 1 electron để đạt cấu hình khí hiếm. X + 1e → XVd: Viết cấu hình e của 9F : 17Cl : 35Br 53I : : - Tính chất hóa học đặc trưng: tính oxi hóa mạnh (dễ nhận e) : F > Cl > Br > I tính khử: I > Br > Cl > F - Ở trạng thái cơ bản, có 1 e độc thân. Ở trạng thái kích thích; Cl, Br, I có thể có 3, 5, 7 e độc thân. → Số oxh luôn luôn của F là -1 ; số oxh của Cl, Br, I là -1, 0, +1, +3, +5, +7 - Tính tan của muối bạc AgF AgCl↓ AgBr↓ AgI↓ Muối tan Trắng Vàng lục Vàng đậm Bài 1. CLO 1. Tính chất vật lý - Clo là chất khí, màu vàng lục, mùi xốc, nặng hơn không khí 2,5 lần - Khí clo tan vừa phải trong nước (ở 200C, 1 lit nước hoà tan 2,5 lit clo). Dung dịch clo trong nước có màu vàng nhạt. - Clo tan nhiều trong dung môi hữu cơ, nhất là hexan và cacbon tetraclorua. Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn - Khí clo rất độc, nó phá hoại niêm mạc đường hô hấp. Cần phải cẩn thận khi tiếp xúc với khí clo. 2.Tính chất hóa học: Tính oxi hóa và tính khử a. Tác dụng với kim loại: (đa số kim loại và có nhiệt độ để khơi mào phản ứng) tạo muối clorua (có hóa trị cao nhất), phản ứng có ∆H < 0 Na + Cl2 → Fe + Cl2 → Cu + Cl2 → b. Tác dụng với phi kim (cần có nhiệt độ hoặc có ánh sáng) H2 + Cl2 → Cl2 + 2S S2Cl2 Pthiếu + Cl2 t  o Pdư + Cl2 t  o Chú ý: Cl2 không tác dụng trực tiếp với O2. c. Tác dụng với dung dịch bazơ - Ở t0 thường Cl2 + 2NaOH(loãng)   Cl2 + 2KOH (loãng)   Cl2 + Ca(OH)2    H2O + CaOCl2  Cl2 + Ca(OH)2 - Ở t0 cao  Cl2 + NaOH (đặc) t 0 Cl2 + KOH (đặc) d. t  0 Tác dụng với muối   Cl2 + NaBr Cl2 +  FeCl2  Cl2 +  FeSO4  Cl2 + KI   Clorua vôi Gia sư Thành Được e. www.daythem.edu.vn Tác dụng với nước - Khi tan vào nước, 1 phần clo tác dụng chậm với nước theo phản ứng thuận nghịch Cl2 + H2O  HCl Axit clohidric + HClO Axit hipoclorô - Axit hipoclorơ ( clo có số oxi hoá +1, kém bền) có tính oxi hoá mạnh, nên nước clo có tính diệt khuẩn và tẩy màu Ngoài ra, axit hipoclorơ có khả năng phá huỷ các chất màu, vì thế clo ẩm có tính tẩy màu. - Khi để lâu ngoài không khí thì khả năng tẩy màu bị mất 2Cl2 + H2O  2HCl + O2 f. Tác dụng với một số hợp chất có tính khử Cl2 + 2NaBr  Cl2 + NaI  Cl2 + HBr  Cl2 + HI  NH3 + Cl2 t  0  FeCl2 + Cl2  H2S t + Cl2   Cl2 + H2S + H2O  Cl2 + SO2 + 2H2O  0 SO2 làm mất màu nước Clo, brom 5Cl2 + Br2 + 6H2O  2HBrO3 +10HCl Vậy: Cl2 còn tham gia phản ứng với vai trò vừa là chất oxi hóa, vừa là chất khử. 3. Điều chế: Nguyên tắc là khử các hợp chất Cl- tạo Cl0 a. Trong phòng thí nghiệm: Cho HCl đậm đặc tác dụng với các chất oxi hóa mạnh 2KMnO4 + 16HCl → MnO2 + 4HCl → KClO3 + 6HCl → KClO + 2HCl → CaOCl2 + 2HCl → b. Trong công nghiệp: dùng phương pháp điện phân 2NaCl + 2H2O → H2+2NaOH+Cl2↑ Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn 2NaCl → 2Na + Cl2↑ Ngoài ra còn có thể từ HCl và O2 có xúc tác là CuCl2 ở 400°C 4HCl + O2→ 2Cl2 + 2H2O 2KCl + 2H2O dpddcmn 2KOH + Cl2 + H2   CaCl2 + 2H2O dpddcmn 2Ca(OH)2 + Cl2 + H2   2HCl t  Cl2 + H2 o 2AgCl as 2Ag + Cl2  ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Bài 2. AXIT CLOHIĐRIC (HCl) I. Hóa Tính Dung dịch axit HCl có đầy đủ tính chất hóa học của một axit mạnh. 1. Làm quì tím hóa đỏ  HCl  H+ + Cl- 2. Tác dụng với oxit bazo, bazo  + HCl  NaOH  Cu(OH)2 + 2HCl  CuO Fe2O3  + 6HCl  Fe3O4  + HCl  FeO 3.  + 2HCl   + HCl  Tác dụng với muối (sản phẩm phải có  hay chất khí ) CaCO3 +  HCl  AgNO3 +  HCl  NaClO +  HCl  FeS +  HCl  FeS2 +  HCl  Na2SO3 +  HCl  NaHCO3 +  HCl  NaHSO3 +  HCl  Gia sư Thành Được 4. www.daythem.edu.vn Tác dụng với kim loại: đứng trước H K Na Ca Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au Fe + 2HCl    2 Al + 6HCl  Cu + HCl   5. Tác dụng với một số chất oxi hóa mạnh: KMnO4 , MnO2 …… t 4HCl + MnO2   0 2KMnO4 + 16HCl   II. Điều chế t cao 2NaCltt + H2SO4  Na2SO4 + 2HCl   0 t thaá p NaCltt + H2SO4  NaHSO4 + HCl   0 as H2 + Cl2  2HCl↑ ( hidro clorua )  III.MUỐI CLORUA Chứa ion âm clorua (Cl-) và các ion dương kim loại, như: NaCl, ZnCl2, CuCl2, AlCl3, NH4Cl…. NaCl: dùng để ăn, sản xuất Cl2, NaOH, axit HCl KCl: phân Kali ZnCl2 tẩy gỉ khi hàn, chống mục gỗ. BaCl2: chất độc CaCl2: chất chống ẩm AlCl3: chất xúc tác Bài 3: HỢP CHẤT CHỨA OXI CỦA CLO Trong các hợp chất chứa oxi của Clo, Clo có só oxh dương, được điều chế gián tiếp. Cl2O Clo (I) oxit Cl2O7 Clo (VII) oxit Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn HClO Axit hipoclorơ NaClO Natri hipoclorit HClO2 Axit clorơ NaClO2 Natri clorit HClO3 Axit cloric KClO3 Kiali clorat HClO4 Axit pecloric KClO4 Kali peclorat Tất cả hợp chất chứa oxi của clo đều là chất oxi hóa mạnh. Chiều tăng tính bền và tính axit HClO HClO2 HClO3 HClO4 Chiều tăng tính oxi hóa 1. Nước JAVEN - là hỗn hợp của NaCl, NaClO , H2O  Cl2 + NaOHloãng   hay Cl2 + KOHloãng  - Nước javen còn được điều chế bằng phương pháp điện phân dd không có ngăn xốp 2NaCl + 2H2O dpdd    Cl2 + NaOH  - Nước javen có tính sát trùng, tẩy trắng.... NaClO as NaCl + O   NaClO + CO2 + H2O  Na2CO3 + HClO 2. KALI CLORAT - là chất rắn màu trắng, dùng để điều chế oxi trong ptn MnO t KClO3  2 0 t KClO3   0 0 100 Cl2 + KOHđặc   - hh KClO3, lưu huỳnh, bột than tạo hh nổ mạnh, làm thuốc cháy trên đầu que diêm 6P + 5KClO3  3P2O5 + 5KCl 3. CLORUA VÔI - là chất oxi hóa mạnh Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn Cl2 + Ca(OH)2    Cl2 + Ca(OH)2  4. Axit hipoclorơ: HClO - Là một axit yếu, yếu hơn cả axit cacnonic. Nhưng nó có tính oxi hóa mạnh.  