Hóa học 10 CTST Bài 18: Hydrogen Halide và một số phản ứng của ion Halide

* Giải thích xu hướng biến đổi tính chất vật lí của Hydrogen halide

- Hydrogen halide là hợp chất của hydrogen với halogen, công thức tổng quát là HX, với X là halogen. Hậu tố “ide” trong hydrogen halide được thay thế từ hậu tố “ine” của tên halogen.

Bảng 18.1. Bảng mô tả đặc điểm, tính chất vật lí của hydrogen halide (HX)

Hình 18.1.Tương tác Van der Waals giữa các phân tử HX

Hình 18.2. Liên kết hydrogen giữa các phân tử HF

- Nhiệt độ sôi của các hydrogen halide tăng dần từ HCl đến HI. Nguyên nhân là do khối lượng phân tử tăng, làm tăng năng lượng cần thiết cho quá trình sối; đồng thời, sự tăng kích thước và số electron trong phân tử, dẫn đến tương tác van der Waals giữa các phân tử tăng. - 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 fluoride cao bất thường so với các hydrogen halide còn lại.

* Tìm hiểu tính acid của các Hydrohalic Acid

- Các hydrogen halide tan trong nước, tạo thành hydrohalic acid tương ứng. Hydrofluoric acid (HF) là acid yếu, nhưng có tính chất đặc biệt là ăn mòn thuỷ tinh, phương trình hoá học của phản ứng: SiO₂ + 4HF → SiF₄ + 2H₂O

- Các dung dịch HCl, HBr, HI là những acid mạnh, có đầy đủ tính chất hoá học chung của acid như làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ, tác dụng với kim loại đứng trước hydrogen trong dãy hoạt động hoá học, tác dụng với basic oxide, base và một số muối.

Tính acid của các hydrohalic acid tăng dần từ hydrofluoric acid đến hydroiodic acid.

- Trong dịch vị dạ dày của người có hydrochloric acid với nồng độ trong khoảng 10^-4 - 10^-3 mol/L, đóng vai trò quan trọng trong quá trình tiêu hoá, cùng với enzyme và sự co bóp của cơ dạ dày nhằm chuyển hoá thức ăn thành chất dinh dưỡng cho cơ thể dễ hấp thụ.

* Tìm hiểu tính chất của các ion Halide

- Trong ion halide, các halogen có số oxi hoá thấp nhất là -1, do đó ion halide chỉ thể hiện tính khử trong phản ứng oxi hoá - khử.

Khi đun nóng các muối khan halide với chất oxi hoá mạnh, như dung dịch H,SO, đặc, ion chloride không khử được H2SO4 nên chỉ xảy ra phản ứng trao đổi (Hình 18.3a).

KCl + H₂SO₄ (đặc) → KHSO₄ + HCl

- Ion bromide khử H₂SO₄ đặc thành SO₂ và Br^- bị oxi hoá thành Br₂ sản phẩm có màu vàng đậm (Hình 18.3b).

\(2K\mathop {Br}\limits^{ - 1} \,\, + \,\,2{H_2}\mathop S\limits^{ + 6} {O_4}(dac) \to \mathop {B{r_2}}\limits^0  + \mathop S\limits^{ + 4} {O_2} + {K_2}S{O_4} + 2{H_2}O\)

- 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 (Hình 18.3c)

Hình 18.3. Các muối KCl (a), KBr (b), KI (c) phản ứng với dung dịch H2SO4 đặc

Tính khử của các ion halide tăng theo chiều F- < Cl- < Br- < I-

* Thực hành thí nghiệm nhận biết ion halide trong dung dịch

- Hoá chất: các dung dịch NaF, NaCl, NaBr, Nal và AgNO₃ có cùng nồng độ 0,1 M.

- Dụng cụ: ống nghiệm, ống hút nhỏ giọt, giá để ống nghiệm. Tiến hành

- Tiến hành:

+ Bước 1: Lấy lần lượt khoảng 2 mL mỗi dung dịch NaF, NaCl, NaBr và NaI cho vào 4 ống nghiệm, được đánh số thứ tự từ 1 đến 4.

