Bài giảng Chương I: các halogen

Chương I: Các halogen A. Tóm tắt lý thuyết: Nhóm halogen gồm flo (F), clo (Cl), brom (Br) và iot (I). Đặc điểm chung của nhóm là ở vị trí nhóm VIIA trong bảng tuần hoàn, có cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns2np5. Các halogen thiếu một electron nữa là bão hòa lớp electron ngoài cùng, do đó chúng có xu hướng nhận electron, thể hiện tính oxi hóa mạnh. Trừ flo, các nguyên tử halogen khác đều có các obitan d trống, điều này giúp giải thích các số oxi hóa +1, +3, + 5, +7 của các halogen. Nguyên tố điển hình, có nhiều ứng dụng nhất của nhóm VIIA là clo. I- Clo a. Tính chất vật lí Là chất khí màu vàng lục, ít tan trong nước. b. Tính chất hoá học: Clo là một chất oxi hoá mạnh thể hiện ở các phản ứng sau: 1- Tác dụng với kim loại Kim loại mạnh: 2Na + Cl2 đ 2NaCl Kim loại trung bình: 2Fe + 3Cl2 đ 2FeCl3 Kim loại yếu: Cu + Cl2 đ CuCl2 2- Tác dụng với phi kim Cl2 + H2 2HCl 3- Tác dụng với nước Cl2 + H2O đ HCl + HClO Nếu để dung dịch nước clo ngoài ánh sáng, HClO không bền phân huỷ theo phương trình: HClO đ HCl + O Sự tạo thành oxi nguyên tử làm cho nước clo có tính tẩy màu và diệt trùng. 4- Tác dụng với dung dịch kiềm: Cl2 + 2KOH KCl + KClO + H2O 3Cl2 + 6KOH 5KCl + KClO3 + 3H2O 2Cl2 + 2Ca(OH)2 loãng đ CaCl2 + Ca(OCl)2 + 2H2O Cl2 + Ca(OH)2 huyền phù đ CaOCl2 + H2O 5- Tác dụng với dung dịch muối của halogen đứng sau: Cl2 + 2NaBr đ 2NaCl + Br2 Cl2 + 2NaI đ 2NaCl + I2 6- Tác dụng với hợp chất: 2FeCl2 + Cl2 đ 2FeCl3 6FeSO4 + 3Cl2 đ 2Fe2(SO4)3 + 2FeCl3 SO2 + Cl2 + 2H2O đ H2SO4+ 2HCl H2S + 4Cl2 + 4H2O đ H2SO4+ 8HCl c. Điều chế Nguyên tắc: Oxi hoá 2Cl- đ Cl2ư bằng các chất oxi hoá mạnh, chẳng hạn như: MnO2 + 4HCl đặc MnCl2 + Cl2 + 2H2O 2KMnO4 + 16HCl đ 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O 2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2 + H2 II- Axit HCl 1- Tác dụng với kim loại (đứng trước H): 2Al + 6HCl đ 2AlCl3 +3 H2 Fe + 2HCl đ FeCl2 + H2 2- Tác dụng với bazơ: HCl + NaOH đ NaCl + H2O 2HCl + Mg(OH)2 đ MgCl2 + H2O 3- Tác dụng với oxit bazơ Al2O3 + 6HCl đ 2AlCl3 + 3H2O CuO + 2HCl đ CuCl2 + H2O 4- Tác dụng với muối (tạo kết tủa hoặc chất bay hơi) CaCO3 + 2HCl đ CaCl2 + CO2+ H2O FeS + 2HCl đ FeCl2 + H2S Na2SO3 + 2HCl đ 2NaCl + SO2+ H2O AgNO3 + HCl đ AgCl + HNO3 5- Điều chế H2 + Cl2 2HCl NaCl tinh thể + H2SO4 đặc NaHSO4 + HCl (hoặc 2NaCl tinh thể + H2SO4 đặc 2Na2SO4 + HCl) III. Nước Giaven Cl2 + 2KOH đ KCl + KClO + H2O Cl2 + 2NaOH đ NaCl + NaClO + H2O (Dung dịch KCl + KClO + H2O hoặc NaCl + NaClO+ H2O được gọi là nước Giaven) IV. Clorua vôI - Điều chế: Cl2 + Ca(OH)2 sữa vôi đ CaOCl2 + 2H2O (Hợp chất CaOCl2 được gọi là clorua vôi) B. Bài tập có lời giải: đề bài 1. Gây nổ hỗn hợp gồm ba khí trong bình kín. Một khí được điều chế bằng cách cho axit clohiđric có dư tác dụng với 21,45g Zn. Khí thứ hai thu được khi phân huỷ 25,5g natri nitrat, phương trình phản ứng: 2NaNO3 2NaNO2 + O2 Khí thứ ba thu được do axit clohiđric đặc, có dư tác dụng với 2,61g mangan đioxit. Tính nồng độ phần trăm (%) của chất trong dung dịch thu được sau khi gây ra nổ. 2. Khi cho 20m3 không khí có chứa khí clo đi qua