Lý thuyết Hydrogen halide và một số phản ứng của ion halide – Hóa 10 Chân trời sáng tạo

Lý thuyết Hóa học 10 Bài 18: Hydrogen halide và một số phản ứng của ion halide

Bài giảng Hóa học 10 Bài 18: Hydrogen halide và một số phản ứng của ion halide

A. Lý thuyết Hydrogen halide và một số phản ứng của ion halide

I. Tính chất vật lí của hydrogen halide

- Hydrogen halide là hợp chất của hydrogen với halogen, công thức tổng quát là HX, với X là halogen. Hậu tố “ide” trong hydrogen halide được thay thế từ hậu tố “ine” của tên halogen.

+ Nhiệt độ sôi của các hydrogen halide tăng dần từ HCl đến HI.

Giải thích: Khối lượng phân tử tăng làm tăng năng lượng cần thiết cho quá trình sôi; đồng thời, sự tăng kích thước và số electron trong phân tử dẫn đến tương tác van der Waals giữa các phân tử tăng.

+ Các phân tử hydrogen fluoride hình thành liên kết hydrogen liên phân tử, loại liên kết này bền hơn tương tác van der Waals, nên nhiệt độ sôi của hydrogen flouride cao bất thường so với các hydrogen halide còn lại.

+ Nhờ liên kết hydrogen giữa các phân tử nên hydrogen fluoride khó bay hơi hơn các hydrogen halide còn lại.

II. Hydrohalic acid

- Các hydrogen halide tan trong nước, tạo thành hydrohalic acid tương ứng.

- Tính acid của các hydrohalic acid tăng dần từ hydrofluoric acid đến hydroiodic acid.

- Hydrofluoric acid (HF) là acid rất yếu, nhưng có tính chất đặc biệt là ăn mòn thủy tinh, phương trình hóa học của phản ứng:

SiO₂ + 4HF → SiF₄↑ + 2H₂O

- Các dung dịch HCl, HBr, HI là những acid mạnh, có đầy đủ tính chất hóa học chung của acid như: làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ, tác dụng với kim loại đứng trước hydrogen trong dãy hoạt động hóa học, tác dụng với basic oxide, base và một số muối.

Ví dụ:

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂

CaO + 2HBr → CaBr₂ + H₂O

K₂CO₃ + 2HI → 2KI + H₂O + CO₂

III. Tính khử của các ion halide

- Trong ion halide, các halogen có số oxi hóa thấp nhất là -1, do đó ion halide chỉ thể hiện tính khử trong phản ứng oxi hóa – khử.

- Tính khử của các ion halide tăng theo chiều: F^- < Cl^- < Br^- < I^-

Ví dụ: Khi đun nóng các muối khan halide với H₂SO₄ đặc:

+ Ion chloride không khử được H₂SO₄ nên chỉ xảy ra phản ứng trao đổi.

KCl + H₂SO_{4 (đặc)} → KHSO₄ + HCl↑

+ Ion bromide khử H₂SO₄ đặc thành SO₂ và Br^- bị oxi hóa thành Br₂, sản phẩm có màu vàng đậm.

2KBr + 2H₂SO_{4 (đặc)}  → Br₂ + SO₂↑ + K₂SO₄ + 2H₂O

 + Ion iodide có thể khử H₂SO₄ đặc thành H₂S, S, SO₂ tùy vào điều kiện phản ứng và I^- bị oxi hóa thành I₂ có màu đen tím.

2KI + 2H₂SO_{4 (đặc)}  → I₂↓ + SO₂↑ + K₂SO₄ + 2H₂O

6KI + 4H₂SO_{4 (đặc)}  → 3I₂↓ + S↓ + 3K₂SO₄ + 4H₂O

8KI + 5H₂SO_{4 (đặc)}  → 4I₂ + H₂S↑ + 4K₂SO₄ + 4H₂O

IV. Nhận biết ion halide trong dung dịch

- Phân biệt các ion F^-, Cl^-, Br^- và I^- bằng cách cho dung dịch silver nitrate (AgNO₃) vào dung dịch muối của chúng.

- Phương trình hóa học minh họa:

NaF + AgNO₃ → không phản ứng

NaCl + AgNO₃ → AgCl↓ + NaNO₃

NaBr + AgNO₃ → AgBr↓ + NaNO₃

NaI + AgNO₃ → AgI↓ + NaNO₃

V. Ứng dụng của các hydrogen halide

- Hydrogen fluoride: Dùng để tẩy cặn trong các thiết bị trao đổi nhiệt; chất xúc tác trong các nhà máy lọc dầu, công nghệ làm giàu uranium, sản xuất dược phẩm, …

- Hydrogen chloride: Dùng để loại bỏ gỉ thép, sản xuất chất tẩy rửa nhà vệ sinh, các hợp chất vô cơ và hữu cơ phục vụ đời sống và sản xuất,…

- Hydrogen bromide: Làm chất xúc tác cho các phản ứng hữu cơ, tổng hợp chất chống cháy chứa nguyên tố bromine như tetrabromobisphenol A, điều chế nhựa epoxy, sản xuất các vi mạch điện tử.

