Giải Hoá Học 10 Bài 18: Hydrogen halide và một số phản ứng của ion halide
Lời giải:
- Hydrofluoric acid (HF) là acid rất yếu, nhưng có tính chất đặc biệt là ăn mòn thủy tinh, phương trình hóa học của phản ứng ăn mòn thủy tinh:
SiO2 + 4HF → SiF4↑ + 2H2O
- Tính chất của các ion halide: Trong ion halide, các halogen có số oxi hóa thấp nhất là -1, do đó ion halide chỉ thể hiện tính khử trong phản ứng oxi hóa – khử.
+ Tính khử của các ion halide tăng theo chiều: F- < Cl- < Br- < I-
+ Ví dụ: Ion bromide khử H2SO4 đặc thành SO2 và Br- bị oxi hóa thành Br2, sản phẩm có màu vàng đậm.
1. Tính chất vật lí của hydrogen halide
Lời giải:
- Nhiệt độ sôi của các hydrogen halide tăng dần từ HCl đến HI.
- Giải thích: Khối lượng phân tử tăng làm tăng năng lượng cần thiết cho quá trình sôi; đồng thời, sự tăng kích thước và số electron trong phân tử dẫn đến tương tác van der Waals giữa các phân tử tăng.
Lời giải:
Các phân tử hydrogen fluoride hình thành liên kết hydrogen liên phân tử, loại liên kết này bền hơn tương tác van der Waals, nên nhiệt độ sôi của hydrogen flouride cao bất thường so với các hydrogen halide còn lại.
Lời giải:
Fluorine là nguyên tố có độ âm điện lớn nhất ⇒ Liên kết H-F phân cực mạnh nhất ⇒ Tạo liên kết hydrogen bền với các phân tử H2O ⇒ hydrogen fluoride (HF) tan vô hạn trong nước.
2. Hydrohalic acid
Lời giải:
Năng lượng liên kết nhỏ + độ dài liên kết lớn ⇒ Liên kết H-X dễ dàng bị phá vỡ ⇒ Nguyên tử H càng linh động hay càng dễ phân ly ra H+ ⇒ Tính acid càng mạnh.
Năng lượng liên kết H-X giảm dần từ HF đến HI. Đồng thời độ dài liên kết cũng giảm dần từ HF đến HI ⇒ Tính acid tăng dần từ HF đến HI
Luyện tập trang 115 Hóa học 10: Hoàn thành phương trình hóa học của các phản ứng sau:
Lời giải:
(1) NaOH + HCl → NaCl + H2O
(2) Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
(3) CaO + 2HBr → CaBr2 + H2O
(4) K2CO3 + 2HI → 2KI + H2O + CO2
Vận dụng trang 116 Hóa học 10: Em hãy đề xuất cách bảo quản hydrofluoric aicd trong phòng thí nghiệm
Lời giải:
Vì hydrofluoric aicd có tính ăn mòn thủy tinh nên không sử dụng các lọ thủy tinh để đựng dung dịch hydrofluoric aicd. Thay vào đó ta có thể dùng lọ bằng nhựa, tối màu để đựng hydrofluoric aicd. Cần đậy kín, bảo quản ở nơi khô ráo, tránh ánh sáng trực tiếp.
3. Tính khử của các ion halide
Lời giải:
- Đối với Cl, chỉ xảy ra phản ứng trao đổi nên số oxi hóa giữ nguyên sau phản ứng.
- Số oxi hóa của nguyên tử các nguyên tố Br và I tăng từ -1 lên 0 trong phản ứng của muối halide với dung dịch H2SO4 đặc.
Câu hỏi 5 trang 116 Hóa học 10: Viết quá trình các ion halide bị oxi hóa thành đơn chất tương ứng
Lời giải:
Quá trình các ion halide bị oxi hóa thành đơn chất tương ứng:
Luyện tập trang 116 Hóa học 10: Phản ứng nào dưới đây chứng minh tính khử của các ion halide:
(1) BaCl2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2HCl
(3) 2HBr + H2SO4 → Br2 + SO2↑ + 2H2O
Lời giải:
Phản ứng (2) và (3) chứng minh tính khử của các ion halide.