một ống đựng muối KBr, khối lượng của muối đó giảm bớt 178 mg. Xác định hàm lượng của khí clo (mg/m3) trong không khí. 3. Hỗn hợp A gồm hai kim loại Mg và Zn. Dung dịch B là dung dịch HCl nồng độ a mol/lít. Thí nghiệm 1: Cho 8,9g hỗn hợp A vào 2 lít dung dịch B, kết thúc phản ứng thu được 4,48lít H2 (đktc). Thí nghiệm 2: Cho 8,9g hỗn hợp A vào 3 lít dung dịch B, kết thúc phản ứng cũng thu được 4,48lít H2 (đktc). Tính a và phần trăm khối lượng mỗi kim loại trong A? Cho: Mg = 24, Zn = 65, H = 1, Cl = 35,5. 4. Hỗn hợp A gồm KClO3, Ca(ClO3)2, Ca(ClO)2, CaCl2 và KCl nặng 83,68 gam. Nhiệt phân hoàn toàn A ta thu được chất rắn B gồm CaCl2, KCl và một thể tích O2 vừa đủ oxi hoá SO2 thành SO3 để điều chế 191,1 gam dung dịch H2SO4 80%. Cho chất rắn B tác dụng với 360 ml dung dịch K2CO3 0,5M (vừa đủ) thu được kết tủa C và dung dịch D. Lượng KCl trong dung dịch D nhiều gấp 22/3 lần lượng KCl có trong A. - Tính khối lượng kết tủa A. - Tính % khối lượng của KClO3 trong A. 5. Hoà tan 1,74g MnO2 trong 200ml axit clohiđric 2M. Tính nồng độ (mol/l) của HCl và MnCl2 trong dung dịch sau khi phản ứng kết thúc. Giả thiết khí clo thoát hoàn toàn khỏi dung dịch và thể tích của dung dịch không biến đổi. 6. Khi đun nóng muối kali clorat, không có xúc tác, thì muối này bị phân huỷ đồng thời theo hai phương trình hóa học sau: 2 KClO3 đ 2 KCl + 3 O2 (a) 4 KClO3 đ 3 KClO4 + KCl (b) Hãy tính: Phần trăm khối lượng KClO3 bị phân huỷ theo (a)? Phần trăm khối lượng KClO3 bị phân huỷ theo (b)? Biết rằng khi phân huỷ hoàn toàn 73,5g kali clorat thì thu được 33,5g kali clorua. 7. Hoàn thành sơ đồ biến hoá sau : 8. Cho axit clohiđric, thu được khi chế hóa 200g muối ăn công nghiệp (còn chứa một lượng đáng kể tạp chất), tác dụng với d MnO2 để có một lượng khí clo đủ phản ứng với 22,4g sắt kim loại. Xác định hàm lượng % của NaCl trong muối ăn công nghiệp. 9. Cần bao nhiêu gam KMnO4 và bao nhiêu ml dung dịch axit clohiđric 1M để có đủ khí clo tác dụng với sắt tạo nên 16,25g FeCl3 ? 10. Nung mA gam hỗn hợp A gồm KMnO4 và KClO3 ta thu được chất rắn A1 và khí O2. Biết KClO3 bị phân huỷ hoàn toàn theo phản ứng : 2KClO3 đ 2KCl + 3O2 (1) còn KMnO4 bị phân huỷ một phần theo phản ứng : 2KMnO4 đ K2MnO4 + MnO2 + O2 (2) Trong A1 có 0,894 gam KCl chiếm 8,132% khối lượng. Trộn lượng O2 thu được ở trên với không khí theo tỉ lệ thể tích V : Vkk = 1:3 trong một bình kín ta được hỗn hợp khí A2. Cho vào bình 0,528 gam cacbon rồi đốt cháy hết cacbon thu được hỗn hợp khí A3 gồm ba khí, trong đó CO2 chiếm 22,92% thể tích. a. Tính khối lượng mA. b. Tính % khối lượng của các chất trong hỗn hợp A. Cho biết: Không khí chứa 80% N2 và 20% O2 về thể tích. 11. Điện phân nóng chảy a gam muối A tạo bởi kim loại M và halogen X ta thu được 0,96g kim loại M ở catốt và 0,896 lít khí (đktc) ở anốt. Mặt khác hoà tan a gam muối A vào nước, sau đó cho tác dụng với AgNO3 dư thì thu được 11,48 gam kết tủa. 1. Hỏi X là halogen nào ? 