Bài tập file word Hoá học 10 cánh diều Ôn tập Chủ đề 7: Nguyên tố nhóm VIIA (Nhóm Halogen)

ÔN TẬP CHỦ ĐỀ 7: NGUYÊN TỐ NHÓM VIIA (NHÓM HALOGEN)

Câu 1: Trong tự nhiên halogen tồn tại ở dạng nào? Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố halogen thuộc nhóm nào?

Trả lời:

- Trong tự nhiên halogen thường tồn tại ở dạng hợp chất

- Nhóm VIIA

Câu 2: Vì sao nước Javel được dùng để tẩy trắng vải, sợi, giấy?

Trả lời:

Vì trong nước Javel có nguyên tố Chlorine có tính oxi hóa mạnh, phá vỡ màu của hợp chất

Câu 3: Đốt cháy aluminium trong khí chlorine, người ta thu được 26,7 gam aluminium chloride. Tính khối lượng aluminium và thể tích chlorine (đktc) đã tham gia phản ứng

Trả lời:

n_AlCl3 = m : M = 26,7 : 133,5 = 0,2 mol

2Al + 3Cl₂ → AlCl₃

0,2 ← 0,3 ← 0,2

M_Al = n×M = 0,2×27 = 5,4 g

V_Cl2 = n×22,4 = 0,3×22,4 = 6,72 (l)

Câu 4: Cho 10,8 g kim loại M hóa trị III tác dụng với khí chlorine thu được 53,4 g muối. Xác định tên kim loại M

Trả lời:

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta được:

m_M + m_Cl2 = m_MCl3

=> m_Cl2 = m_MCl3 – m_M = 53,4 – 10,8 = 42,6

n_Cl2 = m : M = 42,6 : 71 = 0,6 mol

2M + 3Cl₂ → 2MCl₃

0,4 ← 0,6

M_M = m:n = 10,8 : 0,4 = 27 (g/mol)

Vậy M là Al.

Câu 5: Nêu cách nhận biết 4 lọ dung dịch bị mất nhãn sau: HCl, KOH, Ca(NO₃)₂, BaCl₂.

Trả lời:

BaCl₂ + 2AgNO₃ → 2AgCl↓ + Ba(NO₃)₂

Câu 6:  Giải thích vì sao Ag không tác dụng với HCl.

Trả lời:

Vì Ag đứng sau H trong dãy hoạt động hóa học nên không tác dụng với HCl

Câu 7: Nêu một số ứng dụng của hydrogen flouride

Trả lời:

Dùng để tẩy cặn trong các thiết bị vệ sinh trao đổi nhiệt, chất xúc tác trong nhà máy lọc dầu, công nghệ làm giàu uranium,…

Câu 8: Cho các chất sau: HF, HCl, HBr, HI. Chất nào có tính acid mạnh nhất. Giải thích.

Trả lời:

Chất có tính acid mạnh nhất là HI vì tính acid của hydrogen halide tăng dần theo thứ tự sau: HF < HCl < HBr < HI.

Câu 9: Cho lượng dư dung dịch AgNO3 tác dụng với hỗn hợp gồm 0,1mol NaF và 0,1 mol NaCl. Tính khối lượng kết tủa tạo thành.

Trả lời:

AgNO3 + NaCl → AgCl↓ + NaNO3

    0,1  →   0,1

Khối lượng AgCl kết tủa: m = 0,1×143,5 = 14,35 g

Câu 10: Tinh chế các chất không tinh khiết sau

2. Muối MgCl₂có lẫn tạp chất muối MgBr₂.
3. Muối ăn NaCl có lẫn tạp chất Na₂CO₃và Na₂SO₄  trên

Trả lời:

1. Hòa tan muối MgCl₂có lẫn tạp chất với muối MgBr₂ vào nước. Dẫn khí chlorine qua dung dịch muối trên sau đó cô cạn dung dịch ta thu được muối MgCl₂ tinh khiết. Vì:

MgBr₂ + Cl₂ → MgCl₂ + Br₂

1. Hòa tan muối ăn NaCl có lẫn Na₂CO₃và Na₂SO₄ vào nước. Cho BaCl₂ vào dung dịch muối trên, lọc bỏ kết tủa rồi cô cạn dung dịch thì thu được muối NaCl tinh khiết.