- Với phản ứng (2): 2NaCl > 2Na + Cl2↑
Số oxi hóa của Cl tăng từ -1 lên 0 sau phản ứng;
- Với phản ứng (3) 2HBr + H2SO4 → Br2 + SO2↑ + 2H2O
Số oxi hóa của Br tăng từ -1 lên 0 sau phản ứng.
4. Nhận biết ion halide trong dung dịch
Thí nghiệm nhận biết ion halide trong dung dịch
Hóa chất: các dung dịch NaF, NaCl, NaBr, NaI và AgNO3, có cùng nồng độ 0,1M
Dụng cụ: ống nghiệm, ống hút nhỏ giọt, giá để ống nghiệm.
Bước 2: Thêm tiếp vào mỗi ống nghiệm vài giọt dung dịch AgNO3.
Lời giải:
- Hiện tượng thí nghiệm:
+ Ống nghiệm 1: Không có hiện tượng gì xảy ra.
+ Ống nghiệm 2: Xuất hiện kết tủa trắng
+ Ống nghiệm 3: Xuất hiện kết tủa vàng nhạt
+ Ống nghiệm 4: Xuất hiện kết tủa vàng đậm
- Phương trình hóa học của các phản ứng:
+ Ống nghiệm 1: Dung dịch NaF không phản ứng với dung dịch AgNO3
+ Ống nghiệm 2: NaCl + AgNO3 → AgCl↓trắng + NaNO3
+ Ống nghiệm 3: NaBr + AgNO3 → AgBr↓vàng nhạt + NaNO3
+ Ống nghiệm 4: NaI + AgNO3 → AgI↓vàng đậm + NaNO3
- Cách nhận biết các ion halide trong dung dịch:
Dùng silver nitrate (Ag) để nhận biết các ion halide trong dung dịch
+ Khi ion là F- không thấy có sự biến đổi, do không có phản ứng hóa học xảy ra.
+ Khi ion là Cl- xuất hiện kết tủa màu trắng silver chloride (AgCl)
Ag+ + Cl- → AgCl↓
+ Khi ion là Br- xuất hiện kết tủa màu vàng nhạt silver bromide (AgBr)
Ag+ + Br- → AgBr↓
+ Khi ion là I- xuất hiện kết tủa màu vàng đậm silver iodide (AgI)
Ag+ + I- → AgI↓
Lời giải:
Dụng cụ: Ống nghiệm, ống hút nhỏ giọt, giá để ống nghiệm
Tiến hành
Bước 1: Lấy lần lượt khoảng 2 mL 2 dung dịch cần nhận biết ra 2 ống nghiệm có đánh số.
Bước 2: Thêm tiếp vào mỗi ống nghiệm vài giọt dung dịch AgNO3
Hiện tượng:
- Ống nghiệm xuất hiện kết tủa trắng thì chất đem nhận biết là CaCl2.
CaCl2 + 2AgNO3 → Ca(NO3)2 + 2AgCl↓
- Ống nghiệm không có hiện tượng gì thì chất ban đầu đem nhận biết là NaNO3.
5. Ứng dụng của các hydrogen halide
Câu hỏi 7 trang 118 Hóa học 10: Tìm những ứng dụng khác của hydrogen halide trong đời sống, sản xuất
Lời giải:
- Hydrogen fluoride (HF)
+ Một lượng đáng kể hydrogen fluoride được dùng trong sản xuất cryolite (thành phần chính là Na3AlF6), đóng vai trò chất chảy trong quá trình sản xuất aluminium từ aluminium oxide.
+ Dung dịch nước của hydrogen fluoride là hydrofluoric acid có khả năng hòa tan silicon doixide nên được sử dụng để khắc các chi tiết lên thủy tinh theo phản ứng.