2. Trộn 0,96 gam kim loại M với 2,242 gam kim loại M’ có cùng hoá trị duy nhất, rồi đốt hết hỗn hợp bằng oxi thì thu được 4,162 gam hỗn hợp hai oxit. Để hoà tan hoàn toàn hỗn hợp oxit này cần 500ml dung dịch H2SO4 nồng độ C (mol/l). a. Tính % số mol của các oxit trong hỗn hợp của chúng. b. Tính tỷ lệ khối lượng nguyên tử của M và M’. c. Tính C (nồng độ dung dịch H2SO4). Cho: F = 19; Cl = 35,5 ; Br = 80 ; I = 127 ; Ag = 108 ; O = 16. 12. A, B là các dung dịch HCl có nồng độ khác nhau. Lấy V lít dung dịch A cho tác dụng với AgNO3 dư thì tạo thành 35,875 gam kết tủa. Để trung hoà V’ lít dung dịch B cần dùng 500 ml dung dịch NaOH 0,3 M. 1. Trộn V lít dung dịch A với V’ lít dung dịch B ta được 2 lít dung dịch C (cho V + V’ = 2 lít). Tính nồng độ mol/l của dung dịch C. 2. Lấy 100 ml dung dịch A và 100 ml dung dịch B cho tác dụng hết với Fe thì lượng H2 thoát ra từ hai dung dịch chênh lệch nhau 0,448 lít (đktc). Tính nồng độ mol/l của các dung dịch A, B. Cho: Cl = 35,5 ; Ag = 108. 13. Cho khí HI vào một bình kín rồi đun nóng đến nhiệt độ xác định để xảy ra phản ứng sau: 2 HI (k) H2 (k) + I2 (k) DH = - 52 kJ. 1. Tính năng lượng liên kết H - I, biết rằng năng lượng liên kết H - H và I - I tương ứng bằng 435,9 kJ/mol và 151 kJ/mol. 2. Tính phần trăm số mol HI bị phân ly thành H2 và I2 khi phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng, biết rằng tốc độ phản ứng thuận (vt) và nghịch (vn) được tính theo công thức: vt = kt [HI]2 và vn = kn [H2][I2] và kn = 64 kt. 3. Nếu lượng HI cho vào ban đầu là 0,5 mol và dung tích bình phản ứng là 5 lít thì khi ở trạng thái cân bằng nồng độ mol/l của các chất trong phản ứng là bao nhiêu? 4. Nhiệt độ, áp suất và chất xúc tác có ảnh hưởng như thế nào đến sự chuyển dịch cân bằng của phản ứng trên ? Dựa vào nguyên lý Lơsatơlie hãy giải thích ? 14. Đun 8,601 gam hỗn hợp A của natri clorua, kali clorua và amoni clorua đến khối lượng không đổi. Chất rắn còn lại nặng 7,561 gam, được hoà tan trong nước thành một lít dung dịch. Người ta thấy 2 ml dung dịch phản ứng vừa đủ với 15,11 ml dung dịch bạc nitrat 0,2 M. Tính % khối lượng của Na, K, N, H và Cl trong hỗn hợp. 15. 1. Người ta có thể điều chế Cl2 bằng cách cho HCl đặc, dư tác dụng với m1 gam MnO2, m2 gam KMnO4, m3 gam KClO3, m4 gam K2Cr2O7. a. Viết phương trình phản ứng xảy ra. b. Để lượng Cl2 thu được ở các trường hợp đều bằng nhau thì tỷ lệ: m1 : m2 : m3 : m4 sẽ phải như thế nào ?. c. Nếu m1 = m2 = m3 = m4 thì trường hợp nào thu được nhiều Cl2 nhất, trường hợp nào thu được Cl2 ít nhất (không cần tính toán, sử dung kết quả ở câu b). 2. Nên dùng amoniac hay nước vôi trong để loại khí độc Cl2 trong phòng thí nghiệm, tại sao ? Hướng dẫn giải 1. Zn + 2 HCl đ ZnCl2 + H2ư 65g 1 mol 21,45g x = 0,33mol 2 NaNO3 2 NaNO2 + O2 2.85g 1mol 25,5g y = 0,15mol MnO2 + 4 HCl đ MnCl2 + Cl2ư + 2 H2O 87g 1mol 2,61g 0,03mol Phản ứng xảy ra giữa các khí theo phương trình phản ứng : 2H2 + O2 đ 2H2O 0,3mol ơ 0,15mol đ 0,3mol H2 + Cl2 đ 2HCl 0,03mol ơ 0,03mol đ 0,06mol Như vậy, các khí tác dụng với nhau vừa đủ, phản ứng tạo thành 0,3mol nước hay 0,3 . 18 = 5,4 (g) nước ; 0,06mol hiđro clorua, hay 0,06 . 