Hoá Học 10 Bài 25: Flo - Brom - Iot

1. Tóm tắt lý thuyết

1.1. Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên

a. Flo

+ Khí màu lục nhạt, rất độc.

+ Chỉ có ở dạng hợp chất.

b. Brom

+ Chất lỏng màu đỏ nâu, dễ bay hơi, hơi brom độc.

+ Chủ yếu tồn tại ở dạng hợp chất.

c. Iot

+ Chất rắn, dạng tinh thể màu đen tím.

+ Dễ thăng hoa.

I2 (Rắn) → I2 (hơi) (Thăng hoa khi đun nóng)

+ Chủ yếu ở dạng hợp chất

1.2. Tính chất hóa học

Flo, brom, iot có tính oxi hóa mạnh.

Tính oxi hóa giảm dần từ flo đến iot.

a. Tác dụng với kim loại

2M + nX2 → 2MXn

Ca + F2 → CaF2

2Al + 3Br2 → 2AlBr3

2Al + 3I2 → 2AlI3 (xt: H2O)

⇒ Tính oxi hóa giảm từ flo đến iot.

Cách đọc tên muối halogen: Tên kim loại + Halohen + "ua"

CaF2 (Canxi florua), AlBr3​ (Nhôm Bromua), AlI3 (Nhôm Iotua)

b. Tác dụng với Hidro

Tính axit và tính khử tăng theo chiều: HF< HCl

Từ flo đến iot, bán kính nguyên tử tăng, liên kết giữa H và các halogen càng dài, liên kết càng kém bền, càng dễ phân li cho ion H+ nên tính axit và tính khử càng mạnh.

- Flo

+ Phương trình: F2 + H2 → 2HF

+ Axit flohidric (HF) là axit yếu, ăn mòn các đồ vật bằng thủy tinh → dùng để khắc chữ hoặc vẽ hình lên thủy tinh.

SiO2 + 4HF → SiF4+2H2O (Silic tetraflorua)

Lưu ý: không dùng lọ thủy tinh để đựng dung dịch HF.

- Brom

+ Phương trình: Br2 + H2 → 2HBr

+ Khí hidrobromua (HBr) tan trong nước tạo dung dịch axit bromhidric.

+ Khí hidro iotua tan nhiều trong nước tạo thành dung dịch axit iothidric.

- Iot:

Phương trình: I2 + H2 ⇔ 2HI

c. Tác dụng với H2O

Flo oxi hóa nước dễ dàng ở nhiệt độ thường.

Từ phản ứng flo tác dụng mãnh liệt với nước → chứng tỏ rằng flo có tính oxi hóa mạnh hơn oxi và chứng tỏ rằng không điều chế được nước flo.

F2+ 2H2O→ 4HF + O2

→ không điều chế được nước flo.

Brom phản ứng với nước ở nhiệt độ thường, phản ứng chậm hơn so với clo tạo thành axit bromhidric và axit hipobromơ. Và là phản ứng thuận nghịch.

Br2 + H2O ⇔ HBr + HBrO (axit hipocloro)

Iot không tác dụng với H2O

Iot tác dụng với hồ tinh bột tạo thành dung dịch có màu xanh → dùng để nhận biết hồ tinh bột và ngược lại.

d. Tác dụng với muối

Do tính oxi hóa giảm dần từ flo đến iot nên halogen có tính oxi hóa mạnh có thể đẩy halogen có tính oxi hóa yếu hơn ra khỏi dung dịch muối.

Do flo có tính oxi hóa mạnh nhất nên không có chất hóa học nào có thể oxi hóa ion F- thành F2.

Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2

Cl2 + 2NaI → 2NaCl + I2

Br2 + 2NaI → 2NaBr + I2

Độ hoạt động hóa học: F> Cl> Br> I

1.3. Ứng dụng

- Flo:

+ Điều chế một số dẫn xuất hidrocacbon quan trọng chứa flo (floroten, chất dẻo teflon, chất CFC,…)

+ Nhấn mạnh các hợp chất CFC làm suy giảm tầng ozon.

+ Giáo dục môi trường.

- Brom: phương trình hóa học phân hủy của AgBr dưới tác dụng của ánh sáng → dùng trong công nghệ làm phim ảnh.

