Bài tập về Clo

Khi nung đỏ dây sắt và đưa nhanh vào bình đựng khí Clo thì có phản ứng sau xảy ra: 

$2Fe{\text{ }} + {\text{ 3}}C{l_2}\xrightarrow{{{t^o}}}2F{\text{e}}C{l_3}$

Cl₂ có phản ứng thuận nghịch với nước: H₂O + Cl₂ $\overset {} \leftrightarrows $ HCl + HClO 

HClO là chất oxi hóa mạnh có tác dụng sát trùng nước.

Clo không phản ứng được với oxit kim loại => loại A và C

Clo không phản ứng trực tiếp với oxi => loại D

Clo có thể phản ứng được với NaBr, NaI, NaOH.

${{\mathop {Cl}\limits^0}_{2}}$ $+ 2{\text{e}} \to 2\mathop {Cl}\limits^{ - 1} $

=> Clo là chất oxi hóa

Phương pháp điều chế khí clo trong công nghiệp là: Điện phân dung dịch NaCl, màng ngăn xốp.

Trong phòng thí nghiệm nếu không có HCl đặc, để điều chế clo ta có thể thay thế bằng hỗn hợp H₂SO₄ đặc + NaCl rắn + MnO₂ vì có phản ứng :

2NaCl_rắn + H₂SO_{4 đặc} $\xrightarrow{{{t^o}}}$ Na₂SO₄ + 2HCl

Muối NaCl tồn tại chủ yếu ở dạng nước biển và muối mỏ

Clo được dùng để khử trùng nước sinh hoạt, tẩy trắng vải sợi, bột giấy và điều chế nước giaven, hợp chất hữu cơ.

Không thu khí clo qua nước vì clo tan được trong nước

n_NaCl = 0,2 mol

$3C{l_2} + {\text{ 6}}NaOH\xrightarrow{{{t^o}}}5NaCl + NaCl{O_3} + 3{H_2}O$

$0,12\,\,mol\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \leftarrow \,\,\,\,\,\,0,2\,\,mol$

=> V_Cl2 = 0,12.22,4 = 2,688 lít

Giả sử 2 dung dịch đều thu được 1 mol muối NaCl

Dung dịch 1:  Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

                      1$ \leftarrow $                 1 mol

Dung dịch 2:  3Cl₂ + 6NaOH → 5NaCl + NaClO₃ + 3H₂O

                       $\frac{3}{5}$ $ \leftarrow $                     1 mol

$ = > {\text{ }}\frac{{{n_{C{l_2}(1)}}}}{{{n_{C{l_2}(2)}}}} = \frac{5}{3}$

KCl + AgNO₃ → KNO₃ + AgCl

=> n_KCl = n_AgCl = 0,5 mol

3Cl₂ + 6KOH → 5KCl + KClO₃ + 3H₂O

           0,6 mol ← 0,5 mol

$ = > \,\,{C_{M\,\,KOH}} = \frac{{0,6}}{{2,5}} = 0,24M$

+) Bảo toàn khối lượng: m_{kim loại} + m_Cl2 = m_{muối Y} => m_Cl2 = 57,3 – 21,8 = 35,5 gam

=> n_Cl2 = 0,5 mol

+) Bảo toàn nguyên tố Cl: n_AgCl = n_{gốc Cl trong Y} = 2.n_Cl2 = 1 mol

=> m_AgCl = 143,5 gam

Gọi kim loại M có hóa trị n

Gọi ${n_{C{l_2}}} = x\,mol;\,\,\,{n_{{O_2}}} = y\,\,mol$

=> n_khí = x + y = 0,25   (1)

+) Bảo toàn khối lượng: m_M + m_khí = m_{chất rắn} => m_khí = 23 – 7,2 = 15,8 gam

=> 71x + 32y = 15,8   (2)

Từ (1) và (2) => x = 0,2 mol; y = 0,05 mol

+) Bảo toàn electron: n_{e kim loại M cho} = 2.n_Cl2 + 4.n_O2

$ = > {\text{ }}2.0,2{\text{ }} + {\text{ }}4.0,05{\text{ }} = {\text{ }}n.\frac{{7,2}}{M}\,\, = > \,\,M = 12n$

=> M là kim loại Mg

n_Cr = 7,8 : 52 = 0,15 (mol)

PTHH: 2Cr   +  3Cl₂ \(\buildrel {{t^0}} \over\longrightarrow \) 2CrCl₃

            0,15 → 0,225                            (mol)

=> V_Cl2 = 0,225.22,4 = 5,04 (l)

(a) Bình chứa dung dịch NaCl dùng để giữ khí HCl.