- Hydrogen iodide: Dùng làm chất khử phổ biến trong các phản ứng hóa học; sản xuất iodine và ankyl iodide…

B. Trắc nghiệm Hydrogen halide và một số phản ứng của ion halide

Câu 1. Hydrogen halide có nhiệt độ sôi cao nhất là

A. HF;

B. HCl;

C. HBr;

D. HI.

Câu 2. Quá trình ion halide bị oxi hóa thành đơn chất tương ứng là

A. $2\stackrel{-1}{X}$⟶ $\stackrel{0}{X_2}$+ 2e;

B. $2\stackrel{-1}{X}$+ 2e ⟶ $\stackrel{0}{X_2}$;

C. $2\stackrel{+1}{X}$+ 2e ⟶ $\stackrel{0}{X_2}$;

D. $2\stackrel{-2}{X}$⟶ $\stackrel{0}{X_2}$+ 2e.

Câu 3. Nhận định sai khi nói về tính acid của các dung dịch HCl, HBr, HI là

A. làm quỳ tím chuyển màu xanh;

B. tác dụng với kim loại đứng trước hydrogen trong dãy hoạt động hóa học;

C. tác dụng với basic oxide, base;

D. tác dụng với một số muối.

Câu 4. Hydrogen halide là

A. đơn chất halogen (X₂);

B. hợp chất của hydrogen với halogen (HX);

C. hợp chất của hydrogen với chlorine (HCl);

D. hợp chất của hydrogen với halogen và oxygen (HXO).

Câu 5. Cho phản ứng: KI + H₂SO₄⟶ I₂ + H₂S + K₂SO₄ + H₂O

Hệ số cân bằng của H₂SO₄ là

A. 8

B. 5

C. 4

D. 3

Hiển thị đáp án

Đáp án đúng là: B

$K\stackrel{-1}{I}$ + $H_2\stackrel{+6}{S}{O}_4$ ⟶ $\stackrel{0}{I_2}$ + $H_2\stackrel{-2}{S}$ + K₂SO₄ + H₂O

⇒ 8$K\stackrel{-1}{I}$ + 5$H_2\stackrel{+6}{S}{O}_4$ ⟶ 4$\stackrel{0}{I_2}$ + $H_2\stackrel{-2}{S}$ + 4K₂SO₄ + 4H₂O

Câu 6. Cho phản ứng: NaCl + H₂SO₄ đặc $\stackrel{\ge {400}^{o}C}{\to }$

Sản phẩm thu được là

A. NaHSO₄ và HCl;

B. Cl₂, SO₂, Na₂SO₄ và H₂O;

C. Na₂SO₄ và HCl;

D. Không phản ứng.

Câu 7. Khi phản ứng với sulfuric acid đặc thì:

Câu 7. Khi phản ứng với sulfuric acid đặc thì:

(1) Ion Cl⁻ khử H₂SO₄ trong dung dịch H₂SO₄ đặc thành SO₂.

(2) Ion Br⁻ khử H₂SO₄ trong dung dịch H₂SO₄ đặc thành SO₂.

(3) Ion I⁻ khử H₂SO₄ trong dung dịch H₂SO₄ đặc thành H₂S, S, SO₂ tùy vào điều kiện phản ứng.

Khẳng định đúng là

A. (1)

B. (1), (2) và (3)

C. (2) và (3)

D. (1) và (2)

Câu 8. Hydrohalic acid có tính acid mạnh nhất là

A. Hydrochloric acid;

B. Hydrofluoric acid;

C. Hydrobromic acid;

D. Hydroiodic acid.

Câu 9. Nguyên nhân chủ yếu làm tăng độ mạnh của các acid theo dãy từ HF đến HI là do

A. sự tăng khối lượng phân tử từ HF đến HI;

B. sự giảm độ phân cực của liên kết từ HF đến HI;

C. sự giảm độ bền liên kết từ HF đến HI;

D. sự tăng kích thước từ HF đến HI.

Câu 10. Phản ứng nào dưới đây chứng minh tính khử của các ion halide?

A. BaCl₂ + H₂SO₄ ⟶ BaSO₄ ↓ + 2HCl;

B. HI + NaOH ⟶ NaI + H₂O;

C. 2HBr + H₂SO₄ ⟶ Br₂ + SO₂ ↑ + 2H₂O;

D. CaO + 2HCl ⟶ CaCl₂ + H₂O.

Xem thêm tóm tắt lý thuyết Hóa học 10 sách Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 13: Enthalpy tạo thành và biến thiên enthalpy của phản ứng hóa học

Lý thuyết Bài 14: Tính biến thiên enthalpy của phản ứng hóa học

Lý thuyết Bài 15: Phương trình tốc độ phản ứng và hằng số tốc độ phản ứng

Lý thuyết Bài 16: Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hóa học

Lý thuyết Bài 17: Tính chất vật lí và hóa học các đơn chất nhóm VIIA