Bài 18. Hydrogen halide và một số phản ứng của ion halide trang 79, 80, 81

18.1

Hydrogen halide có nhiệt độ sôi cao nhất là

A. HI.             

B. HCl.                       

C. HBr            

D. HF.

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: A

18.2

Phân tử có tương tác van der Waals lớn nhất là

A. HCI.                      

B. HI.             

C. HBr.                       

D. HF.

Phương pháp giải:

- Đặc điểm của tương tác van der Waals:

+ Tương tác van der Waals làm tăng nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các chất

+ Khi khối lượng phân tử tăng, kích thước phân tử tăng thì tương tác van der Waals tăng

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: B vì HI là phân tử có kích thước phân tử lớn nhất (đường nối tâm giữa hai nguyên tử H và I lớn nhất do bán kính nguyên tử iodine lớn nhất trong nhớm halogen)

18.3

Hydrohalic acid có tính acid mạnh nhất là

A. HF.                        

B. HBr.                       

C. HI.             

D. HCl.

Phương pháp giải:

Dựa vào: khoảng cách giữa nguyên tử H và nguyên tử halogen càng lớn => nguyên tử H càng linh động => tính acid càng mạnh

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: C

18.4

Hydrohalic acid có tính ăn mòn thuỷ tinh là

A. HBr.                      

B. HI.             

C. HCl.                       

D. HF.

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: D do HF có tính chất ăn mòn thủy tinh theo phương trình:

SiO₂ + 4HF -> SiF₄ + 2H₂O

18.5

Liên kết hydrogen của phân tử nào được biểu diễn đúng?

A. $...H-I...H-I...H-I...$                         

B. $...H-Cl...H-Cl...H-Cl...$

C. $...H-Br...H-Br...H-Br...$                 

D. $...H-F...H-F...H-F...$

Phương pháp giải:

Dựa vào định nghĩa liên kết hydrogen: Liên kết hydrogen là một loại liên kết yếu, được hình thành giữa nguyên tử H (đã liên kết với một nguyên tử có độ âm điện lớn, thường là F, O, N) với một nguyên tử khác có độ âm điện lớn (thường là F, O, N) còn cặp electron hóa trị chưa tham gia liên kết

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: D vì chỉ có phân tử HF mới tạo được liên kết hydrogen

18.6

Ion halide được sắp xếp theo chiều giảm dần tính khử:

A. F^-, Cl^-, Br^-, I^-.        

B. I^-, Br^-, Cl^-, F^-.         

C. F^-, Br^-, Cl^-, I^-.         

D. I^-, Br^-, F^-, Cl^-.

Phương pháp giải:

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

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: B

18.7

Hydrogen halide có nhiều liên kết hydrogen nhất với nước là

A. HF.                        

B. HCl.                       

C. HBr.                       

D. HI.

Phương pháp giải:

Dựa vào định nghĩa liên kết hydrogen: Liên kết hydrogen là một loại liên kết yếu, được hình thành giữa nguyên tử H (đã liên kết với một nguyên tử có độ âm điện lớn, thường là F, O, N) với một nguyên tử khác có độ âm điện lớn (thường là F, O, N) còn cặp electron hóa trị chưa tham gia liên kết

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: A

18.8

Chất hay ion nào có tính khử mạnh nhất?

A. Cl₂.                        

B. Cl^-.             

C. I₂.                          

D. I^-.

Phương pháp giải:

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

- Tính chất đặc trưng của các halogen là tính oxi hóa

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: D

18.9

Dung dịch dùng để nhận biết các ion halide là

A. Quỳ tím.                

B. AgNO₃.                 

C. NaOH.                   

D. HCl.

Phương pháp giải:

Phân biệt các ion F^-, Cl^-, Br^-, I^- _­­bằng cách cho dung dịch AgNO₃ vào dung dịch muối của chúng

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: B

18.10

Rót 3 mL dung dịch HBr 1 M vào 2 mL dung dịch NaOH 1 M, cho quỳ tím vào dung dịch sau phản ứng, mẫu quỳ tím sẽ

A. hoá màu đỏ.                                               

B. hoá màu xanh.

C. mất màu tím.                                             

D. không đổi màu.

Phương pháp giải:

- Tính số mol của HBr và NaOH

- Viết phương trình phản ứng

- Xác định chất còn dư sau phản ứng -> môi trường của dung dịch sau phản ứng

Lời giải chi tiết:

- n_HBr = 3.10^-3.1 = 3.10^-3 mol; n_NaOH = 2.10^-3.1=2.10^-3 mol

- Có phương trình phản ứng:

