BÀI 9

LUYỆN TẬP CHƯƠNG 5

A. Tổng kết kiến thức chương 5

I. Cấu tạo nguyên tử

1. Cấu hình electron:

Cấu hình electron nguyên tử flo: 1s²2s²2p⁵ 

Cấu hình electron nguyên tử clo: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵

Cấu hình electron nguyên tử brom: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵

Cấu hình electron nguyên tử iot: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶ 4d¹⁰5s²5p⁵

Nhận xét:

- Giải thích số oxi hoá -1 của nguyên tố flo:

+ Flo có độ âm điện lớn.

+ Cấu hình electron nguyên tử flo: 1s²2s²2p⁵ nên flo chỉ có khả năng nhận 1e thể hiện số oxi hoá -1.

+ Lớp ngoài cùng của flo không có obitan trống (n -1)d để tách electron ghép đôi ns hoặc np thành các electron độc thân có thể tham gia hình thành liên kết.

-  Giải thích các halogen khác ngoài số oxi hoá -1 còn có các số oxi hoá +1, +3, +5, +7:

+ Cấu hình electron nguyên tử: ns²np⁵ nên chỉ có khả năng nhận 1e thể hiện số oxi hoá -1.

+ Lớp ngoài cùng có obitan trống (n -1)d để tách electron ghép đôi ns hoặc np thành các electron độc thân (có 1, 3, 5, 7 e độc thân) có thể tham gia hình thành liên kết.

II. Tổng kết hóa tính nhóm halogen

1. Cặp oxi hóa - khử

Một cặp gồm nguyên tử halogen X có tính oxi hóa hợp với một anion X^- tương ứng có tính khử được gọi là một cặp oxi hóa khử.

Ta kí hiệu cặp oxi hóa khử:

Theo chiều số điện tích hạt nhân (số Z) tăng dần, ta có:

Theo chiều từ trên xuống dưới (từ flo đến iot):

- Tính oxi hóa của nguyên tử halogen giảm dần.

- Tính khử của anion halogen tăng dần.

2. Định luật:

- Nguyên tử halogen đứng trên mới oxi hóa được anion của halogen đứng dưới hay anion của halogen đứng dưới mới khử được nguyên tử halogen đứng trên.

+ Một halogen oxi hóa được dung dịch chứa nhiều anion halogen khác thì phản ứng xảy ra theo thứ tự ưu tiên: halogen có tính khử càng mạnh (càng đứng dưới) thì càng bị oxi hóa trước.

Ví dụ:

Sục khí flo dư vào dung dịch chứa đồng thời 3 muối NaCl, KBr, NaI thì các phản ứng oxi hóa khử xảy ra theo thứ tự:

F₂  +  2NaI  →  2NaF  +  I₂  (1)     Û    F₂  +  2I^-  →  2F^-  +  I₂

F₂  +  2KBr  →  2KF  +  Br₂  (2)     Û   F₂  +  2Br^-  →  2F^-  +  Br₂

F₂  +  2NaCl  →  2NaF  +  Cl₂ (3)  Û   F₂  +  2Cl^-  →  2F^-  +  Cl₂

+ Nhiều halogen cùng oxi hóa một anion halogen khác thì phản ứng xảy ra theo thứ tự ưu tiên: halogen có tính oxi hóa mạnh phải phản ứng trước.

Ví dụ: Cho hỗn hợp khí F₂ và Cl₂ sục vào dung dịch chứa muối NaBr thì phản ứng oxi hóa khử xảy ra theo thứ tự:

F₂   +  2NaBr  →   2NaF  +  Br₂ (1)

Cl₂   +  2NaBr  →  2NaCl  +  Br₂ (2)

III. Hợp chất của halogen

1. Hidrohalogenua và Axit halogenhidric

Ở nhiệt độ thường (20⁰C), các hidrohalogenua đều là chất khí, dễ tan trong nước tạo thành dung dịch axi tương ứng.

HF  HCl  HBr  HI

Trong đó axit HF là yếu nhất (có đặc tính ăn mòn thủy tinh), các axit còn lại là axit mạnh Þ Tính axit tăng dần: HF < HCl < HBr < HI.

Chỉ có thể oxy hóa ion F^- bằng dòng điện.

Các ion Cl^-, Br^-, I^- đều có thể bị oxi hóa khi tác dụng với các chất oxi hóa mạnh.

=> Tính khử tăng dần HF  HCl  HBr  HI    (F^-, Cl^-, Br^-, I^-)

2. Muối của Halogen

Chất nhận biết muối của halogen là dung dịch AgNO₃.

+ dung dịch florua không kết tủa: AgNO₃  + NaF  →   phản ứng ko xảy ra

+ dung dịch clorua tạo kết tủa trắng: AgNO₃  +  NaCl  →  AgCl¯  +  NaNO₃

+ dung dịch bromua tạo kết tủa màu vàng nhạt: AgNO₃  +  NaI  →  AgI¯  +  NaNO₃

+ dung dịch iotua tạo kết tủa màu vàng: AgNO₃  +  NaBr  →  AgBr¯  +  NaNO₃

3. Hợp chất có oxi của halogen

Trong các hợp chất có oxi của halogen, các nguyên tố clo, brom và iot có số oxi hóa dương, nguyên tố flo có số oxi hóa -1.

IV. Điều chế

1. Điều chế flo: Trong công nghiệp ta điện phân hỗn hợp (NaF + 2HF) nóng chảy ở 70^oC. Bình điện phân có anot bằng than chì. Khi điện phân ta thu được F₂ tự do ở anot và H₂ ở catot.

2. Điều chế clo

a. Trong phòng thí nghiệm: Ta có thể oxi hóa Cl^- của HCl đậm đặc thành Cl₂ bởi các chất oxi hóa mạnh như MnO₂, KMnO₄, KClO₃…

 MnO₂    +   4HCl    MnCl₂  +  2H₂O  +  Cl₂↑                      

 b. Trong công nghiệp: điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn:

    2NaCl + 2H₂O      Cl₂↑+ NaOH + H₂↑   

3. Điều chế brom: Sục khí Cl₂ vào dung dịch NaBr, KBr (có trong nước biển) để oxi hóa Br^-:

                  Cl₂  +  2NaBr   →   2NaCl  +  Br₂

4. Điều chế iot: Iot được chiết xuất ra từ rong biển dưới dạng muối iotua (NaI, KI). Sau đó ta dùng khí Cl₂ sục vào dung dịch để oxi hóa I^-

              Cl₂   +  2NaI    →   2NaCl    +  I₂