36,5 = 2,19 (g) HCl. Khí HCl tan trong nước tạo thành axit clohiđric 2. Cl2 + 2KBr đ 2KCl + Br2 Sau khi đã phản ứng, muối KBr giảm khối lượng là vì clo đã thay thế brom. Một mol Br2 có khối lượng lớn hơn một mol Cl2 là: 160g - 71g = 89g. Số mol Cl2 đã phản ứng là: Lượng khí clo có trong 20m3 không khí là : 71g ´ 0,002 = 0,0142g hay 14,2 mg Hàm lượng của khí clo trong không khí là : 3. Từ dữ kiện của bài toán nhận thấy lượng HCl đã dùng trong thí nghiệm 1 là vừa đủ để hoà tan hết hỗn hợp kim loại. Nên số mol HCl có trong 2 lít dung dịch B là: (mol) ị nồng độ HCl trong dung dịch B là: a = 0,2 (mol/l). Gọi số mol Mg, Zn trong 8,9 gam hỗn hợp lần lượt là x và y. Ta có hệ phương trình toán học: (0,2 là tổng số mol H2 đã thoát ra) Giải ra ta được x = 0,1 và y = 0,1. Vậy %mMg = và %mZn = 100% - 26,97% = 73,03%. 4. Theo định luật bảo toàn khối lượng, tổng số mol KCl trong B = x + y = (trong đó 32 và 111 là KLPT của O2 và của CaCl2). Mặt khác : Giải hệ phương trình, ta có: x = 0,4 5. MnO2 + 4HCl đ MnCl2 + Cl2ư + 2H2O 1 mol 4 mol 1 mol 0,02mol 0,08 mol 0,03mol Số mol MnO2 đã được hòa tan trong axit clohiđric là : Nhìn vào phương trình phản ứng, ta thấy 1 mol MnO2 tác dụng với 4 mol HCl tạo nên 1 mol MnCl2. Vậy 0,02 mol MnO2 đã tác dụng với 0,08 mol HCl tạo nên 0,02 mol MnCl2. Số mol HCl còn lại trong dung dịch là : 0,4 mol - 0,08mol = 0,32 mol Nồng độ của HCl còn lại trong dung dịch là : Nồng độ của MnCl2 trong dung dịch là : 6. Gọi x là số mol KClO3, bị phân huỷ thành O2 y là số mol KClO3, bị phân huỷ thành KClO4 2KClO3 đ 2KCl + 3O2ư (a) x x 4KClO3 đ 3KClO4 + KCl (b) y y/ 4 Theo bài ra : Muối bị phân hủy theo a) : Muối bị phân hủy theo b) : 7. Các phương trình hóa học: 2KClO3 đ 2KCl + 3O2 2KCl + MnO2 + 2H2SO4 đ Cl2ư + K2SO4 + MnSO4 + 2H2O 2KCl 2 K + Cl2 2K + 2H2O đ 2KOH + H2ư 3Cl2 + 6 KOH 5KCl + KClO3 + 3H2O 8. Các phản ứng cần thiết để biến hóa NaCl thành FeCl3 là : NaCl + H2SO4 đ NaHSO4 + HCl (1) 4HCl + MnO2 đ MnCl2 + Cl2ư + 2H2O (2) 3Cl2 + 2Fe đ 2FeCl3 (3) Số mol Fe cần tác dụng với clo là: Từ ba phương trình phản ứng (1), (2), (3) trên ta thấy 2 mol Fe phản ứng với 3 mol Cl2 ; 1 mol Cl2 được tạo nên từ 4 mol HCl và 1 mol HCl được tạo nên từ 1 mol NaCl. Vậy 0,4 mol Fe phản ứng với 0,6 mol Cl2 ; 0,6 mol Cl2 được tạo nên từ 2,4 mol HCl và 2,4 mol HCl được tạo nên từ 2,4 mol NaCl. Khối lượng NaCl có trong muối ăn công nghiệp là : 58,5g ´ 2,4 = 140,4g Hàm lượng phần trăm của NaCl trong muối ăn công nghiệp là : 9. 2KMnO4 + 16HCl đ 2MnCl2 + 2KCl + 5Cl2 + 8H2O (1) 3Cl2 + 2 Fe đ 2FeCl3 (2) Số mol FeCl3 được tạo nên là: Nhìn vào phương trình phản ứng (2) ta thấy 3 mol Cl2 tạo nên 2 mol FeCl3. Vậy số mol Cl2 đã phản ứng với Fe là: Nhìn vào phương trình phản ứng (1) ta thấy 2 mol KMnO4 tác dụng với 16 mol HCl tạo nên 5 mol Cl2. Vậy số mol KMnO4 cần dùng là : Và số mol HCl đã phản ứng là: Khối lượng KMnO4 cần dùng là: 158g ´ 0,06 = 9,48g Thể tích dung dịch HCl 1 M cần dùng là: (lít) hay 480 ml. 10.a. 2KClO3 đ 2KCl + 3O2 (1) 2KMnO4 đ K2MnO4 + MnO2 + O2 (2) Gọi n là tổng số mol O2 thoát ra từ (1) và (2). Sau khi trộn n mol O2 với 3n mol không khí (trong đó có mol O2 và mol N2) ta thấy tổng số mol O2 bằng (1 + 0,6) n = 1,6n. Vì số mol cacbon = , và vì theo điều kiện bài toán, sau khi đốt cháy thu được hỗn hợp 3 khí, nên ta có 2 trường