Ca + Cl2 → CaCl2 | Ca ra CaCl2 | Cl2 ra CaCl2

Ca + Cl₂ → CaCl₂

1. Phương trình hóa học của phản ứng Ca tác dụng với Cl₂

Ca + Cl₂ → CaCl₂

2. Cách lập phương trình hóa học của phản ứng theo phương pháp thăng bằng electron

Bước 1: Xác định các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hóa, từ đó xác định chất oxi hóa – khử:

$\stackrel{0}{\text{Ca}}+\stackrel{0}{C{l}_2} \to \stackrel{+2}{Ca}{\stackrel{-1}{Cl}}_2$

Chất khử: Ca; chất oxi hóa: Cl₂

Bước 2: Biểu diễn quá trình oxi hóa, quá trình khử

- Quá trình oxi hóa: $\stackrel{0}{Ca}\to \stackrel{+2}{Ca}+2e$

- Quá trình khử: ${\stackrel{0}{Cl}}_2+2e\to 2\stackrel{-1}{Cl}$

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử và chất oxi hóa

$\begin{array}{c}1\times \\ 1\times \end{array}\left|\begin{array}{c}\stackrel{0}{Ca}\to \stackrel{+2}{Ca}+2e\\ {\stackrel{0}{Cl}}_2+2e\to 2\stackrel{-1}{Cl}\end{array}\right.$

Bước 4: Điền hệ số của các chất có mặt trong phương trình hóa học. Kiểm tra sự cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế.

Ca + Cl₂ → CaCl₂

3. Điều kiện để Ca tác dụng với Cl₂

- Phản ứng xảy ra ngay điều kiện thường.

4. Cách tiến hành thí nghiệm

- Cho Ca vào bình chứa khí Cl₂.

5. Hiện tượng phản ứng

Bình khí nhạt màu dần, sau phản ứng thu được chất rắn màu trắng.

6. Mở rộng kiến thức về tính chất hoá học chlorine (clo)

- Nguyên tử clo có độ âm điện lớn (3,16) chỉ sau F (3,98) và O (3,44). Vì vậy trong các hợp chất với các nguyên tố này clo có số oxi hóa dương (+1; +3; +5; +7), còn trong các trường hợp khác clo có số oxi hóa âm (-1).

- Khi tham gia phản ứng hóa học clo dễ dàng nhận thêm 1 electron:

          Cl + 1e → Cl^-

⇒ Tính chất hóa học cơ bản của clo là tính oxi hóa mạnh.

6.1. Tác dụng với kim loại

- Khí clo oxi hóa trực tiếp được hầu hết các kim loại tạo thành muối clorua. Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường hoặc không cao lắm, phản ứng xảy ra nhanh, tỏa nhiều nhiệt.

- Ví dụ:

2Na + Cl₂ $\stackrel{t^0}{\to }$2NaCl

2Fe + 3Cl₂ $\stackrel{t^0}{\to }$ 2FeCl₃

Cu + Cl₂ $\stackrel{t^0}{\to }$CuCl₂

- Trong phản ứng với kim loại clo thể hiện tính oxi hóa.

6.2. Tác dụng với hiđro

- Ở nhiệt độ thường và trong bóng tối, khí clo hầu như không phản ứng với khí hiđro.

- Khi chiếu sáng hỗn hợp bởi ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng của magie cháy, phản ứng xảy ra và có thể nổ. Hỗn hợp nổ mạnh nhất khi tỉ lệ số mol giữa hiđro và clo là 1 : 1.

- Phương trình hóa học:

          H₂ + Cl_{2 $\stackrel{as}{\to }$} 2HCl  

- Trong phản ứng với H₂, clo thể hiện tính oxi hóa.

6.3. Tác dụng với nước

- Khi tan trong nước, một phần khí clo tác dụng với nước tạo ra hỗn hợp axit clohiđric và axit hipoclozơ.

- Phương trình hóa học:

${\stackrel{0}{Cl}}_2 +H_{2}O \rightleftarrows H\stackrel{-1}{Cl}+H\stackrel{+1}{Cl}O$

Trong phản ứng trên clo vừa là chất oxi hóa vừa là chất khử.

- Phản ứng trên là phản ứng thuận nghịch do HClO là chất oxi hóa mạnh, có thể oxi hóa HCl thành Cl₂ và H₂O. Cũng do HClO có tính oxi hóa mạnh nên nước clo có tính tẩy màu.

