Buzz
1. Phương pháp điều chế khí Clo trong phòng thí nghiệm
.png)
2. Điều kiện cần thiết để phản ứng MnO2 sinh ra khí Cl2
Điều kiện cần để phản ứng MnO2 tạo ra Cl2 là nhiệt độ
3. Tính chất của các chất tham gia vào phản ứng
3.1. Tính chất của MnO2 (Mangan dioxit)
- Trong phản ứng này, MnO2 đóng vai trò là chất oxi hóa.
- Khi MnO2 hòa tan trong dung dịch axit, nó không tạo ra muối kém bền Mn+4 qua phản ứng trao đổi, mà hoạt động như một chất oxi hóa.
3.2. Tính chất của HCl (Axit clohidric)
- Trong phản ứng, HCl hoạt động như một chất khử.
- HCl là một axit mạnh có khả năng phản ứng với oxit.
4. Cách điều chế khí Clo trong phòng thí nghiệm?
Để điều chế khí Clo trong phòng thí nghiệm, người ta có thể cho axit clohidric đặc phản ứng với một chất oxi hóa mạnh, như mangan dioxit rắn hoặc kali permanganat rắn. Nếu sử dụng mangan dioxit, cần áp dụng nhiệt độ xúc tác, trong khi kali permanganat có thể đun nóng hoặc không.
Do khí clo thu được sau phản ứng thường chứa tạp chất như khí hiđro clorua và hơi nước, để có khí clo tinh khiết, người ta sẽ dẫn khí qua các bình rửa khí chứa dung dịch NaOH để loại bỏ HCl và dung dịch H2SO4 đặc để loại bỏ hơi nước.
MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O
2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 6H2O
Trong công nghiệp, khí Clo được sản xuất bằng phương pháp điện phân muối Natri clorua nóng chảy.
2NaCl → 2Na + Cl2
Hoặc thực hiện điện phân dung dịch muối qua màng ngăn, theo phản ứng như sau:
2NaCl + 2H2O → H2 + 2NaOH + Cl2
5. Tính chất hóa học của HCl
Dung dịch axit HCl thể hiện đầy đủ đặc tính của một axit mạnh.
5.1. Phản ứng với chất chỉ thị
Dung dịch HCl làm quì tím chuyển sang màu đỏ, cho thấy đây là axit.
HCl → H+ + Cl-
5.2. Phản ứng với kim loại
Khi phản ứng với kim loại (trong dãy Bêkêtôp đứng trước H), HCl tạo muối (với hóa trị thấp của kim loại) và giải phóng khí hiđro, chứng tỏ tính oxi hóa.
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2
Cu + HCl → không xảy ra phản ứng
5.3. Phản ứng với oxit bazo và bazo
Sản phẩm của phản ứng là muối và nước.
NaOH + HCl → NaCl + H2O
CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O
Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O
5.4. Phản ứng với muối (trong điều kiện phản ứng trao đổi)
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2↑
AgNO3 + HCl → AgCl↓ + HNO3 (dùng để kiểm tra ion clorua)
Ngoài tính chất axit đặc trưng, dung dịch axit HCl đặc còn đóng vai trò là chất khử khi phản ứng với các chất oxi hóa mạnh như KMnO4, MnO2, K2Cr2O7, KClO3, v.v.
4HCl + MnO2 → MnCl2 + Cl2 + 2H2O
K2Cr2O7 + 14HCl → 3Cl2 + 2KCl + 2CrCl3 + 7H2O
Hỗn hợp gồm 3 thể tích HCl và 1 thể tích HNO3 đặc được gọi là nước cường toan (cường thủy), có khả năng hòa tan vàng (Au).
3HCl + HNO3 → 2Cl2 + NOCl + 2H2O
NOCl phân hủy thành NO và Cl
Au phản ứng với 3Cl tạo thành AuCl3
6. Các bài tập ứng dụng liên quan
Câu 1. Trong phòng thí nghiệm, Clo được điều chế bằng cách sử dụng MnO2 với chức năng gì?
A. Là chất xúc tác
B. Chất oxy hóa
C. Chất khử
D. Vừa đóng vai trò chất oxy hóa, vừa là chất khử.
Giải thích:
Kết quả: B
Trong phòng thí nghiệm, để tạo ra Clo, MnO2 được sử dụng với vai trò chất oxy hóa
Câu 2. Các hóa chất cần dùng để điều chế Clo trong phòng thí nghiệm là gì?
A. KMnO4 và NaCl
B. MnO2 kết hợp với dung dịch HCl đặc
C. Điện phân NaCl nóng chảy
D. Sử dụng H2 với Cl2 dưới ánh sáng.
Giải thích:
Kết quả: B
Nguyên tắc để điều chế clo trong phòng thí nghiệm là cho HCl đặc phản ứng với các chất oxi hóa mạnh như KMnO4, KClO3, MnO2, CaOCl2, ...