HBr + NaOH " NaBr + H₂O

                                                2.10^-3 -3                                                     mol

=> nHBr dư = 3.10^-3 - 2.10^-3 = 1.10^-3 => dung dịch sau phản ứng có môi trường acid

=> Quỳ chuyển đỏ => Đáp án: A

18.11

Trong phòng thí nghiệm, chlorine được điều chế bằng cách oxi hoá hợp chất

A. NaCl.                     

B. HCl.                       

C. KMnO₄.                 

D. KClO₃.

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: B

- Giải thích: Trong phòng thí nghiệm, khí Cl₂ được điều chế bằng cách dùng các chất oxi hóa mạnh như KMnO₄, MnO₂,… để oxi hóa HCl

2KMnO₄ + 16HCl -> 2KCl + 2MnCl₂ + 5Cl₂ + 8H₂O

MnO₂ + 4HCl -> MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

18.12

Cách thu khí hydrogen halide trong phòng thí nghiệm phù hợp là

A. Hình 1.                  

B. Hình 2.                  

C. Hình 3.                  

D. Hình 1 và 2.

Phương pháp giải:

Dựa vào tính chất vật lý của các khí hydrogen halide đều là các khí tan tốt trong nước tạo dung dịch acid 

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: A

18.13

Chọn phát biểu không đúng:

A. Các hydrogen halide tan tốt trong nước tạo dung dịch acid.

B. Ion F^- và Cl^- không bị oxi hoá bởi dung dịch H₂SO₄ đặc.

C. Các hydrogen halide làm quỳ tím hóa đỏ.

D. Tính acid của các hydrohalic acid tăng dần từ HF đến HI.

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: C

- Giải thích: Acid làm quỳ tím hóa đỏ, còn ở trạng thái khí, các hydrogen halide không có tính chất làm quỳ tím hóa đỏ

18.14

Hydrogen chloride được điều chế bằng cách cho tinh thể sodium chloride tác dụng với sulfuric acid đặc. Tuy nhiên, không thể dùng phương pháp này đề điều chế hydrogen bromide. Nêu nguyên nhân và đề nghị phương pháp hoá học điều chế hydrogen bromide.

Phương pháp giải:

- Tính khử mạnh của ion Br^-

- Để điều chế Br₂ và I₂ người ta thủy phân PBr₃/PBr₅ và PI₃/PI₅

Lời giải chi tiết:

- Nguyên nhân:

+ Phương pháp sulfate được dùng để điều chế HF và HCl vì ion F^- và Cl^- không bị oxi hoá bởi dung dịch H₂SO₄ đặc

+ Ion Br^- và I^- có tính khử mạnh nên sẽ tác dụng với dung dịch H₂SO₄ đặc để sinh ra Br₂ và I₂

- Phương pháp hóa học điều chế HBr

+ Điều chế PBr₃/PBr₅:            2P + 5Br₂ dư -> 2PBr₅

                                                2P + 3Br₂ thiếu -> 2PBr₃

+ Thủy phân PBr₃/PBr₅:         PBr₅ + 4H₂O -> H₃PO₄ + 5HBr

                                                PBr₃ + 3H₂O -> H₃PO₃ + 3HBr

18.15

Dung dịch HBr và HI đậm đặc không màu, thường được đựng trong lọ thuỷ tinh sẫm màu, sau một thời gian sử dụng, dưới ảnh hưởng của không khí, dung dịch HBr có màu vàng cam, dung dịch HI có màu vàng đậm. Giải thích sự thay đổi màu sắc của 2 dung dịch acid trên.

Phương pháp giải:

Dựa vào tính khử mạnh của ion Br^- và I^- sẽ tác dụng với O₂ trong không khí tạo thành Br₂ và I₂

Lời giải chi tiết:

- Sự thay đổi màu sắc trên là do ion Br^- và I^- có tính khử mạnh sẽ tác dụng với O₂ trong không khí tạo thành Br₂ có màu vàng và I₂ có màu vàng đậm theo phương trình:

4HBr + O₂ -> 2H₂O + 2Br₂

4HI + O₂ -> 2H₂O + 2I₂

18.16

Cho bảng thông tin sau:

a) Sắp xếp theo thứ tự giảm dần tính acid của các hydrohalic acid.

b) Dựa vào bảng thông tin, giải thích thứ tự tính acid của các hydrohalic acid.