BaCl₂ + Na₂CO₃ → 2 NaCl + BaCO₃

BaCl₂ + Na₂SO₄ → 2 NaCl + BaSO₄

Câu 11: Cho 300ml dung dịch hòa tan 5,85 NaCl tác dụng với 200ml dung dịch có hòa tan 34g AgNO₃ thu được một kết tủa và dung dịch

1. a) Tính khối lượng kết tủa thu được
2. b) Tính nồng độ các chất cótrong dung dịch A. Biết thể tích dung dịch thay đổikhông đáng kể

Trả lời:

Số mol NaCl: n_NaCl  = 5,85 : 58,5 = 0,1 mol

Số mol AgNO₃: n_AgNO3 = 34 : 170 = 0,2 mol

NaCl + AgNO₃ → NaNO₃ + AgCl

Ban đầu 0,1 0,2 0     0

Phản ứng 0,1 → 0,1 → 0,1 → 0,1

Sau phản ứng  0   0,1  0,1      0,1

1. m_AgCl= 0,1×143,5 = 14,35 g
2. Dung dịch A gồm NaNO₃(0,1 mol), AgNO₃dư (0,1 mol)

Thể tích dung dịch sau phản ứng: V = 300 + 200 = 500 (ml)

Nồng độ NaNO₃: C_M = 0,1 : 0,5 = 0,2M

Nồng độ AgNO₃ dư: C_M = 0,1 : 0,5 = 0,2M

Câu 12: Cho 17,4 gam MnO₂ tác dụng hết với HCl dư. Toàn bộ khí chlorine sinh ra được hấp thụ hết vào 148,5 gam dung dịch NaOH 20% (ở nhiệt độ thường) tạo ra dung dịch A. Tính thành phần và nồng độ phần trăm các chất trong dung dịch A.

Trả lời:

Số mol MnO₂ là: 17,4 : 87 = 0,2 mol

Số mol NaOH là: 148,5×20:(100×40) = 0,7425 mol

MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

0,2 → 0,2 mol

2NaOH + Cl₂ → NaCl + NaClO + H₂O

Ban đầu: 0,7425 0,2

Phản ứng 0,4 ← 0,2 → 0,2 → 0,2

Sau phản ứng: 0,3425   ← 0 0,2 0,2

Dung dịch sau phản ứng gồm: NaCl (0,2 mol), NaClO(0,2 mol), NaOH_dư (0,3425 mol)

Khối lượng khí chlorine tham gia phản ứng là: 0,2×71 = 14,2 (g)

Khối lượng dung dịch sau phản ứng là: m_{dd đầu} = m_{dd sau} + m_Cl2 = 148,5 + 14,2 = 162,7 g

Khối lượng NaCl là: 0,2×58,5 = 11,7 (g)

Khối lượng NaClO là: 0,2×74,5 = 14,9 (g)

Khối lượng NaOH dư là: 0,3425×40 = 13,7 (g)

Nồng độ NaCl là: C% = 11,7 : 162,7 × 100% = 7,19%

Nồng độ NaClO là: C% = 14,9 : 162,7 × 100% = 9,16%

Nồng độ NaOH dư là: C% = 13,7 : 162,7 × 100% = 8,42%

Câu 13: Astatine là nguyên tố phóng xạ, được xếp dưới nguyên tố iodine trong nhóm VIIA. Thực tế, các nhà khoa học chỉ thu được đồng vị bền của astatine từ quá trình nghiên cứu về phóng xạ. Đồng vị này chỉ tồn tại khoảng 8 giờ.

Dựa vào xu hướng biến đổi một số tính chất của nhóm halogen, hãy dự đoán:

1. a) Tính oxi hóa của nguyên tử astatine mạnh hơn hay yếu hơn so với nguyên tử iodine?
2. b) Đơn chất astatine có màu đậm hơn hay nhạt hơn so với đơn chất iodine?

Trả lời:

1. a) Trong nhóm halogen (VII) theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân nguyên tử, tính oxi hóa giảm dần (từ fluorine đến iodine). Ta có thể dự đoán tính oxi hóa của nguyên tử astatine yếu hơn so với nguyên tử iodine.
2. b) Màu sắc của các đơn chất halogen từ fluorine (màu lục nhạt) đến iodine (màu tím đen) biến đổi theo xu hướng đậm dần.

Ta có thể dự đoán đơn chất astatine có màu đậm hơn so với đơn chất iodine.

Câu 14: Hòa tan m gam hỗn hợp Fe₂O₃ và Zn vừa đủ V lít dung dịch HCl 0,5M thu được 1,12 lít khí (đktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 16,55 gam muối khan. Tính m và V.

