Đáp án Hóa học 10 chân trời sáng tạo Bài 17: Tính chất vật lí và hóa học các đơn chất nhóm VIIA

BÀI 17: TÍNH CHẤT VẬT LÍ VÀ HÓA HỌC CÁC ĐƠN CHẤT NHÓM VIIA

1. VỊ TRÍ NHÓM HALOGEN TRONG BẢNG TUẦN HOÀN

Câu 1: Quan sát hình 17.1 cho biết vị trí nhóm halogen trong bảng tuần hoàn

Trả lời:

Những nguyên tố halogen thuộc nhóm VIIA. Chúng đứng ở cuối các chu kì, ngay trước các nguyên tố khí hiếm.

2. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN CỦA CÁC HALOGEN

Câu 2: Hãy kể tên một số chất chứa nguyên tố halogen

Trả lời:

Một số chất chứa nguyên tố halogen: Muối, quặng

Câu 3: Từ các thông tin và quan sát hình 17.2 nhận xét dạng tồn tại của các nguyên tố halogen trong tự nhiên

Trả lời:

Trong tự nhiên halogen chỉ tồn tại ở dạng hợp chất: Clo chủ yếu ở dạng muối clorua, Flo thường ở trong khoáng vật florit và criolit, Brom chủ yếu trong muối bromua củ kali, natri và magie, iốt có trong mô một số loại rong biển và tuyến giáp con người,....

Câu hỏi: Khoảng 71 % bề mặt Trái đất được bao phủ bởi biển và đại dương, phần còn lại là các lục địa và đảo. Theo em hàm lượng nguyên tố halogen nào nhiều nhất trong tự nhiên

Trả lời:

Hàm lượng nguyên tố flo 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

Câu 4: Viết cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố halogen

Trả lời:

Cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố halogen: ns²np⁵

Câu 5: Từ đặc điểm cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử, nhận xét xu hướng hình thành liên kết trong phân tử halogen

Trả lời:

Do có 7 electron ở lớp ngoài cùng, chưa đạt cấu hình bền vững như khí hiếm, nên ở trạng thái tự do, hai nguyên tử halogen góp chung một cặp electron để hình thành phân tử.

Câu 6: Dựa vào bảng 17.1, nhận xét sự biến đổi về màu sắc, thể các chất ở điều kiện thường, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi của các đơn chất Halogen

Trả lời:

Quy luật của sự biến đổi tính chất vật lí và độ âm điện của các halogen là:

- Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi tăng dần.

- Màu sắc đậm dần.

- Độ âm điện giảm dần từ flo đến iot.

Câu 7: Giải thích sự biến đổi nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi từ fluorine đến iodine

Trả lời:

Giải thích: Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của đơn chất halogen bị ảnh hưởng bởi 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.

Câu hỏi: Ở điều kiện thường, hãy dự đoán astatine tồn tại ở thể khí, thể lỏng hay thể rắn. Giải thích

Trả lời:

Dựa vào quy luật biến đổi trạng thái của các nguyên tố halogen theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân: Từ thể khí chuyển sang thể lỏng và thể rắn.

Mà iodine tồn tại ở thể rắn ⇒ Ta có thể dự đoán astatine tồn tại ở thể rắn.

5. TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA CÁC HALOGEN

Câu 8: Từ cấu tạo phân tử halogen và đặc điểm cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử, nhận xét xu hướng hình thành liên kết của nguyên tử halogen trong các phản ứng hóa học

Trả lời:

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 tương ứng.

Câu 9: Trong phản ứng với kim loại nhận xét sự biến đổi số oxi hóa của nguyên tử các nguyên tố halogen và viết các quá trình khử xảy ra

Trả lời:

• Số oxi hóa của nguyên tử các nguyên tố halogen biến đổi từ 0 thành -1
• Quá trình khử: X + 1e ---> X^-

Câu 10: Dựa vào điều kiện phản ứng với hydrogen và giá trị năng lượng liên kết của phân tử H-X. giải thích khả năng phản ứng của các halogen với hydrogen

Trả lời:

Điều kiện phản ứng với H₂ phức tạp dần khi đi từ F₂ đến I₂ nên phản ứng với H₂ có thể chứng minh tính oxi hóa trong nhóm halogen giảm dần từ H₂ đến I₂

Câu 11: Trong phản ứng với dung dịch kiềm, nhận xét sự biến đổi số oxi hóa của chlorine và cho biết phản ứng này thuộc loại phản ứng gì?

Trả lời:

• Trong phản ứng với dung dịch kiềm, số oxi hóa của chlorine biến đổi từ 0 thành -1 và +1 và +5
• Phản ứng này thuộc loại phản ứng oxi hóa khử

Câu hỏi: Viết phương trình hóa học của các phản ứng:

Trả lời:

Cu + Cl₂ ---> CuCl₂

2Al + 3Br₂ ---> 2AlBr₃

2Ca(OH)₂ + 2Cl₂ ---> Ca(ClO)₂ + CaCl₂ + 2H₂O

KOH + Br₂ (>20^oC)---> KBrO₃ + KBr + H₂O

Cl₂ + KBr ---> 2KCl + Br₂

Br₂ + 2NaI ---> 2NaBr + I₂

Câu hỏi: Tính tẩy màu của khí chlorine ẩm được ứng dụng vào lĩnh vực nào trong đời sống?