Phương pháp giải:

a) Hằng số điện li acid càng lớn thì tính acid càng mạnh và ngược lại

b) Năng lượng liên kết càng nhỏ " nguyên tử H càng linh động " tính acid càng mạnh

Lời giải chi tiết:

a) Giá trị hằng số điện li acid giảm dần theo thứ tự: 1.10¹⁰ > 1.10⁹ > 1.10⁷ > 7.10^-4

-> Tính acid giảm dần theo thứ tự: HI > HBr > HCl > HF

b) Năng lượng liên kết càng nhỏ -> nguyên tử H càng linh động -> tính acid càng mạnh. Do đó từ HF đến HI năng lượng liên kết giảm dần -> tính acid sẽ tăng dần

18.17

Đặt cốc thuỷ tinh lên cân, chỉnh cân về số 0, rót vào cốc dung dịch HCl 1 M đến khối lượng 100 g. Thêm tiếp 1 lượng bột magnesium vào cốc, khi không còn khí thoát ra, cân thể hiện giá trị 105,5 g.

a) Khối lượng magnesium thêm vào là bao nhiêu?

b) Tính khối lượng muối và thể tích khí hydrogen (đkc) được tạo ra.

Phương pháp giải:

a) - Đặt số mol Mg là x -> Số mol H₂

- Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng để tìm ra x -> Tính khối lượng của Mg

b) Dựa vào số mol Mg đã tính được -> các dữ kiện còn lại

Lời giải chi tiết:

a) - Đặt n_Mg = x mol

- Ta có phương trình: Mg + 2HCl -> MgCl₂ + H₂

                               x                   -> x      x          mol

- Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: 24x + 100 = 105,5 + 2x

=> x = 0,25 mol -> m_Mg = 0,25.24 = 6 gam

b) - $m_{MgC{l}_2}=0,25.95=23,75$gam

- $V_{H_2}=0,25.24,79=6,2$lít

18.18

Trong chế độ dinh dưỡng của trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ rất chú trọng thành phần sodium chloride (NaCl) trong thực phẩm. Theo khuyến cáo của Tổ chức Y tế thế giới (WHO), lượng muối cần thiết trong 1 ngày đối với trẻ sơ sinh là 0,3 g, với trẻ dưới 1 tuổi là 1,5 g, dưới 2 tuổi là 2,3 g. Nếu trẻ ăn thừa muối sẽ ảnh hưởng đến hệ bài tiết, thận, tăng nguy cơ còi xương,… Trẻ ăn thừa muối có xu hướng ăn mặn hơn bình thường và là một trong những nguyên nhân làm tang huyết áp, suy thận, ung thư khi trưởng thành. Ở từng nhóm tuổi trên, tính lượng ion chloride trong NaCl cho cơ thể mỗi ngày.

Phương pháp giải:

Dựa vào mỗi phân tử NaCl có chứa 1 ion Cl^- " $n_{NaCl}=n_{C{l}^{-}}$

Lời giải chi tiết:

- Ở nhóm trẻ sơ sinh, khối lượng Cl^- cần thiết là: $m_{C{l}^{-}}=\frac{0,3}{58,5}.35,5=0,182$ gam

- Ở nhóm trẻ dưới 1 tuổi, khối lượng Cl^- cần thiết là: $m_{C{l}^{-}}=\frac{1,5}{58,5}.35,5=0,91$ gam

- Ở nhóm trẻ dưới 2 tuổi, khối lượng Cl^- cần thiết là: $m_{C{l}^{-}}=\frac{2,3}{58,5}.35,5=1,396$ gam

18.19

"Muối i-ốt" có thành phần chính là sodium chloride (NaCl) có bổ sung một lượng nhỏ potassium iodide (KI) nhằm bổ sung nguyên tố vi lượng iodine cho cơ thể, nhằm ngăn bệnh bứu cổ, phòng ngừa khuyết tật trí tuệ và phát triển,… Trong 100 g muối i-ốt có chứa hàm lượng ion iodide dao động từ 2200 µg – 2500 µg; lượng iodide cần thiết cho một thiếu niên hay người trưởng thành từ 66 µg – 110 µg/ngày. Trung bình, một thiếu niên hay trưởng thành cần bao nhiêu g muối i-ốt trong một ngày?