=> đúng

(b) Bình chứa dung dịch H₂SO₄ đặc để giữ hơi nước.

=> đúng

(c) Bông tẩm dung dịch xút có thể thay bằng tẩm nước.

=> sai vì nước không giữ được khí clo vì nước phản ứng rất yếu với clo

(d) Có thể thay chất rắn trong bình cầu thành thuốc tím.

=> đúng vì thuốc tím cũng là một chất oxi hóa mạnh tương tự như MnO₂

Vậy có 3 phát biểu đúng.

\({n_{C{l_2}(dktc)}} = \frac{{{V_{C{l_2}}}}}{{22,4}} = \frac{{4,48}}{{22,4}} = 0,2\,(mol)\)

PTHH: 2KMnO_4­  + 16HCl \(\xrightarrow{{{t^0}}}\) 2KCl + MnCl₂ + 5Cl₂ + 8H₂O

(mol)    0,08                                                            ← 0,2

Theo PTHH: \({n_{KMn{O_4}}} = \frac{2}{5}{n_{C{l_2}}} = \frac{2}{5}.0,2 = 0,08\,(mol)\)

→ m_KMnO4 = n_KMnO4×M_KMnO4 = 0,08×(39 + 55 + 16.4)= 12,64 (g)

\({n_{NaCl}} = \frac{{{m_{NaCl}}}}{{{M_{NaCl}}}} = \frac{{4,68}}{{58,5}} = 0,08\,(mol)\)

PTHH: 2Na + Cl₂ \(\xrightarrow{{{t^0}}}\) 2NaCl

(mol)    0,08    0,04        ← 0,08

Theo PTHH: n_Na = n_NaCl = 0,08 (mol) → m_{Nalí thuyết} = 0,08.23 = 1,84 (g)

Theo PTHH: n_Cl2 = 1/2 n_NaCl = 0,04 (mol) → V_Cl2 (đktc) lí thuyết = 0,04.22,4 = 0,896 (lít)

Vì %H = 80% nên khối lượng thực tế Na cần lấy là: \({m_{Na\,thuc\,te}} = \frac{{m{\,_{Na\,li\,thuyet}}}}{{\% H}}.100\%  = \frac{{1,84}}{{80\% }}.100\%  = 2,3\,(g)\)

Thể tích thực Cl₂ cần lấy là: \(V{\,_{C{l_2}(dktc)\,thuc\,te}} = \frac{{V{\,_{C{l_2}(dktc)\,li\,thuyet}}}}{{\% H}}.100\%  = \frac{{0,896}}{{80\% }}.100\%  = 1,12\,(lit)\)

PTHH khi qua dd KOH thứ nhất: Cl₂ + 2KOH \(\xrightarrow{{}}\) KCl + KClO + H₂O              (1)

PTHH khi đi qua dd KOH thứ hai: 3Cl₂ + 6KOH \(\xrightarrow{{{{100}^0}C}}\)5KCl + KClO₃ + 3H₂O   (2)

Đặt \(\left\{ \begin{array}{l}{n_{Cl2\,(1)}}:a(mol)\\{n_{Cl2\,(2)}}:\,b(mol)\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}{n_{KCl(1)}} = a(mol)\\{n_{KCl(2)}} = \frac{5}{3}b(mol)\end{array} \right.\)

Theo bài khối lượng KCl sinh ra ở 2 PTHH bằng nhau 2 muối bằng nhau, tức số mol muối KCl ở 2 PTHH bằng nhau. \( \Rightarrow a = \frac{5}{3}b \Rightarrow \frac{a}{b} = \frac{5}{3}\)

\({n_{C{l_2}}} = \frac{{4,48}}{{22,4}} = 0,2\,\,mol \to {m_{C{l_2}}} = 0,2.71 = 14,2\,\,gam\)

Áp dụng bảo toàn khối lượng: m_Fe + m_Cu + m_Cl2 = m_muối

→ m + 14,2 = 23 → m = 8,8