hợp: Trường hợp 1: Nếu oxi dư, tức 1,6n > 0,044, thì cacbon chỉ cháy theo phản ứng C + O2 đ CO2 (3) Các khí gồm: oxi dư + nitơ + CO2 ị (1,6 n - 0,044) + 2,4n + 0,044 = 0,192 Khối lượng mA = khối lượng chất rắn còn lại + khối lượng oxi thoát ra. Trường hợp 2: Nếu oxi thiếu, tức 1,6 < 0,044, thì cacbon cháy theo 2 cách: C + O2 đ CO2 (3) 2C + O2 đ 2CO (4) Các khí trong hỗn hợp có N2 (2,4n), CO2 (n') và CO (0,044 - n'). Như vậy tổng số mol khí = 2,4n + 0,044. Theo các phản ứng (3,4) thì số mol O2 bằng: Giải ra có n = 0,0204 b. Tính % khối lượng các chất trong A. Đối với trường hợp a) : Đối với trường hợp b) 11. 1.Phương trình phản ứng: 2 MXn 2 M + n X2ư (1) (n là hoá trị của kim loại M) MXn + n AgNO3 đ n AgX¯ + M(NO3)n (2) Số mol X2 = , do đó số mol X = 0,08. Theo (2) . Suy ra X = 35,5. Vậy X là clo. 2. Để đơn giản, kí hiệu công thức phân tử của các oxit là M2On và M’2On: 2 M + O2 đ M2On (3) 2 M’ + O2 đ M’2On (4) Vì clo hoá trị I, còn oxihoá trị II, do đó 0,96 gam kim loại M hoá hợp với 0,08 mol Cl hoặc 0,04 mol O, tức là 0,04 . 16 = 0,64 (g) oxi. Vậy khối lượng oxi trong M’2On= 4,162–0,96 – 2,242 – 0,64= 0,32(g), tức là 0,02 mol O. Gọi x, y là số mol của M2On và M’2On ta có: đ x = 2y, tức M2On chiếm 66,7% và M’2On chiếm 33,3%. 3. Theo khối lượng các kim loại có: và vì x = 2y nên: . 4. Các phản ứng: M2On + n H2SO4 đ M2(SO4)n + n H2O (5) M’2On + n H2SO4 đ M’2(SO4)n + n H2O (6) Thấy oxi hoá trị II và gốc SO42- cũng có hóa trị II. Do đó số mol SO42- = số mol O = số mol H2SO4 = 0,04 + 0,02 = 0,06. Vậy nồng độ H2SO4 = 0,06 : 0,5 = 0,12 (mol/l). 12. 1. Gọi n, P và m, Q là hoá trị và KLNT của kim loại X và Y. Các phương trình hóa học: 2X + n Cu(NO3)2 đ 2X(NO3)n + n Cu¯ (1) 2Y + m Pb(NO3)2 đ 2Y(NO3)m + m Pb¯ (2) 2X + 2n HCl đ XCln + n H2ư (3) Y2Om + 2m HCl đ 2YClm + m H2O (4) Gọi a là khối lượng ban đầu của mỗi thanh kim loại và x là số mol của mỗi kim loại đã tham gia phản ứng (1) và (2). Đối với thanh kim loại X, có: (P - ).x = (5) Đối với thanh kim loại Y, có: ( (6) Từ (5) và (6) có: 152.(2P – 64n) = 207m – 2Q (7) Theo phản ứng (3), có tỷ lệ: ị 2P = 65n (8) Theo phản ứng (4), có tỷ lệ: Suy ra 2Q = 55m. (9) Từ các phương trình (7), (8), (9) ta có n = m, nghĩa là X và Y cùng hoá trị. 2. Vì n = m và vì số mol 2 kimloại X, Y tham gia phản ứng như nhau, nên số mol Cu(NO3)2 và Pb(NO3)2 giảm những lượng như nhau. 13. 1. Phản ứng: 2 HI (k) H2 (k) + I2 (k) DH = - 52 kJ Năng lượng để phá vỡ liên kết chất tham gia phản ứng là 2E. Năng lượng toả ra khi tạo thành liên kết trong H2 và trong I2 là: 435,9 + 151 = 586,9 (kJ). Phản ứng trên toả nhiệt, nghĩa là: 586,9 – 2E= 52, suy ra E = 267,45 (kJ/mol). 2. Phản ứng: 2 HI (k) H2 (k) + I2 (k) Ban đầu: a mol/l 0 0 Khi CB: (a – 2x) x x Nên: vt = kt (a - 2x)2 và vn = kn x2. Khi ở trạng thái cân bằng, có vt = vn : kt (a - 2x)2 = kn x2 đ vì vậy: đ 2x = 20%.a Vậy ở trang thái cân bằng 20% HI bị phân hủy. 3. Có a = đ x = 0,01 (mol/l) ở trạng thái cân bằng, có: [HI] = 0,1 – 0,02 = 0,08 (mol/l) [H2] = [I2] = 0,01 (mol/l). 