Chương 5. Nhóm Halogen

Phương pháp sunfat điều chế HCl: NaCl rắn + H₂SO₄ đặc \(\underrightarrow{t^o}\) Na₂SO₄ + HCl↑

Không thể sử dung pp sunfat để điều chế HBr và HI. Vì HBr và HI là các chất có tính khử mạnh, ngay lập tức sẽ phản ứng với H₂SO₄ đặc (tính oxi hoá mạnh).

PTHH: 2HBr + H₂SO_{4 đặc} ➝ Br₂ + SO₂ + 2H₂O

8HI + H₂SO_{4 đặc} ➝ 4I₂ + H₂S + 4H₂O

ngoài ra SO\(_2\) dư còn tác dụng với \(H_2O\):

\(SO_2\)+H\(_2O\)\(\rightarrow\)H\(_2SO_3\)

0,07 0,07 (mol)

m\(_{H_2SO_3}\)=0,07.82=5,74(g)

\(CM_{H_2SO_3}\)=\(\dfrac{0,07}{0,01}\)=7M

đây chỉ là mở rộng thôi,chứ trong đề bạn đưa chỉ yêu cầu tính khối lượng muối thôi,chứ không yêu cầu tính khối lượng và nồng độ mol của axit

a/

Fe+H\(_2SO_{4\left(l\right)}\)\(\rightarrow\)FeSO\(_4\)+H\(_2\uparrow\)

a a (mol)

Mg+H\(_2SO_{4\left(l\right)}\)\(\rightarrow\)MgSO\(_4+H_2\uparrow\)

a b (mol)

n\(_{H_2}\)=\(\dfrac{1,334}{22,4}\)\(\simeq\)0,06(mol)

2Fe+6H\(_2SO_{4\left(đn\right)}\)\(\rightarrow\)\(Fe_2\left(SO_4\right)_3\)+6\(H_2O\)+3SO\(_2\uparrow\)

a 3/2a (mol)

Mg+2H\(_2SO_{4\left(đn\right)}\)\(\rightarrow\)\(MgSO_4\)+2\(H_2O\)+\(SO_2\uparrow\)

b b (mol)

n\(_{SO_2}\)=\(\dfrac{1,68}{22,4}\)=0,075(mol)

gọi số mol của Fe trong mỗi phần là a;Mg là b,ta có hệ phương trình:

a+b=0,06

\(\dfrac{3}{2}a\)+b=0,075

\(\Leftrightarrow\)a=0,03(mol)

b=0,03(mol)

n\(_{Fe}\)=0,03.2=0,06

\(\Rightarrow\)m\(_{Fe}\)=0,06.56=3,36(g)

n\(_{Mg}\)=0,03.2=0,06

\(\Rightarrow\)m\(_{Mg}\)=0,06.24=1,44(g)

m\(_X\)=3,36+1,44=4,8(g)

\(\rightarrow\)%m\(_{Fe}\)=\(\dfrac{3,36}{4,8}.100\%\)=70%

\(\Leftrightarrow\)%m\(_{Mg}\)=100%-70%=30%

b/

n\(_{NaOH}\)=0,01.1=0,01(mol)

2NaOH+\(SO_2\)\(\rightarrow\)\(Na_2SO_3\)+\(H_2O\)

ban đầu: 0,01 0,075 (mol)

phản ứng: 0,01 0,005 0,005 (mol)

dư: 0 0,07 0 (mol)

m\(_{Na_2SO_3}\)=0,005.126=0,63(g)

Nước gia ven không oxi hóa được CO2 (vì C+4 cao nhất).

HCHO + NaClO => NaCl + CO2 + H2O

SO2 + NaClO + H2O => H2SO4 + NaCl

H2S + NaClO + H2O => NaCl + H2SO4

NaClO + CO2 + H2O => NaHCO3 + HClO (axit-bazo, hay axit mạnh đẩy muối axit yếu)

Chú ý: gốc ClO- có tính oxi hóa mạnh (bạn biết nước clo rồi đấy )

1)

Theo pt:

-1mol CaOCl2 sẽ tạo ra 1mol Cl2

-1mol KMnO4 sẽ tạo ra 2,5mol Cl2

-1mol K2Cr2O7 sẽ tạo ra 3mol Cl2

-1mol MnO2 sẽ tạo ra 1mol Cl2

Vậy K2Cr2O7 tạo ra lượng khí clo nhiều nhất,CaOCl2 và MnO2 tạo ra lượng khí clo ít nhất

Theo đề, ta có: \(n_{CaOCl_2}=\dfrac{100}{127}\left(mol\right)\\ n_{KMnO_4}=\dfrac{100}{158}=\dfrac{50}{79}\left(mol\right)\\ n_{K_2Cr_2O_7}=\dfrac{100}{294}=\dfrac{50}{147}\left(mol\right)\\ n_{MnO_2}=\dfrac{100}{87}\left(mol\right)\)|

\(CaOCl_2+2HCl\rightarrow Cl_2+H_2O+CaCl_2\)

\(16HCl+2KMnO_4\rightarrow5Cl_2+8H_2O+2KCl+2MnCl_2\)

\(14HCl+K_2Cr_2O_7\rightarrow3Cl_2+7H_2O+2KCl+2CrCl_3\)

\(4HCl+MnO_2\rightarrow MnCl_2+2H_2O\)

Theo phương trình:

- \(\dfrac{100}{127}mol\) CaOCl₂ sẽ tạo ra \(\dfrac{100}{127}mol\) Cl₂.

