Bài 17. Tính chất vật lí và hóa học các đơn chất nhóm VIIA trang 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113 Hóa 10 Chân trời sáng tạo

MĐ

Phương pháp giải:

Lời giải chi tiết:

- Nhóm halogen gồm những nguyên tố nhóm VIIA: fluorine (F), chlorine (Cl), bromine (Br), iodine (I), astatine (At), tennessine (Ts)

- Tính chất: tác dụng với kim loại, hydrogen, dung dịch kiềm, muối halide

- Ứng dụng:

   + Fluorine: chảo chống dính, kem đánh răng

   + Chlorine: sát khuẩn, khử trùng

   + Bromine: thuốc an thần, tráng phim ảnh

   + Iodine: chống bướu cổ, chất xúc tác, dược phẩm, thuốc nhuộm

CH

Phương pháp giải:

Quan sát Hình 17.1 và nhận xét

Lời giải chi tiết:

Halogen nằm ở nhóm VIIA trong bảng tuần hoàn

CH

Phương pháp giải:

CaF₂, Ca₅(PO₄)₃F, Na₃AlF₆, NaCl, KCl

Lời giải chi tiết:

Một số chất chứa nguyên tố halogen

   + Fluorite: CaF₂

   + Fluorapatite: Ca₅(PO₄)₃F

   + Cryolite: Na₃AlF₆

   + Muối ăn: NaCl, KCl

   + Brommargyrite: AgBr

   + Iodargyrite: AgI

CH

Phương pháp giải:

Tồn tại dưới dạng hợp chất

Lời giải chi tiết:

Trong tự nhiên, các halogen không tồn tại dưới dạng đơn chất, chủ yếu tồn tại dưới dạng muối của các ion halide

LT

Phương pháp giải:

Thành phần của biển và đại dương là muối NaCl, KCl

Lời giải chi tiết:

Trên Trái Đất, 71% là biển và đại dương mà thành phần chủ yếu của nước biển là muối chloride

=> Hàm lượng nguyên tố chloride là nhiều nhất trong tự nhiên

CH

Phương pháp giải:

Các nguyên tố nhóm halogen đều có 7 electron ở lớp ngoài cùng

Lời giải chi tiết:

- F: (He)2s²2p⁵

- Cl: (Ne)3s²3p⁵

- Br: (Ar)4s²4p⁵

- I: (Kr)5s²5p⁵

CH

Phương pháp giải:

- Các nguyên tố nhóm halogen có 7 electron ở lớp ngoài cùng

Lời giải chi tiết:

- Các nguyên tố nhóm halogen có 7 electron ở lớp ngoài cùng

=> Có xu hướng nhận 1 electron (liên kết ion) hoặc bỏ ra 1 electron để góp chung (liên kết cộng hóa trị) để có cấu hình electron bền vững của khí hiếm

CH

Phương pháp giải:

Quan sát Bảng 17.1 và nhận xét

Lời giải chi tiết:

- Trong nhóm halogen, đi từ F đến I

   + Màu sắc: đậm dần: lục nhạt – vàng lục – nâu đỏ - đen tím

   + Thể ở điều kiện thường: khí – khí – lỏng – rắn

   + Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi: tăng dần

CH

Phương pháp giải:

Phụ thuộc vào tương tác van der Waals

Lời giải chi tiết:

Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của đơn chất halogen bị ảnh hưởng với tương tác van der Waals giữa các phân tử. Từ fluorine đến iodine, khối lượng phân tử và bán kính nguyên tử tăng, làm tăng tương tác van der Waals, dẫn đến nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi tăng

LT

Phương pháp giải:

Trong nhóm halogen đi từ trên xuống dưới, khối lượng phân tử và bán kính nguyên tử tăng

=> Lực tăng tác van der Waals tăng

Lời giải chi tiết:

Trong nhóm halogen đi từ trên xuống dưới, khối lượng phân tử và bán kính nguyên tử tăng