4. Là phản ứng toả nhiệt, nên khi tăng nhiệt độ, cân bằng sẽ chuyển dịch sang phía thu nhiệt (sang phía tạo ra HI), và ngược lại. - áp suất không ảnh hưởng đến sự chuyển dịch cân bằng vì ở phản ứng này số mol các phân tử khí không thay đổi. - Chất xúc tác ảnh hưởng như nhau đến tốc độ phản ứng thuận và nghịch mà không làm chuyển dịch cân bằng, 14. Phương trình phản ứng: NH4Cl NH3ư + HCl Ag+ + Cl- đ AgCl¯ Lượng amoni clorua là: 8,601 – 7,561 = 1,04 (g) Đặt lượng NaCl là x, thì lượng KCl là 7,561 – x. Có số mol clorua trong 1 lít dung dịch là: = 0,1208 ằ 0,121 (mol) Có phương trình: Giải ra có: x = 5,32 (g) = mNaCl Lượng KCl = 7,561 – 5,32 = 2,24 (g) Từ các lượng muối đã biết, dựa vào hàm lượng của từng nguyên tố theo các công thức phân tử sẽ tính được khối lượng của từng nguyên tố trong hỗn hợp. 15. 1. a. Các phản ứng: MnO2 + 4 HCl đ MnCl2 + Cl2ư + 2 H2O (1) 2 KMnO4 + 16 HCl đ 2 KCl + 2 MnCl2 + 5 Cl2ư + 8 H2O (2) KClO3 + 6 HCl đ KCl + 3 Cl2ư + 3 H2O (3) K2Cr2O7 + 14 HCl đ 2 KCl + 2 CrCl3 + 3 Cl2ư + 7 H2O (4) b. Tính khối lượng phân tử: = M1 = 87 ; M = M2 = 158 M = M3 = 122,5 ; M = M4 = 294 Giả sử trong các trường hợp đều có 1 mol Cl2 thoát ra, ta có tỷ lệ: m1 : m2 : m3 : m4 = M1 : M2 : M3 : M4 = 87 : .158 : .122,5 : .294 = 87 : 63,2 : 40,83 : 97,67. c. Nếu m1 = m2 = m3 = m4 thì trường hợp KClO3 cho nhiều Cl2 nhất và K2Cr2O7 cho ít Cl2 nhất. 2. Mặc dù Cl2 tác dụng được với dung dịch Ca(OH)2 theo phản ứng: 2 Cl2 + 2 Ca(OH)2 đ CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2 H2O Nhưng phản ứng xảy ra giữa chất khí và chất lỏng sẽ không thể triệt để bằng phản ứng giữa hai chất khí với nhau. Hơn nữa, khí amoniac phản ứng với khí clo sinh ra sản phẩm không độc: N2 và NH4Cl. Phản ứng đó là: 3 Cl2 + 2 NH3 đ N2 + 6 HCl và HCl + NH3 đ NH4Cl C. Bài tập tự giải: 16. a. Hoà tan hết 12 gam hỗn hợp A gồm Fe và kim loại R (hóa trị 2 không đổi) vào 200ml dung dịch HCl 3,5M thu được 6,72 lít khí (ở đktc) và dung dịch B. Mặt khác nếu cho 3,6 gam kim loại R tan hết vào 400 ml dung dịch H2SO4 1M thì H2SO4 còn dư. Xác định : Kim loại R và thành phần phần trăm theo khối lượng của Fe, R trong hỗn hợp A. b. Cho toàn bộ dung dịch B ở trên tác dụng với 300ml dung dịch NaOH 4M thì thu được kết tủa C và dung dịch D. Nung kết tủa C ngoài không khí đến khối lượng không đổi được chất rắn E. Tính : Khối lượng chất rắn E, nồng độ mol/l của các chất trong dung dịch D. Biết : Các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thể tích dung dịch thu được sau phản ứng bằng tổng thể tích hai dung dịch ban đầu, thể tích chất rắn không đáng kể.Cho: Be = 9 ; Ca = 40 ; Fe = 56 ; Mg = 24 ; Na = 23. Đáp số: a. R là Mg ; %mFe = 70% ; %mMg = 30% b. Chất rắn E gồm Fe2O3 và MgO có khối lượng là mE = 18 gam ; CM (NaCl) = 1,4 M ; CM (NaOH) = 1 M 17. Một hỗn hợp A gồm ba muối BaCl2, KCl, MgCl2. Cho 54,7 gam hỗn hợp A tác dụng với 600ml dung dịch AgNO3 2M sau khi phản ứng kết thúc thu được dung dịch D và kết tủa B. Lọc lấy kết tủa B, cho 22,4 gam bột sắt vào dung dịch D, sau khi phản ứng kết thúc thu được chất rắn F và dung dịch E. Cho F vào dung dịch HCl dư thu được 4,48 lít khí H2. Cho NaOH dư vào dung dịch E thu được kết tủa, nung kết tủa trong không khí ở nhiệt độ cao thu được 24 