Trả lời:

Gọi a và b lần lượt là số mol Fe₂O₃ và Zn trong hỗn hợp

Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O

a  → 6a → 2a

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂

b → 2b → b →    b

Số mol khí H₂: 1,12 :22,4 = 0,05 mol

Suy ra b = 0,05 mol

Khối lượng muối khan: m_muối = m_FeCl3 + m_ZnCl2 = 16,55

Hay 2a×162,5 + b×136 = 16,55 => a = 0,03

Số mol HCl là: 6a + 2b = 0,28 mol

Vậy khối lượng hỗn hợp  m = m_Fe2O3 + m_Zn = 16,55

Thể tích dung dịch HCl: V =0,28:0,5 = 0,56 lít

Câu 15: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm Fe và Mg bằng một lượng vừa đủ để dung dịch HCl 20% thu được dung dịch Y. Nồng độ của FeCl₂ trong dung dịch Y là 15,76%. Tính nồng độ phần trăm của MgCl₂ trong dung dịch Y.

Trả lời:

Giả sử khối lượng dung dịch HCl bằng 36,5g

Số mol HCl: 36,5×20:(100×36,5) = 0,2 mol

Gọi a, b lần lượt là số mol Fe và Mg trong hỗn hợp X.

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

a → 2a →  a → a

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂

b → 2b → b → b

Ta được n_HCl = 2a + 2b = 0,2 mol

Số mol H₂ là: a + b = 0,2 : 2 = 0,1 mol

Khối lượng H₂: m = 0,1×2 = 0,2 (g)

Khối lượng dung dịch sau phản ứng: m = 56a = 24b + 36,5 – 0,2 = 56a + 24b + 36,3 (g)

Lại có: C% (FeCl₂) = 127a : (56a + 27b + 36,3)×100% = 15,76%

=> 118,1744a – 4,2552b = 5,72088

Giải hệ phương trình: a = 0,05; b = 0,05.

Nồng độ MgCl₂ là: 95b:(56a + 27b + 36,3) )×100% = 11,74%

Câu 16:  Trong một loại nước chlorine ở 25 độ C, người ta thấy nồng độ của Cl₂ là 0,061M, còn nồng độ của HCl và HClO đều là 0,03M. Hỏi phải hòa tan bao nhiêu lít khí chlorine lấy ở điều kiện tiêu chuẩn thì nước vào nước để thu được 5 lít nước chlorine nói trên.

Trả lời:

Thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể khi hoà tan khí chlorine nên V_dd = V_nước = 5 lít

Số mol Cl₂ sau phản ứng là: n = 5×0,061 = 0,305 mol

Số mol HCl sau phản ứng là: n = 5×0,03 = 0,15 mol

Số mol HClO sau phản ứng là: n = 5×0,03 = 0,15 mol

Cl₂ + H₂O → HCl + HClO

Ban đầu     x

Phản ứng 0,15 ←    0,15 0,15

Sau phản ứng 0,305      0,15 0,15

Số mol HCl phản ứng bằng số mol HCl sau phản ứng. Số mol Cl₂ phản ứng bằng số mol HCl phản ứng bằng 0,15 mol

Ta có n_{Cl2 ban đầu} = 0,15 + 0,305 = 0,455 mol

V = n × 22,4 = 0,455 × 22,4 = 10,192 lít

Câu 17: Một trong những ứng dụng của chlorine trong đời sống là khử trùng nước sinh hoạt tại các nhà máy xử lí và cấp nước. Trong quá trình khử trùng, người ta phải cho một lượng chlorine dư vào nước sinh hoạt. Lượng chlorine dư còn có tác dụng ngăn ngừa nước bị tái nhiễm vi khuẩn trong quá trình vận chuyển và lưu trữ.

Theo quy chuẩn kĩ thuật quốc gia (QCVN 01 – 1 : 2018/BYT), hàm lượng chlorine tự do đối với nước sạch sử dụng cho mục đích sinh hoạt từ 0,2 – 1,0 mg L^-1. Nếu hàm lượng chlorine nhỏ hơn 0,2 mg L^-1 thì không tiêu diệt được hết vi khuẩn và không xử lí được hết chất hữu cơ. Ngược lại, lượng chlorine trong nước lớn hơn 1,0 mg L^-1 sẽ gây dị ứng.