Trả lời:

Tính tẩy màu của khí chlorine ẩm được ứng dụng để khử trùng bể bơi, hồ bơi, khử trùng nước, tẩy trắng quần áo.

6. ỨNG DỤNG CỦA CÁC HALOGEN

Câu 16: Nhận xét vai trò của Halogen trong đời sống sản xuất và y tế

Trả lời:

Halogen có vai trò quan trọng đối với sản xuất đời sống và y tế. Đặc biệt đối với y học, nhờ có tính chất của halogen chúng ta đã tạo ra nhiều loại thuốc chữa bệnh cứu người,  điều trị bệnh Grave, ung thư tuyến giáp và chụp ảnh tuyến giáp.

Câu 17: Tìm hiểu thêm những ứng dụng khác của halogen trong thực tế

Trả lời:

• Ứng dụng Halogen trong điện tử và vật liệu :Halogen free thường được dùng làm chất chống cháy và được sử dụng trong các thành phần điện tử và vật liệu, vỏ sản phẩm, chất dẻo.
• Ứng dụng trong y học:Hiện nay các hợp chất dược phẩm có chứa flo đang được sử dụng nhiều trên thị trường. Ví dụ: Các thuốc chống suy nhược như Prozac và Paxil, các thuốc chống viêm khớp và chống viêm nói chung như Celebrex, các thuốc chống nhiễm trùng như Cipro…

Câu hỏi: Tại sao có thể sử dụng nước Javel để tẩy những vết mực trên áo trắng nhưng lại không nên sử dụng trên vải quần áo có màu?

Trả lời:

Do trong Javen có chưa NaClO là một axit có tính axit hóa mạnh chính vì thế có thể tẩy những vết ố của nước trái cây, cà phê,.... Javen không dùng trên quần áo màu bởi tính chất tẩy mạnh của nó sẽ làm quần áo bị phai màu, ố màu, không giữ được màu như lúc đầu nữa

BÀI TẬP

Câu 1: Hoàn thành các phương trình minh họa tính chất hóa học của các nguyên tố halogen:

Trả lời:

1. Cl₂+ H ₂----> 2HCl
2. F₂ + Cu----> CuF₂
3. I₂+ 2Na ----> 2NaI
4. 3Cl₂+ 2Fe ---> 2FeCl₃
5. 6Br₂+ 6Ca(OH)₂ -----> 5CaBr₂ + Ca(BrO₃)₂ + 6H₂O
6. Cl₂+ 2KOH ( 100⁰C) -----> KCl + KClO + H₂O

Câu 2: Giải thích vì sao các nguyên tố halogen không tồn tại ở dạng đơn chất trong tự nhiên

Trả lời:

Nguyên tử các nguyên tố halogen chỉ cần nhận 1 electron là có thể đạt được cấu hình 8 electron lớp ngoài cùng của khí hiếm mà sự nhận electron đó xảy ra rất dễ dàng nên chúng mau chóng tạo lien kết với các nguyên tử nguyên tố khác nên chugs không tồn tại trong tự nhiên dưới trạng thái nguyên tử tự do

Câu 3: Chloramine B (C₆H₅ClNNaO₂S) là chất thường được sử dụng để sát khuẩn trên các bề mặt, vật dụng hoặc dùng để khử trùng, sát khuẩn, xử lí nước sinh hoạt. Ở nồng độ cao, chloramin B có tác dụng diệt nấm mốc, vi khuẩn, virus gây bệnh cho người. Chloramine B có dạng viên nén (mỗi viên có khối lượng 0,3-2,0 gam) và dạng bột.

Chloramine B 25% ( 250 mg chlorine hoạt tính trong một viên nén như hình bên) được dùng phổ biến vì tiện dụng khi pha chế và bảo quản.

1. Nồng độ chloramine B khi hòa tan vào nước đạt 0,0001 % có tác dụng sát khuẩn dùng trong xử lí nước sinh hoạt. Cần dùng bao nhiêu viên nén chloramine B 25% ( loại viên 1 gam) để xứ lí bình chứa 200 lít nước?
2. Chloramine B nồng độ 2% dùng để phun xịt trên các bề mặt vật dụng nhằm sắt 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% với 1 lít nước để được dung dịch sát khuẩn 2%?

Trả lời:

1. Ở điều kiện thường: 200 lít nước nặng 200 kg 

Khối lượng chloramine B là:

200 x 0,001% = 0,002 kg = 2 g

Vậy cần 2 viên nén chloramine loại 1 gam 1 viên

1. 1 lít nước nặng 1 kg = 1000 g

Khối lượng bột chloramine cần dùng là:

1000 x 2% = 20 g