=> Lực tăng tác van der Waals tăng

=> Nhiệt độ sôi tăng

=> Astatine trong điều kiện thường tồn tại ở thể rắn

CH

Phương pháp giải:

Các nguyên tử halogen có 7 electron ở lớp ngoài cùng

Lời giải chi tiết:

- Halogen có cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns²np⁵, nên nguyên tử có xu hướng nhận thêm 1 electron hoặc dùng chung electron với nguyên tử khác để đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm

Sơ đồ: X + 1e → X^-

CH

Phương pháp giải:

Trong phản ứng với kim loại, halogen sẽ nhận 1 electron của kim loại tạo thành ion halide X^-

Lời giải chi tiết:

- Trong phản ứng với kim loại, các halogen từ số oxi hóa 0 sẽ nhận thêm 1 electron thành số oxi hóa -1

- Sơ đồ:

F + 1e → F^-

Cl + 1e → Cl^-

Br + 1e → Br^-

I + 1e → I^-

CH

Phương pháp giải:

Lời giải chi tiết:

- Đi từ F đến I

  + Điều kiện phản ứng với hydrogen khó dần

  + Năng lượng liên kết H-X giảm dần => Độ bền H-X giảm dần

=> Khả năng phản ứng của các halogen với hydrogen  giảm dần

CH

Phương pháp giải:

- Xác định số oxi hóa của Cl trong 2 phản ứng: 

Lời giải chi tiết:

- Phản ứng thứ nhất:

\(\mathop {C{l_2}}\limits^0  + 2NaOH \to Na\mathop {Cl}\limits^{ - 1}  + Na\mathop {Cl}\limits^{ + 1} O + {H_2}O\)

=> Số oxi hóa của Cl từ 0 thành -1 và +1

=> Phản ứng oxi hóa khử trong đó, Cl₂ vừa là chất oxi hóa vừa là chất khử

- Phản ứng thứ 2:

\(\mathop {3C{l_2}}\limits^0  + 6NaOH\xrightarrow{{ > {{70}^o}C}}5Na\mathop {Cl}\limits^{ - 1}  + Na\mathop {Cl}\limits^{ + 5} {O_3} + 3{H_2}O\)

=> Số oxi hóa của Cl từ 0 thành -1 và +5

=> Phản ứng oxi hóa khử trong đó, Cl₂ vừa là chất oxi hóa vừa là chất khử

CH

Phương pháp giải:

Tiến hành thí nghiệm và quan sát

Lời giải chi tiết:

- Ống nghiệm 1: dung dịch không màu chuyển thành màu vàng nhạt

- Ống nghiệm 2: dung dịch không màu chuyển thành vàng, khi cho hồ tinh bột (không màu) thì dung dịch chuyển màu xanh tím

CH

Phương pháp giải:

- Ống 1: Cl₂ + 2NaBr → 2NaCl + Br₂

- Ống 2: Br₂ + 2NaI → 2NaBr + I₂

Lời giải chi tiết:

- Giải thích kết quả:

   + Ống nghiệm 1: dung dịch không màu chuyển thành màu vàng nhạt của Br₂

Cl₂ + 2NaBr → 2NaCl + Br₂

   + Ống nghiệm 2: dung dịch không màu chuyển thành vàng của I₂, khi cho hồ tinh bột (không màu) thì dung dịch chuyển màu xanh tím do I₂ làm đổi màu hồ tinh bột

Br₂ + 2NaI → 2NaBr + I₂

CH

Phương pháp giải:

Tiến hành thí nghiệm và quan sát hiện tượng

Lời giải chi tiết:

Hiện tượng: Giấy màu ẩm bị nhạt màu dần sau đó mất màu

CH

Phương pháp giải:

2KMnO₄ + 16HCl → 2KCl + 2MnCl₂ + 5Cl₂↑ + 8H₂O

Lời giải chi tiết:

