Bài 22: Clo

I. Tính chất vật lý của 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

Clo tan vừa phải trong nước và tan nhiều trong các dung môi hữu cơ như: hexan, CCl₄…

II. Tính chất hóa học của Clo

Trong hợp chất clo có các số oxi hóa: -1, +1, +3, +5, +7.

Nguyên tử clo có độ âm điện lớn (3,16) nên dễ nhận thêm 1electron để trở thành ion Cl^-. Vì vậy, tính chất hóa học cơ bản của clo là tính oxi hóa mạnh. Thể hiện qua các phản ứng sau:

1. Clo tác dụng với kim loại

Clo tác dụng được hầu hết kim loại tạo thành muối clorua. Phản ứng nhanh và tỏa nhiều nhiệt.

2. Clo tác dụng với hidro

Khi chiếu sáng phản ứng xảy ra nhanh và có thể nổ:

Như vậy, khi phản ứng với kim loại và hiđro, clo thể hiện tính oxi hóa mạnh.

3. Clo tác dụng với nước và dung dịch kiềm

Khi tan vào nước, một phần clo tác dụng chậm với nước tạo ra hỗn hợp axit clohiđric  và axit hipoclorơ có tính tẩy màu do H O  là chất oxi hóa rất mạnh. Vì thế clo ẩm có tính tẩy màu.

Với dung dịch kiềm, clo tác dụng dễ dàng tạo thành hỗn hợp muối của các axit HCl và HClO

Trong các phản ứng này clo vừa là chất oxi hóa vừa là chất khử.

4. Clo tác dụng với muối của các halogen khác

Clo không oxi hóa được F^- nhưng oxi hóa dễ dàng ion Br^-  và I^- trong muối:

Điều này chứng minh tính oxi hóa: F₂ > Cl₂ > Br₂ >I₂.

5. Clo tác dụng với các chất khử khác

Clo oxi hóa được nhiều chất:

III. Trạng thái tự nhiên của Clo

Trong tự nhiên, clo có hai đồng vị bền là ³⁵Cl (75,77%) và ³⁷Cl (24,23%)

→

Chỉ tồn tại dạng hợp chất: NaCl có trong nước biển và muối mỏ, khoáng cacnalit KCl.MgCl₂.6H₂O, Axit HCl có trong dịch dạ dày người và động vật.

IV. Ứng dụng của Clo

V. Phương pháp điều chế Clo

Nguyên tắc là oxi hóa Cl^-  thành Cl₂

1. Điều chế Clo trong phòng thí nghiệm

Cho HCl đặc tác dụng với các chất oxi hóa mạnh như: KMnO₄, MnO₂, KClO₃…

MnO₂ + 4HCl MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O

2KMnO₄ + 16HCl → 2MnCl₂ +2KCl + 5Cl₂↑ + 8H₂O

KClO₃ + 6HCl → KCl + 3Cl₂ + 3H₂O

(1) là dung dịch HCl đặc.

(2) MnO₂.

(3) Dung dịch NaCl để giữ khí HCl

(4) Dung dịch H₂SO₄ đặc giữ hơi nước.

(5) Cl₂ khô.

(6) Bông tẩm dung dịch NaOH.

2. Sản xuất Clo trong công nghiệp

Điện phân dung dịch NaCl bão hòa có màng ngăn để sản xuất xút (NaOH), đồng thời thu được khí clo và hiđro (clo là sản phẩm phụ của công nghệ sản xuất xút)

2NaCl + 2H₂O 2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑

H₂↑: Cực âm (catot)

Cl₂↑: Cực dương (anot)

VI. Bài tập luyện tập về Clo của trường Nguyễn Khuyến

Câu 1. Phát biểu nào sau đây là sai?

1. Trong các phản ứng với kim loại và hiđro clo chỉ thể hiện tính oxi hóa.
2. Trong hợp chất clo có thể có các số oxi hóa: -1, +1, +3, +5, +7.
3. Clo là nguyên tố có độ âm điện lớn nhất.
4. Trong tự nhiên clo chỉ tồn tại dạng hợp chất.

Câu 2. Phản ứng nào sau đây clo vừa là chất oxi hóa vừa là chất khử?

1. 2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃.
2. Mg + Cl₂ → MgCl₂.
3. Cl₂ + H₂ → 2HCl.
4. Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O.

Câu 3. (Câu 1/ SGK nâng cao trang 125- Hóa 10) Tìm câu đúng trong các câu sau đây:

1. Clo là chất khí không tan trong nước.
2. Clo có số oxi hóa -1 trong mọi hợp chất.
3. Clo có tính oxi hóa mạnh hơn brom và iot.
4. Clo tồn tại trong tự nhiên dưới dạng đơn chất và hợp chất.

Câu 4. Phương trình phản ứng nào sau đây là dùng để điều chế clo trong công nghiệp ?

A. MnO₂ + 4   MnCl₂ + ↑ + 2H₂O

B. 2KMnO₄ + 16  → 2MnCl₂ +2KCl + 5 ↑ + 8H₂O

C. 2NaCl + 2H₂O 2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑

D. KClO₃ + 6HCl → KCl + 3Cl₂ + 3H₂O

Câu 5. Chất nào sau đây được dùng để làm khô khí Cl₂ ẩm?

1. CaO.
2. Na₂SO₃ khan.
3. Dung dịch H₂SO₄đậm đặc.
4. Dung dịch NaOH đặc.

Câu 6. Đốt cháy 15,7 gam hỗn hợp gồm Zn, Al trong khí Cl₂ dư. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 40,55 gam hỗn hợp muối. Thể tích khí Cl₂ (đktc) đã phản ứng là

A. 7,84 lít.    

B. 15,68 lít.

C. 8,96 lít.

D. 10,08 lít.

Câu 7. Nguyên tử ₁₇Cl . Em hãy chọn đúng cấu hình electron của ion Cl^- là :

A. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵.

B. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴.

C. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶.

D. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁷.

Câu 8. Cho 9,75 gam kim loại M hóa trị n tác dụng với khí clo dư thì thu được 20,4 gam muối. Kim loại M là:

A. Al.

B. Cu.

C. Fe.

D. Zn.

GV: Nguyễn Văn Quy

Trường THCS-THPT Nguyễn Khuyến.