+ Bước 2: Thêm tiếp vào mỗi ống nghiệm vài giọt dung dịch AgNO₃. Phương trình hoá học của các phản ứng:

NaCl + AgNO₃ → AgCl + NaNO₃

NaBr + AgNO3 → AgBr + + NaNO₃

Nal + AgNO₃ → AgI + NaNO₃

- Dung dịch NaF không phản ứng với dung dịch AgNO₃

Phân biệt các ion F-, Cl-, Br- và I- bằng cách cho dung dịch silver nitrate (AgNO3) vào dung dịch muối của chúng.

* Tìm hiểu các ứng dụng của hydrogen halide

- Hydrogen fluoride: Dùng để tẩy cặn trong các thiết bị trao đổi nhiệt; chất xúc tác trong nhà máy lọc dầu, công nghệ làm giàu uranium, sản xuất dược phẩm, ...

- Hydrogen chloride: Dùng để loại bỏ gỉ thép; sản xuất chất tẩy rửa nhà vệ sinh, các hợp chất vô cơ và hữu cơ phục vụ đời sống, sản xuất, ...

- Hydrogen bromide: Làm chất xúc tác cho các phản ứng hữu cơ, tổng hợp chất chống cháy chữa nguyên tố bromine như tetrabromobisphenol A, điều chế nhựa epoxy, sản xuất các vi mạch điện tử, ...

- Hydrogen iodide: Dùng làm chất khử phổ biến trong các phản ứng hoá học; sản xuất iodine và alkyl iodide, ...

Hydrogen halide có nhiều ứng dụng trong đời sống và sản xuất.

Bài 1: Thủy tinh vốn cứng, trơn và khá trơ về mặt hóa học nên việc chạm khắc là điều không đơn giản. Trước đây, muốn khắc các hoa văn, cần phủ lên bề mặt thủy tinh một lớp paraffin, thực hiện chạm khắc các hoa văn lên lớp paraffin, để phần thủy tinh cần khắc lộ ra. Nhỏ dung dịch hydrofluoric acid hoặc hỗn hợp CaF₂ và H₂SO₄ đặc lên lớp paraffin đó, phần thủy tinh cần chạm khắc sẽ bị ăn mòn, tạo nên những hoa văn trên vật dụng cần trang trí. Quá trình ăn mòn thủy tinh xảy ra thế nào? Các ion halide có tính chất gì? 

Hướng dẫn giải

- Quá trình ăn mòn thủy tinh: CaF₂ + 2H₂SO₄ → CaSO₄ + 2HF↑

+ Thủy tinh có thành phần chính là SiO₂

SiO₂ + 4HF → SiF₄↑ + 2H₂O

- Các ion halide có tính khử

Bài 2: Điện phân nóng chảy một muối 11,7g halogenua NaX người ta thu được 2,24 lít khí (đktc).

a) Xác định nguyên tố X ?

b) Tính thế tích khí HX thu được khi cho X tác dụng với 4,48 lít H₂ ở đktc ?

c) Tính tỷ lệ % các khí sau phản ứng ?

Hướng dẫn giải

PTHH: 2NaX → 2Na + X₂

a, n_X2 = 0,1 mol ⇒ n_NaX = 2. 0,1 = 0,2 mol.

M_NaX = 11,7/0,2 = 58,5 ⇒ X = 35,5 (Cl)

b, X₂ + H₂ → 2HX

n_H2 = 0,2 mol ⇒ n_HX = 2. n_X2= 0,2 mol (H₂ dư)

⇒ V_HX = 0,2.22,4 = 4,48 l

c, Sau phản ứng có 0,2 mol khí HCl và 0,1 mol H₂ dư

%HCl= 0,2/(0,2 + 0,1)= 66,67%

⇒ %H₂ = 33,33%

Bài 3: Để hoà tan hoàn toàn 8,1g một kim loại X thuộc nhóm IIIA cần dùng 450 ml dung dịch HCl 2M, thu được dung dịch A và V lít khí H₂ (đktc).

a) Xác định X

b) Tính giá trị V.

c) Tính nồng độ mol của dung dịch A, xem như thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể.