Sản phẩm tạo thành có khí Cl₂, khí Cl₂ bay lên tác dụng với H₂O (giấy màu ẩm) tạo thành hỗn hợp có tính tẩy màu

Cl₂ + H₂O → HCl + HClO

=> Giấy màu ẩm bị nhạt màu dần sau đó mất màu

LT

Phương pháp giải:

Lời giải chi tiết:

Cu + Cl₂  →  CuCl₂                                                       (1)

2Al + 3Br₂  →   2AlBr₃                                                 (2)

2Ca(OH)₂ + 2Cl₂  →  CaCl₂ + Ca(ClO)₂  + 2H₂O        (3)

6KOH + 3Br₂  \(\xrightarrow{{ > {{70}^o}C}}\) 5KBr + KBrO₃ + 3H₂O        (4)

Cl₂ + 2KBr →  2KCl + Br₂                                            (5)

Br₂ + 2NaI →  2KBr + I₂                                               (6)

VD

Phương pháp giải:

Tính tẩy màu: sát trùng, sát khuẩn

Lời giải chi tiết:

- Tính tẩy màu của khí chlorine ẩm được ứng dụng trong lĩnh vực

   + Diệt trùng nước sinh hoạt, diệt các loại vi khuẩn gây bệnh

   + Tẩy trắng sợi, vải, giấy

CH

Phương pháp giải:

- Fluorine, chlorine, bromine, iodine

Lời giải chi tiết:

- Fluorine: dùng làm chảo chống dính, thuốc trừ sâu, chống gián và được cho vào thuốc đánh răng, tạo men răng

- Chlorine: chất tẩy trắng, khử trùng nước, sản xuất 1 số chất hữu cơ

- Bromine: thuốc an thần, thuốc trừ sâu, thuốc nhuộm, mực in, tráng phim ảnh

- Iodine: phòng bướu cổ, thiểu năng trí tuệ; ngoài ra còn dùng để sát trùng và dùng trong dược phẩm, thuốc nhuộm

=> Halogen có vai trò rất quan trọng trong đời sống, sản xuất và y tế

CH

Phương pháp giải:

Lời giải chi tiết:

- Fluorine được dùng làm chất sinh hàn trong tủ lạnh. Ngoài ra còn dùng trong công nghiệp hạt nhân để làm giàu ²³⁵U

- Hợp chất của bromine được dùng nhiều trong công nghiệp dầu mỏ, hóa chất cho nông nghiệp

VD

Phương pháp giải:

Nước Javel có tính tẩy màu

Lời giải chi tiết:

Nước Javel có tính oxi hóa mạnh, có tính tẩy màu nên có thể tẩy được vết mực trên áo trắng nhưng không nên sử dụng trên vải quần, áo màu vì nước Javel sẽ làm mất màu của quần áo đó

Bài tập 1

Phương pháp giải:

Lời giải chi tiết:

a) Cl₂ + H₂ → 2HCl

b) F₂ + Cu → CuF₂

c) I₂ + 2Na → 2NaI

d) Cl₂ + Fe → FeCl₃

e) Br₂ + Ca(OH)₂ → CaBr₂ + Ca(BrO)₂  + 2H₂O       

f) 3Cl₂ + 6KOH \(\xrightarrow{{{{100}^o}C}}\) 5KCl + KClO₃ + 3H₂O

g) Br₂ + 2KI → 2KBr + I₂

Bài tập 2

Phương pháp giải:

Các nguyên tố halogen có độ âm điện lớn

Lời giải chi tiết:

Các nguyên tố halogen có độ âm điện lớn, dễ nhận 1 electron

=> Có tính oxi hóa mạnh

=> Dễ tham gia các phản ứng tạo thành hợp chất

=> Trong tự nhiên, halogen không tồn tại dạng đơn chất

Bài tập 3

Phương pháp giải:

Dựa vào công thức tính nồng độ phần trăm

Lời giải chi tiết:

Lý thuyết

Phương pháp giải:

Lời giải chi tiết: