Luyện tập Hydrogen halide và một số phản ứng của ion halide

Dãy gồm các chất đều tác dụng với dung dịch HCl là Fe, CuO, Ba(OH)₂.

Các chất Cu, H₂SO₄, BaSO₄ không tác dụng với HCl.

Fe(OH)₂ + 2HCl ⟶ FeCl₂ + H₂O.

CuO + 2HCl ⟶ CuCl₂ + H₂O

- 2 phản ứng trên không phản phản ứng oxi hóa khử.

- Ở phản ứng:

Fe + 2HCl ⟶ FeCl₂ + H₂ 

HCl thể hiện tính oxi hóa

Ở phản ứng:

KClO₃ + 6HCl ⟶ KCl + 3Cl₂ + 3H₂O

HCl thể hiện tính khử

 Tính acid của các hydrohalic acid tăng dần từ hydrofluoric acid đến hydroiodic acid.

 Dùng AgNO₃ có thể nhận biết 3 dung dịch trên:

AgNO₃ + NaCl → AgCl + NaNO₃

                       kết tủa trắng

AgNO₃ + NaBr → AgBr + NaNO₃

                       kết tủa vàng nhạt

AgNO₃ + NaI → AgI + NaNO₃

                       kết tủa vàng

AgNO₃ + NaF → Không có hiện tượng.

X, Y ở hai chu kì liên tiếp thuộc nhóm VIIA

⇒ X, Y là nguyên tố halogen.

TH₁: Cả 2 muối hhalide đều tạo kết tủa

Gọi halogen trung bình là R ⇒ muối là NaR (M_X < M_R < M_Y)

NaR + AgNO₃ → AgR↓ + NaNO₃

⇒ M_R = 175,66

⇒ Halogen là I và At (At không có trong tự nhiên ⇒loại

TH₂: Chỉ có 1 muối halide tạo kết tủa ⇒ 2 muối là NaF và NaCl

NaCl + AgNO₃ → AgCl + NaNO₃

⇒ n_NaCl = 0,06 mol  ⇒ m_NaCl = 3,51 gam

⇒ m_NaF = 6,03 – 3,51 = 2,52 gam

 n_H2 = 0,6 mol

n_HCl = 2n_H2 = 1,2 mol

  m_muối = m_KL + m_{gốc acid} = 25,12 + 35,5.1,2 = 67,72 (g) 

 Bảo toàn khối lượng ta có:

m_KL + m_Cl^- = m_muối

⇒ 40,3 - 11,9 = 28,4 (g)

n_Cl2 = 28,4/71 = 0,4 mol

⇒ V_Cl2 = 0,4.22,4 = 8,96 lít

Các phản ứng trên không phải phản ứng oxi hóa khử.

 Phản ứng chứng minh tính khử của các ion halide là: 

 Bromide có số oxi hóa tăng từ − 1 lên 0, thể hiện tính khử trong phản ứng. 

 Đặt n_MX2 = a mol

a.(M + 2X) + 133,5.0,02 = 5,37                      (1)

AlCl₃ + 3AgNO₃ 3AgCl + Al(NO₃)₃

MX₂ + 2AgNO₃ 2AgX + M(NO₃)₂

  a        2a          2a      a

143,5.0,06 + 2a.(X+108) = 14,35                      (2)

Al(NO₃)₃ + 3NaOH Al(OH)₃ + 3NaNO₃

Al(OH)₃ + NaOH NaAlO₂ + 2H₂O

M(NO₃)₂ + 2NaOH M(OH)₂ + 2NaNO₃ 

  a                               a

M(OH)₂ MO + H₂O

  a          a

a.(M + 16) = 1,6 (3)

Từ (1), (2) và (3) ta có:

aM = 1,28; aX = 0,71; a = 0,02

M = 64, M là Cu

Vậy muối halide là CuCl₂

n_HCl = 0,1 (mol)

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

0,1       ←       0,1              (mol)

⇒ m_Fe = 0,1.56 = 5,6 (g)

Dung dịch HCl là acid mạnh, tác dụng với kim loại đứng trước hydrogen trong dãy hoạt động hóa học.

Cu đứng sau H trong dãy hoạt động hóa học Cu không phản ứng với dung dịch HCl.

 Các hydrogen halide không làm quỳ tím hóa đỏ.

Các hydrohalic acid mới làm quỳ tím hóa đỏ.

 Lượng NaCl nguyên chất:

m_{NaCl nguyên chất} = 1000.89,5% = 895kg

Lượng HCl thu được theo lí thuyết :

2NaCl + H₂SO₄ Na₂SO₄ + 2HCl

 58,5g                                      36,5g

895kg                                         x 

x =  558,42 kg

Lượng HCl thu được theo thực tế:

m_{HCl tt} = 1250.1,19.37% = 550,375 kg

Hiệu suất của quá trình điều chế:

 Áp dụng quy tắc xác định số oxi hóa:

I có số oxi hóa -1 trong hợp chất.

Nhiệt độ sôi của các hydrogen halide tăng dần từ HCl đến HI. Riêng HF do tạo được liên kết hydrogen giữa các phân tử nên hydrogen fluorine khó bay hơn Nhiệt độ sôi cao hơn, cao bất thường.

… H – F … H – F …

 AgF là muối tan nhiều trong nước. Còn các muối AgCl, AgBr và AgI đều là kết kết tủa trong nước.

Kết tủa là AgCl.

AgNO₃ + NaCl → AgCl + NaNO₃

⇒ n_NaCl = n_AgCl = 17,22/143,5 = 0,12 (mol)

 Hydrofluoric acid (HF) là acid yếu, nhưng có tính chất đặc biệt là ăn mòn thủy tinh, phương trình hóa học của phản ứng:

SiO₂ + 4HF SiF₄ + H₂O