SiO2 + 4HF → SiF4↑ + 2H2O
+ Được sử dụng trong quá trình sản xuất teflon.
- Hydrogen chloride:
+ Trong sản xuất nước đóng chai, hydrochloric acid tinh khiết được sử dụng để tái sinh các nhựa trao đổi ion nhằm thay thế các ion Na+ và Ca2+ bằng ion H+.
Lời giải:
Người mắc bệnh ợ chua do nồng độ acid cao (lớn hơn 10-3 M). Thuốc chứa NaHCO3 có tác dụng trung hòa acid trong dạ dày làm giảm nồng độ acid theo phản ứng:
NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2
Bài tập (trang 119)
Bài 1 trang 119 Hóa học 10: Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra trong các trường hợp:
a) Kim loại Mg phản ứng với dung dịch HBr
b) Dung dịch KOH phản ứng với dung dịch HCl
c) Muối CaCO3 phản ứng với dung dịch HCl
d) Dung dịch AgNO3 phản ứng với dung dịch CaI2
Lời giải:
a) Kim loại Mg phản ứng với dung dịch HBr
Mg + 2HBr → MgBr2 + H2
b) Dung dịch KOH phản ứng với dung dịch HCl
KOH + HCl → KCl + H2O
c) Muối CaCO3 phản ứng với dung dịch HCl
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2
d) Dung dịch AgNO3 phản ứng với dung dịch CaI2
2AgNO3 + CaI2 → Ca(NO3)2 + 2AgI
NaX(khan) + H2SO4(đặc) HX↑ + NaHSO4 (hoặc Na2SO4)
a) Cho biết HX là chất nào trong các chất sau: HCl, HBr, HI. Giải thích.
b) Có thể dụng dung dịch NaX và H2SO4 loãng để điều chế HX theo phản ứng trên được không. Giải thích
Lời giải:
a) HX là HCl. Vì:
+ Ion chloride không khử được H2SO4 nên chỉ xảy ra phản ứng trao đổi:
KCl + H2SO4 (đặc) KHSO4 + HCl↑
2KCl + H2SO4 (đặc) K2SO4 + 2HCl↑
+ Ion bromide khử H2SO4 đặc thành SO2 và Br- bị oxi hóa thành Br2, sản phẩm có màu vàng đậm.
2KBr + 2H2SO4 (đặc) → Br2 + SO2↑ + K2SO4 + 2H2O
+ Ion iodide có thể khử H2SO4 đặc thành H2S, S, SO2 tùy vào điều kiện phản ứng và I- bị oxi hóa thành I2 có màu đen tím.
2KI + 2H2SO4 (đặc) → I2↓ + SO2↑ + K2SO4 + 2H2O
6KI + 4H2SO4 (đặc) → 3I2↓ + S↓ + 3K2SO4 + 4H2O
8KI + 5H2SO4 (đặc) → 4I2 + H2S↑ + 4K2SO4 + 4H2O
Lời giải:
Đặt x (g) là khối lượng sodium chloride (NaCl) cần dùng.
500 mL nước ⇔ 500 g nước
Áp dụng công thức:
⇔
⇔ x = 4,54 gam
- Cách pha chế:
+ Cho khoảng 100 mL nước vào bình định mức có dung tích lớn hơn 500ml.
+ Cân 4,54 gam NaCl và cho vào bình định mức
+ Lắc đều hoặc khuấy cho đến khi muối tan hết
+ Tiếp tục cho nước đến vạch định mức 500 mL ta được dung dịch cần pha.
Xem thêm lời giải bài tập SGK Hoá học lớp 10 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:
Bài 13: Enthalpy tạo thành và biến thiên enthalpy của phản ứng hóa học
Bài 14: Tính biến thiên enthalpy của phản ứng hóa học
Bài 15: Phương trình tốc độ phản ứng và hằng số tốc độ phản ứng