2AgBr → 2Ag + Br2 (Điều kiện: ánh sáng)

- Iot: bổ sung iot ( KI hoặc KIO3) bằng các sản phẩm như muối ăn, gia vị, nước mắm, sữa,…

1.4. Điều chế và sản xuất

Điều chế Flo: Điện phân hỗn hợp KF và HF

2HF → H2 + F2 (Điều kiện: điện phân với xúc tác là KF)

Điều chế Brom: Sản xuất từ nước biển

Điều chế Iot: Sản xuất từ rong biển

2. Bài tập minh họa

2.1. Dạng 1: Khẳng định đúng sai

Trong các khẳng định sau, có mấy khẳng định đúng?

(1) Nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy của các halogen tăng dần theo thứ tự F2, Cl2, Br2, I2.

(2) Muối iot là muối ăn có trộn lượng nhỏ KI hoặc I2.

(3) Cho khí clo đi qua dung dịch KOH đun nóng, lấy dung dịch thu được trộn với kali clorua và làm lạnh, ta sẽ thu được kali peclorat kết tinh.

(4) Khi cho F2 tác dụng với dung dịch NaOH loãng lạnh, xảy ra phản ứng tự oxi hóa, tự khử.

(5) Dung dịch NaF loãng được dùng làm thuốc chống sâu răng.

Hướng dẫn giải

(1) Nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy của các halogen tăng dần theo thứ tự F2, Cl2, Br2, I2 ⇒ Đúng.

(2) Muối iot là muối ăn có trộn lượng nhỏ KI hoặc I2 ⇒ Sai. Muối Iod trộn lượng nhỏ KIO3 hoặc KI.

(3) Cho khí clo đi qua dung dịch KOH đun nóng, lấy dung dịch thu được trộn với kali clorua và làm lạnh, ta sẽ thu được kali peclorat kết tinh ⇒ Sai. Thu được Kali clorat (KClO3) kết tinh.

(4) Khi cho F2 tác dụng với dung dịch NaOH loãng lạnh, xảy ra phản ứng tự oxi hóa, tự khử ⇒ Sai. Do Flo luôn có số oxi hóa (-1) trong mọi hợp chất nên không thể xảy ra phản úng tự oxi hóa tự khử được.

(5) Dung dịch NaF loãng được dùng làm thuốc chống sâu răng ⇒ Đúng.

⇒ Có 2 ý đúng.

2.2. Dạng 2: Tính khối lượng chất trong hỗn hợp

Bài 1: Cho 53,75 gam hỗn hợp X gồm kim loại Sn, Fe, Al tác dụng vừa đủ với 25,20 lít khí Cl2 (đktc). Mặt khác khi cho 0,40 mol hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HCl nóng, dư thu được 9,92 lít khí H2 (đktc). Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Khối lượng của kim loại Al trong 0,40 mol hỗn hợp X có giá trị nào?

Hướng dẫn giải

Trong 53,75g X có x mol Sn; y mol Fe; z mol Al

⇒ t(119x + 56y + 27z) = 53,75g

X + Cl2 → SnCl4; FeCl3; AlCl3

⇒ t(4x + 3y + 3z) = 2nCl2 = 2,25 mol

(Trong 0,4 mol lượng chất gấp t lần)

⇒ 9(119x + 56y + 27z) = 215(4x + 3y + 3z)

⇒ 211x – 141y – 402z = 0(1)

⇒ x + y + z = 0,4 mol(2)

\(n_{H_{2}}=x+y+1,5z=\frac{31}{70} \ (mol) \ ^{(3)}\)

Từ (1,2,3) ⇒ z = 0,0857 mol

⇒ mAl = 2,314g

Bài 2: Nung nóng 21,12 gam KMnO4 và 18,375 gam KClO3, sau một thời gian thu được chất rắn X gồm 6 chất có khối lượng 37,295 gam. Cho X tác dụng với dung dịch HCl đặc, dư, đun nóng. Toàn bộ lượng khí clo được cho phản ứng hết với m gam bột Fe đốt nóng được chất rắn Y. Hòa tan hoàn toàn Y vào nước được dung dịch Z. Thêm AgNO3 dư vào dung dịch Z đến khi phản ứng hoàn toàn được 204,6 gam kết tủa. Giá trị của m là?