- \(\dfrac{100}{158}mol\) KMnO₄ sẽ tạo ra \(\dfrac{125}{79}mol\) Cl₂.

- \(\dfrac{100}{294}mol\) K₂Cr₂O₇ sẽ tạo ra \(\dfrac{50}{49}mol\) Cl₂.

- \(\dfrac{100}{87}mol\) MnO₂ sẽ tạo ra \(\dfrac{100}{87}mol\) Cl₂.

Vậy 100(g) KMnO₄ sẽ tạo ra lượng Cl₂ nhiều nhất, 100(g) CaOCl₂ sẽ tạo ra lượng Cl₂ ít nhất.

MnO\(_2\)+4HCl\(\rightarrow\)MnCl\(_2\)+Cl\(_2\)+2H\(_2O\)

0,45 0,45 (mol)

n\(_{MnO_2}\)=\(\dfrac{39,15}{87}\)=0,45(mol)

2Fe + 3Cl\(_2\)\(\rightarrow\)2FeCl\(_3\)

0,3 0,45 0,3 (mol)

m\(_{FeCl_3}\)=0,3.162,5=48,75(g)

vì hiệu suất phản ứng là 86% nên:

m\(_{FeCl_3}\)=\(\dfrac{86.48,75}{100}\)=41,925(g)

2/

Mg+Cl\(_2\)\(\rightarrow\)MnCl\(_2\)

0,6 0,6

n\(_{Mg}\)=\(\dfrac{14,4}{24}\)=0,6(mol)

2\(KMnO_4+16HCl\rightarrow2MnCl_2+2KCl+5Cl_2\uparrow+8H_2O\)

0,24 0,6

vì hiệu suất phản ứng bằng 80%,nên để điều chế 0,6 mol Cl\(_2\)thì cần số mol \(KMnO_4\) là:

n\(_{KMnO_4}\)=\(\dfrac{0,24.100}{80}\)=0,3(mol)

m\(KMnO_4\)=0,3.158=47,4(g)

3/

2

0,4 1 (mol)

=\(\dfrac{63,2}{158}\)=0,4(mol)

V\(_{Cl_2}\)=1.22,4=22,4(l)

vì Hiệu suất phản ứng là 75% nên:

V\(_{Cl_2}\)=\(\dfrac{75.22,4}{100}\)=16,8(l)

Fe+2HCl--->FeCl2+H2

x____2x______x

2Al+6HCl--->2AlCl3+3H2

y____3y_______y

Hệ pt:

\(\left\{{}\begin{matrix}56x+27y=11\\127x+133,5y=39,4\end{matrix}\right.\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}x=0,1\\y=0,2\end{matrix}\right.\)

=>mFe=0,1.56=5,6(g)

=>mAl=11-5,6=5,4(g)

\(\Sigma nHCl=2x+3y=\)2.0,1+3.0,2=0,8(mol)

n_H2 = 0,15 mol

Đặt n_K = x ; n_Na = y

2K + 2HCl → 2KCl + H₂

x........x...........x...........0,5x

2Na + 2HCl → 2NaCl + H₂

y........y.............y..............0,5y

Ta có hệ

\(\left\{{}\begin{matrix}39x+23y=8,5\\0,5x+0,5y=0,15\end{matrix}\right.\)⇒ \(\left\{{}\begin{matrix}x=0,1\\y=0,2\end{matrix}\right.\)

⇒ m_K = 3,9(g)

⇒ m_Na = 4,6 (g)

⇒ m_{muối su phản ứng} = (0,1.74,5)+(0,2.58,5) = 19,15 (g)

a/

2K+2HCl\(\rightarrow\)2KCl+H\(_2\)

a a \(\dfrac{1}{2}\)a(mol)

2Na+2HCl\(\rightarrow\)2NaCl+H\(_2\)

b b \(\dfrac{1}{2}\)b (mol)

n\(_{H_2}\)=\(\dfrac{3,36}{22,4}\)=0,15(mol)

gọi số mol của kali trong hỗn hợp là a;natri là b ta có hệ phương trình:

\(\dfrac{1}{2}a+\dfrac{1}{2}b\)=0,15

39a+23b=8,5

⇔a=0,1(mol)

b=0,2(mol)

→m\(_K\)=0,1.39=3,9(g)

→m\(_{Na}\)=8,5-3,9=4,6(mol)

n\(_{KCl}\)=n\(_K\)=0,1(mol)

→m\(_{KCl}\)=0,1.74,5=7,45(g)

tươn tự:m\(_{NaCl}\)=0,2.58,5=11,7(g)

→m\(_{muối}\)=7,45+11,7=19,15(g)