CO2 + H2O + NaClO  NaHCO3 + HClO  HClO  HCl + O 4HClO + PbS  4HCl + PbSO4  5.Axit clorơ: HClO2 - Là một axit yếu nhưng mạnh hơn hipoclorơ và có tính oxi hóa mạnh được điều chế theo phương trình: Ba(ClO2)2 + H2SO4 BaSO4 + 2HClO2 6.Axit Cloric: HClO3 - Là một axit mạnh tương tự như axit HCl, HNO3 và có tính oxi hóa - Muối clorat có tính oxy hóa, không bị thủy phân. 7.Axit pecloric: HClO4 - Axit pecloric là axit mạnh nhất trong tất cả các axit. Nó có tính oxi hóa, dễ bị nhiệt phân 2HClO4 → H2O + Cl2O7 Bài 4: FLO, BROM, IOT Tính axit: HF < HCl < HBr < HI I. FLO (F) - là chất khí màu vàng lục nhạt, là chất oxi hóa mạnh, tham gia phản ứng với hầu hết các đơn chất và hợp chất florua với số oxi hóa -1. (kể cả vàng) 1. Tính chất hóa học: a. Tác dụng với kim loại: tất cả 2Au  + 3F2  2AuF3  Ca + F2   2Ag + F2  b. Tác dụng với H2 : - Xảy ra trong bóng tối:  H2 + F2  2HF - Khí HF tan vào trong nước tạo dd axit HF. dd HF là axit yếu, được nhận biết bằng SiO2 (ăn mòn thủy tinh) t 4HF + SiO2  2H2O + SiF4  0 Gia sư Thành Được c. www.daythem.edu.vn Tác dụng với nước - khí flo qua nước sẽ bốc cháy, giải phóng O2 2F2 + 2H2O  4HF + O2   Phản ứng này chứng minh tính oxh mạnh của flo, mạnh hon clo, brom, iot d. Tác dụng với phi kim - Flo tác dụng hầu hết các phi kim trừ O, N 3F2 + S  SF6 5F2 + I2  2IF5 2F2 + SiO2  SiF4 + O2  Chú ý 2F2 + 2NaOH  2NaF + H2O + OF2 OF2 + H2O  2HF + O2 OF2 là chất khí không màu, mùi đặc biệt, rất độc, có tính oxh mạnh 2. Điều chế HF t CaF2(tt) + H2SO4(ññ)  CaSO4 + 2HF   0 II. BROM - Là chất lỏng màu nâu, tan trong nước 1. Hóa tính Na + Br2 Fe + 3Br2 t   0 t   0 FeBr3 t Al + Br2   0 t H2 + Br2  2HBr   0 H2O + Br2  HBr + HBrO Br2 + NaOH  NaBr + NaBrO + H2O Br2 + SO2 + H2O H2SO4 + HBr H2S + Br2  HBr Br2 + KI  Br2 + 2HI  2. Điều chế Cl2 + HBr  Cl2 + NaBr  + S Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn  HBr + H2SO4 SO2 + Br2 + 2H2O KBr + H2SO4  KMnO4 + HBr  KClO3 + HBr  MnO2 + 4HBr  4HBr + O2  2H2O + 2Br2 2AgBr as 2Ag + Br2  III. IOT - Là chất rắn màu tím, ít tan trong nước, tan nhiều trong dung môi hữu cơ a. Hóa tính Na + Al t   0 I2 t + 3I2   0 Fe + t   0 I2 4AlI3 + O2 H2 I2 I2 +  2Al2O3 + 6I2 cao  I2 t  2HI  0  NaI + 2NaOH + NaIO + H2O + SO2 + 2H2O  H2SO4 + 2HI H2S + I2  2HI + S 2Na2S2O3 + I2  2NaI + AgNO3  AgI + INO3 + I2 Na2S4O6 I2 + dd hồ tinh bột  dd xanh lam b. Điều chế 2HI + H2SO4  SO2 + I2 KBrO3 + 6HI  3I2 2FeCl3 + 2HI  2FeCl2 + 2HCl 2CuSO4 + 4HI  2CuI + KI + 2H2O + 3H2O + I2 + 2H2SO4 + I2 Cl2 + 2NaI  2NaCl + I2 Cl2 + 2HI  2HCl 2NaI + 2H2SO4  + I2 Na2SO4 + SO2 + I2 + 2H2O Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn IV. NHẬN BIẾT GỐC HALOGENUA: Dùng Ag+(AgNO3) để nhận biết các gốc halogenua AgNO3+ HCl  AgCl  + HNO3  AgNO3+ NaCl  AgCl  + NaNO3  (trằng)  AgNO3+ HBr  AgBr  + HNO3  AgNO3+ NaBr  AgBr  + NaNO3 Vàng nhạt  AgNO3+ HI  AgI  + HNO3  AgNO3+ NaI  AgI  + NaNO3 (vàng đậm) I2 + dd hồ tinh bột  dd xanh lam