Do đó, để tạo ra clo trong phòng thí nghiệm, cần sử dụng MnO2 và dung dịch HCl đặc.
Phương trình phản ứng hóa học: 4HCl đặc + MnO2 → MnCl2 + Cl2 ↑ + 2H2O
Câu 3. Nước clo bao gồm những thành phần nào dưới đây?
A. H2O, Cl2, HCl, HClO
B. HCl và HClO
C. Cl2, HCl, H2O
D. Cl2, HCl, HClO
Giải thích:
Kết quả: A
Phương trình phản ứng hóa học là
Cl2 + H2O ⇄ HCl + HClO
Do phản ứng thuận nghịch, nước clo chứa Cl2, H2O, HCl và HClO (dù Cl2 là khí, nó vẫn hòa tan một phần trong nước).
Câu 4. Để lấy được khí Cl2 tinh khiết, cần sử dụng hóa chất nào dưới đây?
A. H2SO4 đặc
B. Ca(OH)2
C. H2O
D. NaCl
Giải thích:
Kết quả: A
Để thu được khí Cl2 tinh khiết, người ta sử dụng H2SO4 đặc
Câu 5. Khi điều chế Clo từ HCl và MnO2, nếu cho toàn bộ khí Cl2 qua dung dịch NaI và sau phản ứng thu được 25,4 gam I2, thì khối lượng HCl đã dùng là bao nhiêu?
A. 9,1 gam
B. 14,6 gam
C. 7,3 gam
D. 12,5 gam
Giải thích:
Kết quả: B
Số mol I2 = 25,4/254 = 0,1 mol
Theo phương trình phản ứng: Cl2 + 2NaI → 2NaCl + I2
=> Số mol Cl2 = số mol I2 = 0,1 mol
Theo phương trình phản ứng: MnO2 + 4HCl → MnCl2 + 2H2O + Cl2
=> số mol HCl = số mol Cl2 × 4 = 0,1 × 4 = 0,4 mol
=> khối lượng HCl = 0,4 × 36,5 = 14,6 g
Câu 6. Để tách O2 tinh khiết từ hỗn hợp khí X gồm O2, Cl2, CO2, SO2, người ta phải dẫn hỗn hợp qua:
A. nước brom
B. dung dịch KOH
C. dung dịch HCl
D. nước clo
Giải thích:
Kết quả: B
Để lấy O2 tinh khiết, cần dẫn hỗn hợp khí X qua dung dịch KOH vì Cl2, CO2 và SO2 đều phản ứng với dung dịch này
2KOH + Cl2 → KCl + KClO + H2O
CO2 + 2KOH → K2CO3 + H2O
SO2 + 2KOH → K2SO3 + H2O
Câu 7. Để điều chế clo trong phòng thí nghiệm, người ta thường sử dụng phương pháp
A. điện phân NaCl nóng chảy.
B. Dùng dung dịch HCl đặc kết hợp với MnO2 và đun nóng.
C. Thực hiện điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn.
D. Dùng F2 để đẩy Cl2 ra khỏi dung dịch NaCl.
Giải thích:
Đáp án: B
Câu 8. Cho 29,2 gam HCl phản ứng hoàn toàn với KMnO4, thu được V lít khí Cl2 (ở điều kiện tiêu chuẩn). Giá trị của V là:
A. 8,96
B. 17,92
C. 5,60
D. 11,20
Lời giải:
Đáp án: C
Phương trình phản ứng: 2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O
⇒ nHCl = 29,2 / 36,5 = 0,8 (mol) ⇒ nCl2 = 0,8 x 5 / 16 = 0,25
V = 0,25 x 22,4 = 5,6 (l)
Câu 9. Dưới đây là các thông tin liên quan đến clo và các hợp chất của nó:
1) Nước zaven có khả năng làm sáng màu và diệt khuẩn.
2) Khi cho giấy quỳ tím vào dung dịch nước clo, giấy sẽ chuyển sang màu hồng rồi mất màu.
3) Trong phản ứng giữa HCl và MnO2, HCl là chất bị khử.
4) Trong phòng thí nghiệm, clo được điều chế bằng cách điện phân dung dịch NaCl với màng ngăn và điện cực trơ.
Trong số các nhận xét trên, số nhận xét chính xác là:
A. 2 nhận xét.
B. 3 nhận xét.
C. 4 nhận xét.
D. 1 nhận xét.
Giải đáp:
Kết quả đúng là: B
Câu 10. Để phân biệt dung dịch NaCl với dung dịch NaNO3, sử dụng dung dịch nào sau đây:
A. Quỳ tím
B. Phenolphtalein
C. AgNO3
D. BaCl2
Giải đáp:
Kết quả đúng là: C
Câu 11. Trong phòng thí nghiệm, khí oxy thường được thu bằng cách dời nước. Phương pháp này dựa vào đặc điểm nào của oxy?
