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. Tính chất vật lí 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,… 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- 2.1. Phản ứng với kim loại Clo tác dụng với kim loại tạo muối Clorua 2M + nCl2 $\overset{t^0}{\rightarrow}$ 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) $\overset{t^0}{\rightarrow}$ 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 + 3Cl2 $\overset{t^0}{\rightarrow}$ 2FeCl3 Video 3: Sắt tác dụng với khí clo2.2. 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. 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. 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. 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. 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 Hình 2: Ứng dụng của Clo5. Điều chế 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 \(2KMn{O_4} + 16HCl \to 2MnC{l_2} + 2KCl + 5C{l_2} + 8{H_2}O\) Hình 3: Điều chế và thu khí Clo trong phòng thí nghiệm5.2. 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 Hình 4: Sơ đồ điện phân NaCl để thu khí Clo6. Tổng kết Hình 5: Sơ đồ tư duy bài CloBài 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 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 $\overset{t^0}{\rightarrow}$ b) SO2 + Cl2 + 2H2O → c) 6KOH + 3Cl2 → d) 2Ca(OH)2 + Cl2 → Hướng dẫn: a) 2FeCl2 + Cl2 $\overset{t^0}{\rightarrow}$ 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