gam chất rắn.a. Tính thành phần % khối lượng các chất trong hỗn hợp A ? b. Viết phương trình phản ứng, tính lượng kết tủa B, chất rắn F. ( Fe + AgNO3 tạo ra Fe(NO3)2) Đáp số: a. Sau khi cho sắt vào dung dịch D thu được chất rắn F, nên dung dịch D còn dư Ag+. %mBaCl2 = 38,03% ; %mKCl = 27,24% ; %mMgCl2 = 34,73% b. mB = 14,8 gam ; mF = 54,4 gam 18. Cho 1,52 gam hỗn hợp gầm sắt và một kim loại A thuộc nhóm IIA hòa tan hoàn toàn trong dung dịch HCl dư thấy tạo ra 0,672 lít khí (đo ở đktc). Mặt khác 0,95 gam kim loại A nói trên không khử hết 2 gam CuO ở nhiệt độ cao. a. Hãy xác định kim loại A. b. Tính thành phần phần trăm khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp. Cho Mg = 24 ; Ca = 40 ; Zn = 65 ; Sr = 88 ; Ba = 137. Đáp số: a. A là canxi b. %mFe = 73,68% ; %mCa = 26,32% 19. Để khử hoàn toàn 8 gam oxit của một kim loại cần dùng hết 3,36 lít hiđro. Hòa tan hết lượng kim loại thu được vào dung dịch axit clohiđric thấy thoát ra 2,24 lít khí hiđro (các khí đều đo ở đktc). Hãy xác định công thức phân tử của oxit kim loại nói trên. Đáp số: Gọi công thức của oxit cần tìm là MxOy, kim loại có hoá trị k khi tác dụng với axit HCl. Dựa vào các dữ kiện của bài toán tìm được khối lượng mol nguyên tử của M bằng 56 đ M là Fe đ công thức của oxit là Fe2O3 20. Cho 45 gam CaCO3 tác dụng với dung dịch HCl dư. Toàn bộ lượng khí sinh ra được hấp thụ trong một cốc có chứa 500ml dung dịch NaOH 1,5M tạo thành dung dịch X. a. Tính khối lượng từng muối có trong dung dịch X ? b. Tính thể tích dung dịch H2SO4 1M cần thiết để tác dụng với các chất có trong dung dịch X tạo ra các muối trung hoà. Đáp số: a. Trong dung dịch X có 31,8 gam Na2CO3 và 12,6 gam NaHCO3. b. Thể tích dung dịch axit cần dùng là 375 ml. 21. Hoà tan hoàn toàn 4,82 gam hỗn hợp ba muối NaF, NaCl, NaBr trong nước được dung dịch A. Sục khí clo dư vào dung dịch A rồi cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 3,93 gam muối khan. Lấy một nửa lượng muối khan này hoà tan vào nước rồi cho phản ứng với dung dịch AgNO3 dư thì thu được 4,305 gam kết tủa. Viết các phương trình phản ứng xảy ra và tính thành phần phần trăm khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp ban đầu. Đáp số: %mNaF = 8,71% ; %mNaCl = 48,55% ; %mNaBr = 42,74% 22. Cho 31,84 gam hỗn hợp NaX, NaY (X, Y là hai halogen ở hai chu kì liên tiếp) vào dung dịch AgNO3 dư, thu được 57,34 gam kết tủa. Tìm công thức của NaX, NaY và tính khối lượng của mỗi muối. Đáp số: Hai muối là NaBr và NaI ; %mNaBr = 90,58% ; %mNaI = 9,42% 23. Hoà tan 3,28 gam hỗn hợp X gồm Al và Fe trong 500 ml dung dịch HCl 1M được dung dịch Y. Thêm 200 gam dung dịch NaOH 12% vào dung dịch Y, phản ứng xong đem thu lấy kết tủa, làm khô rồi đem nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi thì được 1,6 gam chất rắn (các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn). Hãy tính thành phần phần trăm theo khối lượng mỗi kim loại có trong 3,28 gam hỗn hợp X.