- Chú ý: Thành phần của nước clo gồm: Cl₂; HCl; HClO; H₂O

Mở rộng:

Ngoài ra, clo có thể tham gia một số phản ứng hóa học khác như:

- Tác dụng với dung dịch bazơ:

Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

3Cl₂ + 6KOH $\stackrel{t^0}{\to }$ KClO₃ + 5KCl + 3H₂O

- Tác dụng với muối của các halogen khác

Cl₂ + 2NaBr → 2NaCl + Br₂

Cl₂ + 2FeCl₂ → 2FeCl₃

- Tác dụng với chất khử khác            

3Cl₂ + 2NH₃ → N₂ + 6HCl

Cl₂ + SO₂ + 2H₂O → H₂SO₄ + 2HCl

7. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1: Đốt 28 gam bột sắt trong khí clo dư. Khối lượng muối clorua sinh ra là

A. 32,50 gam

B. 24,50 gam

C. 81,25 gam                

D. 25,40 gam

Lời giải:

Đáp án: C

Ta có: n_Fe = 0,5 mol

$\to n_{FeC{l}_3}=\mathrm{0,5}mol\to m_{FeC{l}_3}=\mathrm{81,25}gam$

Câu 2: Cho 10,8 gam kim loại M tác dụng hoàn toàn với khí Cl₂ dư thu được 53,4 gam muối clorua. Kim loại M là

A. Mg                            

B. Al          

C. Fe                             

D. Zn

Lời giải:

Đáp án: B

Phương trình hóa học:

$M+\frac{n}{2}C{l}_2\to MC{l}_n$

$\to \frac{\mathrm{10,8}}{M}=\frac{\mathrm{53,4}}{M+\mathrm{35,5}n}\to M=9n$

 

Với n = 3 → M = 27 (Al).

Câu 3: Đốt cháy hết 13,6g hỗn hợp Mg, Fe trong bình kín chứa khí clo dư, sau phản ứng thì lượng clo trong bình giảm tương ứng 0,4 mol. Khối lượng muối clorua khan thu được là.

A. 65,0 g.                  

B. 38,0 g.                  

C. 50,8 g.                  

D. 42,0 g.

Lời giải:

Đáp án: D                                                        

m_muối = m_KL $+m_{C{l}_2}=\mathrm{13,6}+\mathrm{0,4.71}=42$

Câu 4: Khí Cl₂ ẩm có tính tẩy màu là do

A. Cl₂ có tính oxi hóa mạnh.

B. Cl₂ tác dụng với nước tạo thành HClO có tính tẩy màu.

C. Cl₂ tác dụng với nước tạo thành dung dịch axit.

D. Cl₂ vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử.

Lời giải:

Đáp án: B

Khi tan trong nước, một phần khí clo tác dụng với nước theo phản ứng thuận nghịch:

$C{l}_2+H_{2}O\rightleftarrows HCl+HClO$

Axit hipoclorơ có tính oxi hóa rất mạnh, nó phá hủy các chất màu, vì thế clo ẩm có tác dụng tẩy màu.

Câu 5: Cho 13,44 lít khí clo (đktc) đi qua 2,5 lít dung dịch KOH ở 100^oC. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 37,25 gam KCl. Dung dịch KOH trên có nồng độ là

A. 0,24M                                

B. 0,20M             

C. 0,40M                      

D. 0,48M

Lời giải:

Đáp án: A

$n_{C{l}_2}=\mathrm{0,6}mol,n_{KCl}=\mathrm{0,5}mol$

$3C{l}_2+6KOH\stackrel{{100}^{o}C}{\to }KCl{O}_3+5KCl+3H_{2}O$

Vì $\frac{\mathrm{0,6}}{3}>\frac{\mathrm{0,5}}{5}\to$ Cl₂ dư, KOH phản ứng hết

→ Tính số mol KOH theo KCl

→ n_KOH = 0,6 mol

→ C_M(KOH) = 0,24M

Câu 6: Cho V lít Cl₂ tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ ở điều kiện thường, cô cạn dung dịch thu được m₁ gam muối khan. Cũng lấy V lít Cl₂ cho tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ, đun nóng ở 80^oC, cô cạn dung dịch thu được m₂ gam muối. Thể tích khí Cl₂ đo ở cùng điều kiện. Tỉ lệ m₁:m₂ là

A. 1:2

B. 1:1,5.                        

C. 1:1                            

D. 2:1.

Lời giải:

Đáp án: C

$C{l}_2+2NaOH\to NaCl+NaClO+H_{2}O$

$3C{l}_2+6NaOH\stackrel{t^0}{\to }5NaCl+NaCl{O}_3+3H_{2}O$

Bảo toàn khối lượng cho phương trình (1)

$\to m_1=m_{C{l}_2\left(1\right)}+m_{NaOH\left(1\right)}-m_{H_{2}O\left(1\right)}$(*)