Carbon trong than hoạt tính sẽ tương tác trực tiếp với chlorine, giúp loại bỏ chlorine và các hợp chất chlorine bằng cơ chế hấp thụ bề mặt. Khi chiếu tia cực tím với cường độ cao vào nước cũng làm giảm lượng chlorine. Các nhà máy lọc nước RO (reverse osmosis: thẩm thấu ngược) cũng có thể giúp loại bỏ lượng chlorine trong nước một cách hiệu quả.

Hãy trả lời các câu hỏi sau đây:

1. a) Dấu hiệu nào cho thấy chlorine có trong nước sinh hoạt?
2. b) Vì sao người ta cần cho chlorine đến dư vào nước sinh hoạt?
3. c) Có thể loại bỏ khí chlorine dư trong nước sinh hoạt bằng những cách nào?

Trả lời:

1. a) Chlorine có màu vàng lục, có mùi sốc. Mở vòi nước sinh hoạt thấy có mùi xốc của khí chlorine chứng tỏ trong nước sinh hoạt có chứa chlorine.
2. b) Người ta cần cho chlorine đến dư vào nước sinh hoạt vì:

Lượng chlorine dư còn có tác dụng ngăn ngừa nước bị tái nhiễm vi khuẩn trong quá trình vận chuyển và lưu trữ.

1. c) Phương pháp để loại bỏ khí chlorine dư trong nước sinh hoạt là:

- Sử dụng than hoạt tính. Carbon trong than hoạt tính sẽ tương tác trực tiếp với chlorine, giúp loại bỏ chlorine và các hợp chất chlorine bằng cơ chế hấp thụ bề mặt.

- Sử dụng máy lọc nước RO (reverse osmosis: thẩm thấu ngược).

Câu 18: Trong điều kiện thường, halogen nào ở thể rắn? Vì sao?

Trả lời:

Dựa theo xu hướng tăng khối lượng phân tử và sự tương tác giữa các phân tử.

Khi phân tử X₂ có kích thước càng lớn và càng nhiều electron thì tương tác van der Waals giữa các phân tử càng mạnh. Do đó, trong các halogen, tương tác tăng từ fluorine đến iodide.

Ở điều kiện thường bắt đầu từ iodide (I) tồn tại ở thể rắn, các nguyên tố có khối lượng phân tử lớn hơn iodide (I) là astatine At, tennessine (Ts) cũng ở thể rắn

Câu 19: Khi điện phân dung dịch sodium chloride trong công nghiệp, phản ứng xảy ra theo phương trình hóa học sau:

NaCl(aq) + H₂O(l) → A(aq) + X(g) + Y(g) (*)

Từ phản ứng giữa Y với dung dịch A sẽ sản xuất được hỗn hợp tẩy rửa phổ biến.

Từ phản ứng kết hợp giữa X và Y sẽ tạo được hydrogen chloride.

1. a) Hãy cho biết công thức hóa học của A, X, Y.
2. b) Hoàn thành phương trình hóa học (*).

Trả lời:

1. a) A là NaOH

X là H₂

Y là Cl₂

- Từ phản ứng giữa Y (Cl₂) với dung dịch A (NaOH) sẽ sản xuất được hỗn hợp tẩy rửa phổ biến là nước Javel

Cl₂(aq) + 2NaOH(aq) → NaCl(aq) + NaClO(aq) + H₂O(l)

- Từ phản ứng kết hợp giữa X (H₂) và Y (Cl₂) sẽ tạo được hydrogen chloride (HCl).

H₂(g) + Cl₂(g) → 2HCl(g)

1. b) 2NaCl(aq) + 2H₂O(l) → 2NaOH(aq) + H₂(g) + Cl₂(g) (*)

Câu 20: Dung dịch hydrobromic acid không màu, để lâu trong không khí thì chuyển sang màu vàng nâu do phản ứng với oxygen trong không khí.

1. a) Từ hiện tượng được mô tả trên, hãy dự đoán sản phẩm của quá trình dung dịch hydrobromic acid bị oxi hóa bởi oxygen trong không khí.
2. b) Thực tế, hydrobromic acid được bảo quản trong các lọ kín tối màu. Giải thích.

Trả lời:

1. a) Dự đoán sản phẩm gồm: Br₂(màu vàng nâu) và H₂O

Phương trình hóa học của phản ứng: 4HBr + O₂ → 2Br₂ + 2H₂O

1. b) Thực tế, hydrobromic acid dễ bị phân hủy khi có ánh sáng nên thường được bảo quản trong các lọ kín tối màu.