Hướng dẫn giải

a, PTHH: 2X + 6HCl → 2XCl₃ + 3H₂

n_HCl = 0,45 .2 =0,9 mol ⇒ n_X = 0,9/3= 0,3 mol

M_X = 8,1 /0,3 = 27 (Al)

b, n_H2 = 1/2n_HCl =0,45 mol

V_H2 = 0,45 .22,4 = 10,08 l

c, Dung dịch A là AlCl₃

n_AlCl3 = n_X = 0,3 mol

C_M = n/V = 0,3/0,45 = 0,67M

Sau bài học này, học sinh sẽ:

- Nhận xét và giải thích được xu hướng biến đổi nhiệt độ sôi của các hydrogen halide từ HCl tới HI dựa vào tương tác van der Waals. Giải thích được sự bất thường về nhiệt độ sôi của HF so với các HX khác.

- Trình bày được xu hướng biến đổi tính acid của dãy hydrohalic acid.

- Trình bày được tính khử của các ion halide (Cl-,Br-, I-) thông qua phản ứng với chất oxi hoá là sulfuric acid đặc.

- Thực hiện được thí nghiệm phân biệt các ion F-, Cl-, Br-,I- bằng cách cho dung dịch silver nitrate vào dung dịch muối của chúng.

- Nêu được ứng dụng của một số hydrogen halide.

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Hóa học 10 Chân trời sáng tạo Bài 18 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

• Câu 1:

  Cho Cl₂ tác dụng với 30,9 gam NaBr sau một thời gian thu được 26,45 gam muối X. Tính hiệu suất của phản ứng

  • A. 45,45%
  • B. 54,55%
  • C. 66,67%
  • D. 33,33%

• Câu 2:

  Dẫn Cl₂ vào 200 gam dung dịch KBr. Sau khi phản ứng hoàn toàn khối lượng muối tạo thành nhỏ hơn khối lượng muối ban đầu là 4,45 gam. Nồng độ phần trăm KBr trong dung dịch ban đầu.

  • A. 6,67%
  • B. 5,95%
  • C. 11,9%
  • D. 8,76%

• Câu 3:

  Cho các phản ứng:

  (1) O₃ + dung dịch KI →

  (2) F₂ + H₂O →

  (3) MnO₂ + HCl đặc →

  (4) Cl₂ + dung dịch H₂S →

  Các phản ứng tạo ra đơn chất là:

  • A. (1), (2), (3).
  • B. (1), (3), (4).
  • C. (2), (3), (4).   
  • D. (1), (2), (4).

Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Hóa học 10 Chân trời sáng tạo Bài 18 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Giải câu hỏi 1 trang 114 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải câu hỏi 2 trang 115 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Luyện tập 1 trang 115 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải câu hỏi 3 trang 115 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Luyện tập 2 trang 115 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Vận dụng trang 116 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải câu hỏi 4 trang 116 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải câu hỏi 5 trang 116 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Luyện tập trang 116 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải câu hỏi 6 trang 117 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Luyện tập trang 117 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải câu hỏi 7 trang 118 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Vận dụng trang 118 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 1 trang 119 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 2 trang 119 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 3 trang 119 SGK Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 18.1 trang 79 SBT Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 18.2 trang 79 SBT Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 18.3 trang 79 SBT Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 18.4 trang 79 SBT Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 18.5 trang 79 SBT Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 18.6 trang 79 SBT Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 18.7 trang 79 SBT Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 18.8 trang 79 SBT Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 18.9 trang 79 SBT Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 18.10 trang 80 SBT Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 18.11 trang 80 SBT Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 18.12 trang 80 SBT Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 18.13 trang 80 SBT Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 18.14 trang 80 SBT Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 18.15 trang 80 SBT Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 18.16 trang 81 SBT Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 18.17 trang 81 SBT Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 18.18 trang 81 SBT Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 18.19 trang 81 SBT Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 18.20 trang 82 SBT Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 18.21 trang 82 SBT Hóa học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Hóa học HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!