Lời giải chi tiết:

- Trường hợp 1: Trong 100 g muối i-ốt có chứa hàm lượng ion iodide là 2200 µg

+ Lượng iodide cần thiết cho một thiếu niên hay người trưởng thành ở mức 66 µg/ngày là: $m=\frac{66.100}{2200}=3$(g)

+ Lượng iodide cần thiết cho một thiếu niên hay người trưởng thành ở mức 110 µg/ngày là: $m=\frac{110.100}{2200}=5$(g)

- Trường hợp 2: Trong 100 g muối i-ốt có chứa hàm lượng ion iodide là 2500 µg

+ Lượng iodide cần thiết cho một thiếu niên hay người trưởng thành ở mức 66 µg/ngày là: $m=\frac{66.100}{2500}=2,64$(g)

+ Lượng iodide cần thiết cho một thiếu niên hay người trưởng thành ở mức 110 µg/ngày là: $m=\frac{110.100}{2500}=4,4$(g)

18.20

Rong biển, còn gọi là tảo bẹ, loài sinh vật sống dưới biển, được xem là nguồn thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao cho con người. Rong biển khô cung cấp đường, chất xơ, đạm, vitamin A, vitamin B2 và muối khoảng. Trong đó, thành phần được quan tâm hơn cả là nguyên tố vi lượng iodine. Trung bình, trong 100 gam tảo bẹ khô có chứa khoảng 1 000 µg iodine. Để sản xuất 1 tấn iodine thì cần bao nhiêu tấn tảo bẹ khô?

Lời giải chi tiết:

- Có 1000 µg = 10^-3 g iodine trong 100 gam tảo bẹ khô

- Để sản xuất 1 tấn ion iodine thì cần khối lượng tảo bẹ khô là:

$m=\frac{1.100}{{10}^{-3}}={10}^5$tấn

18.21

Ninh Thuận là tỉnh có 3 trong số 7 đồng muối lớn của cả nước là Cà Ná, Tri Hải và Đầm Vua, sản lượng muối của Ninh Thuận chiếm khoảng 50% sản lượng muối cả nước. Nghề làm muối truyền thống có quy trình: cải tạo ô ruộng muối, dẫn nước biển vào, phơi nắng để nước biển bốc hơi và thu hoạch muối. Sản lượng muối hằng năm đạt hơn 426 500 tấn (giai đoạn 2021 – 2025), tăng trưởng 650 000 tấn (đến năm 2030) đảm bảo cho yêu cầu phát triển công nghiệp, tạo việc làm cho lực lượng lao động địa phương (theo Thông tấn xã Việt Nam).

Nước biển từ biển và đại dương có độ mặn khoảng 3,5% (độ mặn không đồng nhất trên toàn cầu, phần lớn từ 3,1 – 3,8%), với khối lượng riêng 1,02 – 1,03 g/mL, nghĩa là mỗi lít nước biển có khoảng 36 g muối. Độ mặn được tính bằng tổng lượng (đơn vị gam) hoà tan của 11 ion chính (chiếm 99,99%) là: Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Fe³⁺, NH₄⁺, Cl^-, SO₄^2-, HCO₃^-, CO₃^2-, NO₂^-, NO₃^- có trong 1 kg nước biển, trong đó ion Cl^- (55,04%), Na⁺ (30,61%), SO₄^2- (7,68%) và Mg²⁺ (3,69%).

a) Để khai thác được sản lượng 426 500 tấn/ năm như hiện tại và 650 000/ năm (đến năm 2030) thì thể tích nước biển cần dẫn vào ruộng muối là bao nhiêu? (Tính toán nhằm cung cấp số liệu để tính diện tích ruộng muối, từ đó xây dựng quy trình sản xuất để đạt năng suất cao hơn,…)

b) Tính khối lượng ion chloride được khai thác từ nước biển hàng năm.

Lời giải chi tiết:

a) - Để khai thác được sản lượng 426 500 tấn/ năm thì thể tích nước biển cần dẫn vào ruộng muối là: $V=\frac{{426500.10}^6}{36}=1,{1847.10}^{10}\left(L\right)$= 1,1847.10⁷ (m³) nước biển

- Để khai thác được sản lượng 650 000 tấn/ năm thì thể tích nước biển cần dẫn vào ruộng muối là: $V=\frac{{650000.10}^6}{36}=1,{8056.10}^{10}\left(L\right)$= 1,8056.10⁷ (m³) nước biển

b) - Với sản lượng 426 500 tấn/ năm thì khối lượng ion chloride khai thác được là:

$m_{C{l}^{-}}=426500.55,04\%=234745,6$ tấn

- Với sản lượng 650 000 tấn/ năm thì khối lượng ion chloride khai thác được là:

$m_{C{l}^{-}}=650000.55,04\%=357760$ tấn