A. Dễ hòa tan trong nước.
B. Hòa tan kém trong nước.
C. Có tính oxi hóa mạnh mẽ.
D. Nặng hơn so với không khí.
Giải đáp:
Đáp án: D
Câu 12. Phương pháp thu khí oxi bằng cách đẩy không khí dựa trên đặc tính nào?
A. Oxi hòa tan trong nước
B. Oxi nặng hơn không khí
C. Oxi không có mùi, màu sắc, hoặc vị
D. Khí oxy có khả năng hòa lẫn dễ dàng trong không khí
Giải đáp:
Lựa chọn đúng là: B
Câu 13. Xem các thông tin về clo sau đây:
1) Nước Javen có công dụng tẩy trắng và khử trùng.
2) Khi cho giấy quì tím vào dung dịch nước clo, giấy quì sẽ chuyển sang màu hồng rồi mất màu.
3) Trong phản ứng giữa HCl và MnO2, HCl giữ vai trò là chất bị khử.
4) Cl2 được sản xuất trong phòng thí nghiệm bằng cách điện phân dung dịch NaCl với màng ngăn và điện cực trơ.
Trong các nhận định trên, số lượng đánh giá đúng là:
A. 2.
B. 3 nhận xét.
C. 4 nhận xét.
D. 1 nhận xét.
Giải đáp:
Kết quả đúng là: B
Dưới đây là các nhận xét về clo và các hợp chất của nó:
1) Đúng vì khả năng sát trùng và tẩy màu của nước Gia-ven nhờ vào NaOCl, trong đó nguyên tử Cl có số oxi hóa +1, cho thấy tính oxi hóa mạnh.
2) Đúng vì khi cho giấy quỳ tím ẩm vào bình chứa khí Cl2, xảy ra phản ứng:
Cl2 + H2O ↔ HCl + HClO. Phản ứng này tạo ra hai loại axit làm giấy quỳ tím chuyển màu đỏ. HClO, với tính oxi hóa mạnh, có thể phá hủy các hợp chất màu.
Do đó, hiện tượng quan sát được là giấy quỳ tím chuyển đỏ rồi sau đó mất màu.
3) Không đúng
4) Đúng
Trong công nghiệp, khí Cl2 được sản xuất thông qua việc điện phân dung dịch NaCl sử dụng màng ngăn.
Màng ngăn có vai trò ngăn chặn khí Cl2 tiếp xúc và phản ứng với dung dịch NaOH, từ đó tránh được sự tạo thành nước Gia-ven.
Câu 14. Tiến hành các thí nghiệm dưới đây:
(a) Dẫn khí Cl2 vào dung dịch NaOH.
(b) Cho lưu huỳnh phản ứng với H2SO4 đặc nóng.
(c) Thêm SO2 vào dung dịch KMnO4.
(d) Đưa SiO2 vào dung dịch HF.
Trong số các thí nghiệm trên, số thí nghiệm xảy ra phản ứng oxi hóa – khử là
A. 1 thí nghiệm
B. 2 thí nghiệm
C. 3 thí nghiệm
D. 4 thí nghiệm
Giải đáp:
Kết quả đúng là: C
(a) Đúng
Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O
(b) Đúng
(c) Đúng
5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → 2MnSO4 + K2SO4 + 2H2SO4
(d) Không đúng
SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O
Câu 15. Khi cho 3,16 gam KMnO4 phản ứng với dung dịch HCl (dư), sau khi phản ứng hoàn tất, số mol HCl bị oxi hóa là
A. 0,05
B. 0,1 mol
C. 0,02 mol
D. 0,16 mol
Giải đáp:
Kết quả đúng là: B
2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O + 5Cl2
Số mol KMnO4 là 0,02
HCl đóng vai trò kép, vừa tạo môi trường, vừa bị oxi hóa.
Mn7+ + 5e → Mn2+
2Cl- → Cl2 + 2e
Để bảo toàn số electron, ta có: số mol Cl- bị khử = 5nMn7+ = 5 x 0,02 = 0,1 mol
=> Số mol HCl bị oxi hóa là 0,1 mol
Tổng số mol HCl tham gia phản ứng là 0,16 mol
Câu 16. Khi đốt cháy bột Al trong bình chứa khí Cl2 dư, khối lượng chất rắn tăng thêm 4,26 g sau khi phản ứng hoàn tất. Khối lượng Al đã phản ứng là
A. 2,16 g
B. 1,62 g
C. 1,08 g
D. 3,24 g
Giải đáp:
Kết quả đúng là: C
