Giải Hóa học 10 Chân trời sáng tạo bài 17
Chúng tôi xin giới thiệu bài Giải Hóa học 10 bài 17: Tính chất vật lí và hóa học các đơn chất nhóm VIIA được VnDoc biên soạn hướng dẫn bạn đọc trả lời các nội dung câu hỏi bài tập sách giáo khoa Hoá 10 Chân trời sáng tạo.
Bài: Tính chất vật lí và hóa học các đơn chất nhóm VIIA
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:
- 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
1. Vị trí của nhóm halogen trong bảng tuần hoàn
Phương pháp giải:
Quan sát Hình 17.1 và nhận xét
Lời giải:
Halogen nằm ở nhóm VIIA trong bảng tuần hoàn
2. Trạng thái tự nhiên của các halogen
Câu hỏi 2 trang 106 Hóa học 10: Hãy kể tên một số chất chứa nguyên tố halogen
Phương pháp giải:
CaF2, Ca5(PO4)3F, Na3AlF6, NaCl, KCl
Lời giải:
Một số chất chứa nguyên tố halogen
+ Fluorite: CaF2
+ Fluorapatite: Ca5(PO4)3F
+ Cryolite: Na3AlF6
+ Muối ăn: NaCl, KCl
+ Brommargyrite: AgBr
+ Iodargyrite: AgI
Phương pháp giải:
Tồn tại dưới dạng hợp chất
Lời giải:
Trong tự nhiên, các halogen không tồn tại dưới dạng đơn chất, chủ yếu tồn tại dưới dạng muối của các ion halide
Phương pháp giải:
Thành phần của biển và đại dương là muối NaCl, KCl
Lời giải:
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
3. Cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố halogen. Đặc điểm cấu tạo phân tử halogen
Phương pháp giải:
Các nguyên tố nhóm halogen đều có 7 electron ở lớp ngoài cùng
Lời giải:
- F: (He)2s22p5
- Cl: (Ne)3s23p5
- Br: (Ar)4s24p5
- I: (Kr)5s25p5
Phương pháp giải:
- Các nguyên tố nhóm halogen có 7 electron ở lớp ngoài cùng
Lời giải:
- 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
4. Tính chất vật lí của các halogen
Phương pháp giải:
Quan sát Bảng 17.1 và nhận xét
Lời giải:
- 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
Phương pháp giải:
Phụ thuộc vào tương tác van der Waals
Lời giải:
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
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:
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
5. Tính chất hóa học của các halogen
Phương pháp giải:
Các nguyên tử halogen có 7 electron ở lớp ngoài cùng
Lời giải:
- 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-
Phương pháp giải:
Trong phản ứng với kim loại, halogen sẽ nhận 1 electron của kim loại tạo thành ion halide X-
Lời giải:
- 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-
Phương pháp giải:
Lời giải:
- 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
Phương pháp giải:
- Xác định số oxi hóa của Cl trong 2 phản ứng:
Lời giải:
- Phản ứng thứ nhất:
Cl20+2NaOH→NaCl−1+NaCl+1O+H2O
=> 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:
3Cl20 + 6NaOH→ C5NaCl−1+NaCl+5O3+3H2O
=> 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 12 trang 111 Hóa học 10: Tiến hành thí nghiệm 1, quan sát và ghi nhận hiện tượng
Phương pháp giải:
Tiến hành thí nghiệm và quan sát
Lời giải:
- 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
Phương pháp giải:
- Ống 1: Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2
- Ống 2: Br2 + 2NaI → 2NaBr + I2
Lời giải:
- 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
Câu hỏi 14 trang 111 Hóa học 10: 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:
Hiện tượng: Giấy màu ẩm bị nhạt màu dần sau đó mất màu
Phương pháp giải:
2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O
Lời giải:
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 trang 112 Hóa học 10: Viết phương trình hóa học của các phản ứng sau:
Cu + Cl2 → (1)
Al + Br2 → (2)
Ca(OH)2 + Cl2 → (3)
KOH + Br2 →>70oC (4)
Cl2 + KBr → (5)
Br2 + NaI → (6)
Lời giải:
Cu + Cl2 → CuCl2 (1)
2Al + 3Br2 → 2AlBr3 (2)
2Ca(OH)2 + 4Cl2 → CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O (3)
6KOH + 3Br2 →>70oC 5KBr + KBrO3 + 3H2O (4)
Cl2 + 2KBr → 2KCl + Br2 (5)
Br2 + 2NaI → 2KBr + I2 (6)
Phương pháp giải:
Tính tẩy màu: sát trùng, sát khuẩn
Lời giải:
- 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
6. Ứng dụng của các halogen
Câu hỏi 16 trang 113 Hóa học 10: Nhận xét vai trò của halogen trong đời sống, sản xuất và y tế
Phương pháp giải:
- Fluorine, chlorine, bromine, iodine
Lời giải:
- 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
Câu hỏi 17 trang 113 Hóa học 10: Tìm hiểu thêm những ứng dụng khác của halogen trong thực tế
Lời giải:
- 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
Phương pháp giải:
Nước Javel có tính tẩy màu
Lời giải:
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
a) Cl2 + H2 →
b) F2 + Cu →
c) I2 + Na →
d) Cl2 + Fe →
e) Br2 + Ca(OH)2 →
f) Cl2 + KOH →100oC
g) Br2 + KI →
Lời giải:
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 →100oC 5KCl + KClO3 + 3H2O
g) Br2 + 2KI → 2KBr + I2
Phương pháp giải:
Các nguyên tố halogen có độ âm điện lớn
Lời giải:
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
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%
Lời giải:
a) 200 lít nước ⇔ 200 000 g nước
250 mg = 0,25 g
Đặt x là số viên nén chloramine B 25% (loại viên 1 gam)
⇒ m chất tan = 0,25x (gam)
Áp dụng công thức tính nồng độ phần trăm:
⇔ x = 8
Vậy cần dùng 8 viên nén chloramine B 25% (loại viên 1 gam) để xử lí bình chứa 200 lít nước.
b) 1 lít nước ⇔ 1 kg nước = 1000 g nước.
Đặt y là khối lượng chloramine B 25% dạng bột cần dùng
⇒ m chất tan = 0,25.y (gam)
Áp dụng công thức tính nồng độ phần trăm:
⇔ y = 81,6 gam
Vậy cần dử dụng 81,6 gam chloramine B 25% dạng bột pha với 1 lít nước để được dung dịch sát khuẩn 2%.
>>> Bài tiếp theo: Giải Hóa học 10 Chân trời sáng tạo bài 18
Như vậy, VnDoc đã gửi tới các bạn Giải Hóa học 10 bài 17: Tính chất vật lí và hóa học các đơn chất nhóm VIIA. Ngoài ra, các em học sinh có thể tham khảo môn Ngữ văn 10 Kết nối tri thức tập 1, Vật Lý 10 Kết nối tri thức và Toán 10 Kết nối tri thức tập 1, Toán 10 Kết nối tri thức tập 2, Sinh 10 Kết nối tri thức đầy đủ khác.