Bảo toàn khối lượng cho phương trình (2)

$\to m_2=m_{C{l}_2\left(2\right)}+m_{NaOH\left(2\right)}-m_{H_{2}O\left(2\right)}$(**)

Theo phương trình: $\left\{\begin{array}{l}{n}_{NaOH}=2n_{C{l}_2}\to n_{NaOH\left(1\right)}=n_{NaOH\left(2\right)}\\ n_{H_{2}O}=n_{C{l}_2}\to n_{H_{2}O\left(1\right)}=n_{H_{2}O\left(2\right)}\end{array}\right.$

Từ (*) và (**) → m₁ = m₂

→ m₁ : m₂ = 1:1

Câu 7: Cho 1 lít H₂ (đktc) tác dụng với 0,672 lít Cl₂ (đktc) rồi hòa tan sản phẩm vào nước để được 20 gam dung dịch A. Lấy 5 gam A tác dụng với dung dịch AgNO₃ dư thu được 1,435 gam kết tủa. Tính hiệu suất phản ứng giữa H₂ và Cl₂ (giả sử Cl₂ và H₂ không tan trong nước)

A. 50%      

B. 33,33%                      

C. 60%                           

D. 66,67%

Lời giải:

Đáp án: D

$n_{H_2}=\mathrm{0,0446}mol;n_{C{l}_2}=\mathrm{0,03}mol$

H₂ + Cl₂ → 2HCl

Vì $n_{H_2}>n_{C{l}_2}\to$hiệu suất phản ứng tính theo Cl₂

AgNO₃ + HCl → AgCl ↓ + HNO₃

→ n_{HCl (5g A)} = n_AgCl = 0,01 mol

→ n_{HCl (20g A)} = 0,01.4 = 0,04 mol

Theo phương trình:

$\begin{array}{l}{n}_{C{l}_2\left(phanung\right)}=\frac{1}{2}{n}_{HCl}=\mathrm{0,02}mol\\ \to H=\frac{\mathrm{0,02}}{\mathrm{0,03}}.100\%=\mathrm{66,67}\%\end{array}$

Câu 8: Cho sơ đồ chuyển hóa sau: Cl₂ → X → Y → Z → X → Cl₂. Trong đó X, Y, Z là các chất rắn; Y và Z đều chứa natri. X, Y, Z là

A. NaCl, NaBr, Na₂CO₃                                  

B. NaBr, NaOH, Na₂CO₃

C. NaCl, Na₂CO₃, NaOH                                                                  

D. NaCl, NaOH, Na₂CO₃

Lời giải:

Đáp án: D

Cl₂ → NaCl → NaOH → Na₂CO₃ → NaCl → Cl₂.

2Na   +  Cl₂ →   2NaCl

2NaCl +2H₂O $\stackrel{ddpddd có màng ngăn}{\to }$2NaOH + H₂ + Cl₂

2NaOH + CO₂  → Na₂CO₃ + H₂O

Na₂CO₃ + 2HCl →  2NaCl + H₂O + CO₂

2NaCl +2H₂O $\stackrel{ddpddd có màng ngăn}{\to }$ 2NaOH + H₂ + Cl₂

Câu 9: Nước Gia-ven là hỗn hợp các chất nào sau đây?

A. HCl, HClO, H₂O.                                    

B.NaCl, NaClO, H₂O.

C. NaCl, NaClO₃, H₂O.                               

D. NaCl, NaClO₄, H₂O.

Lời giải:

Đáp án: B

Cho khí clo tác dụng với dung dịch NaOH loãng ở nhiệt độ thường ta thu được nước Gia-Ven theo PTHH sau: 2NaOH  +  Cl₂  →  NaCl  +  NaClO  + H₂O.

Câu 10: Clorua vôi có công thức là

A. CaOCl.                 

B. CaOCl₂.                           

C. Ca(OCl)₂.                     

D. CaCl₂.

Lời giải:

Đáp án: B

Vì công thức phân tử của clorua vôi là CaOCl₂.

Xem thêm các phương trình hóa học khác:

Ca + H2O → Ca(OH)2 + H2 | Ca ra Ca(OH)2

Fe + Cl2 → FeCl3 | Fe ra FeCl3

SO2 + Cl2 + H2O → HCl + H2SO4 | SO2 ra H2SO4

H2S + Cl2 + H2O → H2SO4 + HCl | H2S ra H2SO4

NaOH + Cl2 → NaCl + NaClO + H2O | Cl2 ra NaCl | Cl2 ra NaClO | NaOH ra NaCl | NaOH ra NaClO