Bài 22 Clo

Tóm tắt lý thuyết

Sơ lược nguyên tố Clo

  • Kí hiệu hóa học:           Cl
  • Số ô nguyên tố:            17
  • Cấu hình e: 1s22s22p63s23p5
  • Khối lượng nguyên tử : 35,5
  • Công thức phân tử:       Cl2
  • Khối lượng phân tử:      71

1.1. Tính chất vật lí

Khí Clo

Hình 1: Bình khí Clo

  • Ở điều kiện thường, Clo là chất khí màu vàng lục, mùi xốc, rất độc.
  • Khí Clo nặng gấp 2,5 lần không khí và tan ít trong nước tạo thành dung dịch nước Clo có màu vàng nhạt , Clo tan nhiều trong các dung môi hữu cơ: Benzen,…

1.2. Tính chất hóa học

Clo thể hiện tính oxi hóa mạnh chỉ kém hơn Flo và Oxi.

Cl + 1e  →  Cl

Hay: Cl2  + 2.1e  →  2 Cl

1.2.1. Phản ứng với kim loại

Clo tác dụng với kim loại tạo muối Clorua

2M   +  nCl2   2MCln

  • Natri nóng chảy trong khí Clo nóng chảy trong khí clo với ngọn lửa sáng chói, tạo natri clorua:

2Na  +  Cl2 →  2NaCl

Video 1: Natri cháy sáng trong khí clo

  • Dây đồng nung nóng đỏ cháy trong không khí clo tạo thành Đồng (II) clorua

Cu (đỏ)  + Cl2 (vàng lục)   CuCl2 (trắng)

Video 2: Đồng tác dụng với khí Clo

  • Dây sắt nung nóng đỏ cháy trong khí clo tạo thành khói màu nâu là những hạt sắt (III) clorua

 2Fe + 3Cl 2FeCl3

Video 3: Sắt tác dụng với khí clo

1.2.2. Tác dụng với khí Hidro

  • Clo tác dụng với khí hidro tạo Khí Hiđro Clorua không màu dễ tan trong nước. \({H_2} + C{l_2} \to HCl\)
  • Kết luận: Trong phản ứng với kim loại và với hiđro thì Clo thể hiện tính oxi hóa mạnh.

1.2.3. Tác dụng với nước

  • Khi tan trong nước một phần Clo phản ứng với nước tạo hỗn hợp hai axit Clohiđric và axit Hypoclorơ.

Clo + nước

Video 4: Clo tác dụng với nước

  • Kết luận: Trong phản ứng với nước, Clo vừa đóng vai trò là chất khử, vừa đóng vai trò là chất oxi hóa.

1.3. Trạng thái tự nhiên

  • Trong tự nhiên Clo có hai đồng vị bền là \({}^{35}Cl{\rm{ (75,77)}}\) và \({}^{37}Cl{\rm{ (24,23\% )}}\), nguyên tử khối trung bình là 35,5.
  • Clo chủ yếu tồn tại dưới dạng hợp chất NaCl và các chất khoáng.

1.4. Ứng dụng

  • Clo được dùng để tiệt trùng nước sinh họat, dùng để tẩy trắng vải, sợi giấy…
  • Một lượng lớn Clo dùng để điều chế một số chất hữu cơ như : PVC, CCl4
  • Điều chế một số hóa chất quan trọng khác: nước Javen

Ứng dụng của clo

Hình 2: Ứng dụng của Clo

1.5. Điều chế

1.5.1. Trong phòng thí nghiệm

Dùng chất oxihóa mạnh như MnO2, KMnO4, KClO3,…tác dụng dung dịch HCl đặc hoặc muối Clorua

MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + H2O

\(2KMn{O_4} + 16HCl \to 2MnC{l_2} + 2KCl + 5C{l_2} + 8{H_2}O\)

Điều chế và thu khí clo trong phòng thí nghiệm

Hình 3: Điều chế và thu khí Clo trong phòng thí nghiệm

1.5.2. Trong công nghiệp

Điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn bằng xốp với điện cực dương bằng than chì và điện cực âm làm bằng sắt.

2NaCl +2H2O  2NaOH  +  H2  +  Cl2

Sơ đồ điện phân NaCl để thu khí Clo

Hình 4: Sơ đồ điện phân NaCl để thu khí Clo

1.6. Tổng kết

Sơ đồ tư duy bài Clo

Hình 5: Sơ đồ tư duy bài Clo

Bài tập minh họa


Bài 1:

Viết phương trình phản ứng của Cl2 với dung dịch Ca(OH)2?

Hướng dẫn:

  • Giai đoạn 1: Cl2 tác dụng với nước tạo 2 axit HCl và HClO

Clo + nước

  • Giai đoạn 2: 2 axit HCl và HClO với kiềm tạo 2 muối tương ứng

2HCl  +   Ca(OH)2   →  CaCl2  +  2H2O

2HClO  + Ca(OH)2   →  Ca(OCl)2  +  2H2O

Tổng quát:   2Cl2 +  2Ca(OH)2 →  CaCl2  +  Ca(OCl)2  + 2H2O

Có thể viết:  Cl2 +  Ca(OH)2 →  CaOCl2 + H2O

Bài 2:

Hoàn thành các phương trình phản ứng dưới đây. Nêu rõ vai trò của clo trong các phản ứng đó.

a) FeCl2 + Cl2 

b) SO2 + Cl2 + 2H2O →

c) 6KOH + 3Cl2 →

d) 2Ca(OH)2 + Cl2 →

Hướng dẫn:

a) 2FeCl2 + Cl2 2FeCl3

Clo là chất oxy hóa:

b) SO2 + Cl2 + 2H2O →2HCl +H2SO4

Clo là chất oxy hóa

c) 6KOH + 3Cl2 →5KCl + KClO3 + 3H2O

Clo vừa là chất khử, vừa là chất oxy hóa

d) 2Ca(OH)2 + Cl2 →Ca(ClO)2+ CaCl2+ 2H2O

Clo vừa là chất khử, vừa là chất oxy hóa

Bài 3:

Đốt 3,36 gam kim loại M trong khí clo dư thì thu được 9,75 gam muối clorua. Kim loại M là:

Hướng dẫn:

mmuối = mMn2+ + mCl
⇒ mCl– = 9,75 – 3,36 = 6,39g
⇒ nCl– = 0,18 mol ⇒ \(n_{Cl_{2}}\) = 0,09 mol
2M    +        nCl2 → 2MCln
\(\frac{0,18}{n}\)  ←    0,09
MM = 3,36 : (\(\frac{0,18}{n}\)) = \(\frac{56n}{3}\)
⇒ M là Fe

Bài 4:

Đốt một kim loại trong bình chứa khí Clo thu được 26,70 gam muối, đồng thời thể tích khí Clo  trong bình giảm 6,72 lít (đktc). Kim loại đem đốt là:

Hướng dẫn:

Giả sử kim loại m có hóa trị x trong hợp chất với clo: MClx
\(\\ \Rightarrow n_{MClx} = \frac{2}{x.n_{Cl_{2}}} = \frac{0,6}{x} \ (mol) \\ \Rightarrow M_{MClx }= 44,5x = M + 35,5 x \\ \Rightarrow M = 9x\)
⇒ Với  x = 3 ⇒ M = 27g (Al) thỏa mãn