Đáp số: %mAl = 65,85% ; %mFe = 34,15% 24. A và B là hai kim loại thuộc nhóm IIA. Hoà tan hoàn toàn 15,05 gam hỗn hợp X gồm 2 muối clorua của A và B vào nước thu được 100gam dung dịch Y. Để kết tủa hết ion Cl- có trong 40 gam dung dịch Y phải dùng vừa đủ 77,22 gam dung dịch AgNO3, thu được 17,22 gam kết tủa và dung dịch Z. a. Cô cạn dung dịch Z thì thu được bao nhiêu gam muối khan? b. Xác định tên hai kim loại A và B. Biết tỷ số khối lượng nguyên tử của A và B là 5/3 và trong hỗn hợp X số mol muối clorua của B gấp đôi số mol muối clorua của A. c. Tính nồng độ % các muối trong dung dịch Y và dung dịch Z. Đáp số: a. mZ = 9,2 gam b. A là Canxi ; B là Magie. c. Trong dung dịch Y: C% (CaCl2) = 5,55% ; C% (MgCl2) = 9,5% Trong dung dịch Z: C% (Ca(NO3)2) = 3,28% ; C% (Mg(NO3)2) = 5,92% 25. Nếu cho 18 gam hỗn hợp A gồm Mg, Al và Al2O3 tác dụng với dung dịch NaOH dư thì sinh ra 3,36 lít khí H2 (ở đktc). Nếu cũng cho cùng lượng hỗn hợp như trên tác dụng với dung dịch HCl dư thì sinh ra 13,44 lít khí H2 (ở đktc). a. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. b. Tính thành phần phần trăm khối lượng của từng chất trong hỗn hợp ban đầu. Mg = 24 ; Al = 27 ; O = 16. Đáp số: a. Lưu ý: Mg không phản ứng với dd NaOH b. %mAl = 15% ; %mMg = 60% ; %mAl2O3 = 25% 26. Cho 500ml dung dịch A (gồm BaCl2 và MgCl2 trong nước) phản ứng với 120ml dung dịch Na2SO4 0,5M (dư), thì thu được 11,65 gam kết tủa. Đem phần dung dịch cô cạn thì thu được 16,77 gam hỗn hợp muối khan. Xác định nồng độ mol/lít của các chất trong dung dịch A. Đáp số: CM(BaCl2) = 0,1M và CM (MgCl2) = 0,2M 27. Hòa tan hoàn toàn 4,24 gam Na2CO3 vào nước thu được dung dịch A. Cho từ từ từng giọt đến hết 20 gam dung dịch HCl nồng độ 9,125% vào A và khuấy mạnh. Tiếp theo cho thêm vào đó dung dịch chứa 0,02 mol Ca(OH)2. 1. Hãy cho biết những chất gì được hình thành và lượng các chất đó. 2. Nếu cho từ từ từng giọt dung dich A vào 20,00 gam dung dịch HCl nồng độ 9,125% và khuấy mạnh, sau đó cho thêm dung dịch chứa 0,02 mol Ca(OH)2 vào dung dịch trên. Hãy giải thích hiện tượng xảy ra và tính khối lượng các chất tạo thành sau phản ứng. Giả thiết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Cho Ca = 40 ; O = 16 ; H = 1 ; Cl = 35,5 ; Na = 23 ; C = 12. Đáp số: 1. Thiếu H+ nên ban đầu tạo ra HCO3-; 0,02mol CaCO3¯, trong dung dịch có: 0,01mol NaOH, 0,01mol NaCl và 0,01mol Na2CO3. 2. Dư H+ nên khí CO2 thoát ra ngay từ đầu; 0,015mol CaCO3¯, trong dung dịch có: 0,03mol NaOH, 0,05mol NaCl và 0,005mol Ca(OH)2. 28. 4,875 gam kẽm tác dụng vừa đủ với 75 gam dung dịch HCl thu được dung dịch A và khí H2. Tính nồng độ phần trăm của dung dịch HCl và dung dịch A. Đáp số: C% (dd HCl) = 7,3% ; C% (dd A) ằ 12,82% 29. Cho 33,55g hỗn hợp AClOx và AClOy vào bình kín có thể tích 5,6 lít. Nung bình để cho phản ứng xẩy ra hoàn toàn thu được chất rắn B (chỉ có muối ACl) và một khí duy nhất, sau khi đưa về 00C thì P = 3 atm. Hoà tan hết B vào nước được dung dịch C. Cho dung dịch C tác dụng với dung dịch AgNO3 dư tạo được 43,05g kết tủa. Xác định kim loại A . Đáp số: Kim loại A là Na 30. Hỗn hợp A gồm NaI, NaCl đặt vào ống sứ rồi đốt nóng. Cho một luồng hơi brom đi qua ống một thời gian được hỗn hợp muối B, trong đó khối lượng muối clorua nặng gấp 3,9 lần khối lượng muối iođua. Cho tiếp một luồng khí clo dư