Hướng dẫn giải

Ta có: \(n_{KMnO_4}=0,14 \ mol;\ n_{KClO_3}=0,15\ mol\)

Bảo toàn khối lượng

\(\rightarrow m_{O_2}=3,2 \ gam \rightarrow n_{O_2}=o,1 \ mol\)

Bảo toàn electron cho toàn bộ quá trình

\(\rightarrow n_{Cl_2}=\frac{0,14\times 5+0,15\times 6-0,1\times 4}{2}=0,6 \ mol\)

Vì dung dịch AgNO3 dư → sau phản ứng hình thành Fe(NO3)3: x mol, Ag, AgCl.

Bảo toàn nguyên tố

\(Cl\rightarrow n_{AgCl}=2n_{Cl_2}=1,2 \ mol\)

\(\rightarrow n_{Ag}=\frac{204,6-1,2\times 143,5}{108}=0,3 \ mol\)

\(\rightarrow n_{AgNO_3}=0,3+1,2=1,5 \ mol \rightarrow n_{Fe(NO_3)_3}=1,5:3=0,5 \ mol\) \(\rightarrow m=28 \ gam\)

3. Luyện tập

3.1. Bài tập tự luận

Câu 1: Trong y tế, đơn chất halogen nào được hòa tan trong etanol để dùng làm chất sát trùng vết thương?

Câu 2: Cho 5,965 gam hỗn hợp A gồm: NaX, NaY (X,Y là hai halogen liên tiếp, nguyên tử khối của X < Y) vào dung dịch AgNO3 dư. Kết thúc phản ứng thu được 1,435 gam kết tủa. Hai nguyên tố X, Y lần lượt là?

Câu 3: Cho 1,15 gam Na tác dụng vừa đủ với halogen (X2) thu được 5,15 gam muối. Nguyên tố halogen X là?

Câu 4: Để tinh chế brom bị lẫn tạp chất clo, người ta dẫn hỗn hợp qua dung dịch nào?

Câu 5: Dẫn từ từ clo vào dung dịch NaI có chứa sẵn một ít hồ tinh bột, thì có hiện tượng gì xảy ra?

3.2. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1: Phát biểu nào sau đây là sai

A. Trong tự nhiên, flo chỉ có ở dạng hợp chất.

B. Trong hợp chất, các halogen đều có thể có số oxi hóa: -1, +1, +3, +5, +7.

C. Tính oxi hóa của các halogen giảm dần từ flo đến iot

D. Các halogen khá giống nhau về tính chất hóa học.

Câu 2: Cho biết các phản ứng xảy ra sau:

(1) 2FeBr2 + Br2 → 2FeBr3

(2) 2NaBr + Cl2 → 2NaCl + Br2. Phát biểu đúng là

A. Tính oxi hóa của Br2 mạnh hơn Cl2.

B. Tính khử của Cl− mạnh hơn của Br−.

C. Tính khử của Br− mạnh hơn Fe2+.

D. Tính oxi hóa của Cl2 mạnh hơn Fe3+.

Câu 3: Tính chất hóa học cơ bản của các đơn chất halogen là

A. tính oxi hóa.

B. tính khử.

C. tính kim loại.

D. vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử.

Câu 4: Trong các chất sau, chất nào có tính oxi hóa mạnh nhất?

A. Flo.

B. Clo.

C. Brom.

D. Iot.

Câu 5: Phản ứng hóa học nào sau đây không xảy ra?

A. 2KOH + Cl2 → KClO + KCl + H2O.

B. 2KCl + Br2 → Cl2 + 2KBr.

C. Cl2 + 2KI → 2KCl + I2.

D. Cu + Cl2 → CuCl2.

3.3. Trắc nghiệm Online

Các em hãy luyện tập bài trắc nghiệm Flo - Brom - Iot Hóa học 10 sau để nắm rõ thêm kiến thức bài học.

Trắc Nghiệm

4. Kết luận

Sau bài học cần nắm:

• Tính chất vật lí, trạng thái tự nhiên, ứng dụng và điều chế flo, brom, iot và một vài hợp chất của chúng.
• Tính chất hóa học cơ bản của flo, brom, iot là tính oxi hóa mạnh. Sự giống và khác nhau về tính chất của flo, brom, iot với clo. Flo có tính oxi hóa mạnh nhất.
• Nguyên nhân tính oxi hóa giảm dần từ flo đến iot. Nguyên nhân tính axit, tính khử tăng theo chiều: HF < HCl < HBr < HI