Hóa 10, giải hóa 10 chân trời sáng tạo Chương 7. Nguyên tố nhóm VIIA - Halogen

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


Trong đèn halogen, bao quanh dây tóc làm bằng wolfram là các khí hiếm như krypton, xenon và một lượng nhỏ halogen như bromine hoặc iodine 1. Quan sát Hình 17.1, cho biết vị trí nhóm halogen trong bảng tuần hoàn

Lựa chọn câu để xem lời giải nhanh hơn

Câu hỏi tr 105

Mở đầu: Trong đèn halogen, bao quanh dây tóc làm bằng wolfram là các khí hiếm như krypton, xenon và một lượng nhỏ halogen như bromine hoặc iodine, giúp tăng tuổi thọ và duy trì độ trong suốt của vỏ bóng đèn. Đèn halogen được sử dụng trong các máy sưởi, lò nướng, bếp halogen hồng ngoại,… do đặc điểm tỏa nhiều nhiệt.

Nhu cầu về nước sạch là thiết yếu và cấp bách của con người, nước sạch được dùng cho sinh hoạt, ăn uống và sản xuất. Cách xử lí nước phổ biến hiện nay là sử dụng nước chlorine hoặc các chất có chứa chlorine để khử trùng nước

Nhóm halogen gồm những nguyên tố nào? Halogen có những tính chất và ứng dụng trong lĩnh vực nào?

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

Câu hỏi tr 106

Câu hỏi thảo luận

1. Quan sát Hình 17.1, cho biết vị trí nhóm halogen trong bảng tuần hoàn

Phương pháp giải:

Quan sát Hình 17.1 và nhận xét

Lời giải chi tiết:

Halogen nằm ở nhóm VIIA trong bảng tuần hoàn

2. Hãy kể tên một số chất chứa nguyên tố halogen

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

3. Từ các thông tin và quan sát Hình 17.2, nhận xét dạng tồn tại của các nguyên tố halogen trong tự nhiên

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

Câu hỏi tr 107

Luyện tập: Khoảng 71% bề mặt Trái Đất được bao phủ bởi biển và đại dương, phần còn lại là các lục địa và đảo. Theo em, hàm lượng nguyên tố halogen nào nhiều nhất trong tự nhiên?

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

Câu hỏi thảo luận

4. Viết cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố halogen

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

5. Từ đặc điểm cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử, nhận xét xu hướng hình thành liên kết trong phân tử halogen

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

Câu hỏi tr 108

Câu hỏi thảo luận

6. Dựa vào Bảng 17.1, nhận xét sự biến đổi về màu sắc, thể các chất ở điều kiện thường, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi của các đơn chất halogen

 

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

7. Giải thích sự biến đổi nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi từ fluorine đến iodine

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

Luyện tập: Ở điều kiện thường, hãy dự đoán astatine tồn tại ở thể khí, thể lỏng hay thể rắn. Giải thích

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

Câu hỏi tr 109

Câu hỏi thảo luận

8. Từ cấu tạo phân tử halogen và đặc điểm cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử, nhận xét xu hướng hình thành liên kết của nguyên tử halogen trong các phản ứng hóa học

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-

9. Trong phản ứng với kim loại, nhận xét sự biến đổi số oxi hóa của nguyên tử các nguyên tố halogen và viết các quá trình khử xảy ra

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-

Câu hỏi tr 110

Câu hỏi thảo luận

10. Dựa vào điều kiện phản ứng với hydrogen và giá trị năng lượng liên kết của phân tử H – X,  giải thích khả năng phản ứng của các halogen với hydrogen

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

11. Trong phản ứng với dung dịch kiềm, nhận xét sự biến đổi số oxi hóa của chlorine và cho biết phản ứng này thuộc loại phản ứng gì?

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

Câu hỏi tr 111

Câu hỏi thảo luận

12. Tiến hành thí nghiệm 1, quan sát và ghi nhận hiện tượng

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

13. Dựa vào phương trình hóa học của các phản ứng, giải thích kết quả thí nghiệm 1

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

14.  Tiến hành thí nghiệm 2, quan sát và ghi nhận hiện tượng

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

Câu hỏi tr 112

Câu hỏi thảo luận

15. Dựa vào phương trình hóa học của các phản ứng, giải thích kết quả thí nghiệm 2.

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

Luyện tập: Viết phương trình hóa học của các phản ứng sau:

Cu + Cl2  →                                                         (1)

Al + Br2  →                                                         (2)

Ca(OH)2 + Cl2  →                                               (3)

KOH + Br2  \(\xrightarrow{{ > {{70}^o}C}}\)                               (4)

Cl2 + KBr →                                                         (5)

Br2 + NaI →                                                         (6)

Lời giải chi tiết:

Cu + Cl2  →  CuCl2                                                       (1)

2Al + 3Br2  →   2AlBr3                                                 (2)

2Ca(OH)2 + 4Cl2  →  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)

Vận dụng: Tính tẩy màu của khí chlorine ẩm được ứng dụng vào lĩnh vực nào trong đời sống?

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

Câu hỏi tr 113

Câu hỏi thảo luận

16. Nhận xét vai trò của halogen trong đời sống, sản xuất và y tế

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

17. Tìm hiểu thêm những ứng dụng khác của halogen trong thực tế

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

Vận dụng: Tại sao có thể sử dụng nước Javel để tẩy những vết mực trên áo trắng, nhưng lại không nên sử dụng trên vải quần, áo có màu?

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 1: Hoàn thành các phương trình minh họa tính chất hóa học của các nguyên tố halogen

a) Cl2 + H2 →

b) F2 + Cu →

c) I2 + Na →

d) Cl2 + Fe →

e) Br2 + Ca(OH)2 →

f) Cl2 + KOH \(\xrightarrow{{{{100}^o}C}}\)

g) Br2 + KI →

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 2: Giải thích vì sao các nguyên tố halogen không tồn tại ở dạng đơn chất trong tự nhiên

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 3: Chlorine B (C6H5ClNNaO2S) là chất thường được sử dụng để sát khuẩn trên các bề mặt, vật dụng hoặc dùng để khử trùng, sát khuẩn, xử lí nước sinh hoạt. Ở nồng độ cao, chloramine B có tác dụng diệt nấm mốc, vi khuẩn, virus gây bệnh cho người. Chloramine B có dạng viên nén (mỗi viên có khối lượng 0,3 – 2,0 gam) và dạng bột. Chloramine B 25% (250 mg chlorine hoạt tính trong một viên nén như hình bên) được dùng phổ biến, vì tiện dụng khi pha chế và bảo quản 

a) Nồng độ chloramine B khi hòa tan vào nước đạt 0,001% có tác d ụng sát khuẩn dùng trong xử lí nước sinh hoạt. Cần dùng bao nhiêu viên nén chloramine B 25% (loại viên 1 gam) để xử lí bình chứa 200 lít nước?

b) Chloramine B nồng độ 2% dùng để xịt trên các bề mặt vật dụng nhằm sát khuẩn, virus gây bệnh. Để pha chế dung dịch này, sử dụng chloramine B 25% dạng bột, vậy cần bao nhiêu gam bột chloramine B 25% pha với 1 lít nước để được dung dịch sát khuẩn 2%

Phương pháp giải:

a)

1 gam viên chlormanine B 25% có

Lời giải chi tiết:


Bình chọn:
4.9 trên 7 phiếu