Giải SGK Hóa học 10 Bài 21 (Kết nối tri thức): Nhóm halogen

Giải bài tập Hóa học lớp 10 Bài 21: Nhóm halogen

Giải hóa học 10 trang 104 Kết nối tri thức

Mở đầu trang 104 Hóa học 10: Trong tự nhiên, một số phi kim như carbon, nitrogen, oxygen tồn tại ở cả dạng đơn chất và hợp chất, còn các halogen đều chỉ tồn tại ở dạng hợp chất. Vì sao có sự khác biệt này?

Phương pháp giải:

Do nguyên tử của các nguyên tố này hoạt động hóa học rất mạnh

Lời giải:

– Các nguyên tố halogen chỉ tồn tại ở dạng hợp chất trong tự nhiên do nguyên tử của các nguyên tố này hoạt động hóa học rất mạnh

– Halogen có ái lực electron lớn. Nguyên tử halogen X với 7 electron lớp ngoài cùng

=> Dễ dàng nhận thêm 1 electron để tạo thành ion âm X- có cấu hình electron của khí hiếm

=> Các halogen mau chóng tạo liên kết với các nguyên tử nguyên tố khác

Giải hóa học 10 trang 105 Kết nối tri thức

I. Trạng thái tự nhiên

Câu hỏi 1 trang 105 Hóa học 10: Kể tên một số hợp chất phổ biến của halogen trong tự nhiên

Phương pháp giải:

Trong tự nhiên, halogen thường tồn tại ở dạng muối

Lời giải:

– Clo: NaCl có trong nước biển và đại dương, KCl có trong khoáng vật như KCl.MgCl₂.6H₂O và NaCl.KCl

– Flo: Phần lớn có trong 2 loại khoáng vật là florit (CaF₂) và criolit (Na₃AlF₆ hay AlF₃.3NaF)

– Brom: KBr, NaBr, MgBr₂

– Iot: tồn tại dưới dạng muối iotua như NaI, KI, trong tuyến giáp iot tồn tại dưới dạng hợp chất hữu cơ như tetraiodothyronine hoặc triiodothyronine

Giải hóa học 10 trang 106 Kết nối tri thức

II. Cấu tạo nguyên tử, phân tử

Câu hỏi 2 trang 106 Hóa học 10: Trong tự nhiên, các nguyên tố halogen tồn tại ở dạng hợp chất. Viết công thức một vài hợp chất của halogen thường được dùng trong thực tế

Phương pháp giải:

Tham khảo trên sách, báo, tivi, internet

Lời giải:

– Clo: NaCl có trong nước biển và đại dương, KCl có trong khoáng vật như KCl.MgCl₂.6H₂O và NaCl.KCl

– Flo: Phần lớn có trong 2 loại khoáng vật là florit (CaF₂) và criolit (Na₃AlF₆ hay AlF₃.3NaF)

– Brom: KBr, NaBr, MgBr₂

– Iot: tồn tại dưới dạng muối iotua như NaI, KI, trong tuyến giáp iot tồn tại dưới dạng hợp chất hữu cơ như tetraiodothyronine hoặc triiodothyronine

Câu hỏi 3 trang 106 Hóa học 10: Nguyên tử halogen có thể nhận 1 electron từ nguyên tử kim loại hoặc góp chung electron với nguyên tử phi kim

Mô tả sự hình thành liên kết trong phân tử NaCl và HCl để minh họa

Phương pháp giải:

– NaCl: liên kết ion

– HCl: Liên kết cộng hóa trị

Lời giải:

– Sự hình thành liên kết trong phân tử NaCl: Nguyên tử chlorine đã nhận 1 electron của nguyên tử sodium để tạo thành Na⁺ và Cl^–

– Sự hình thành liên kết trong phân tử HCl: Mỗi nguyên tử góp 1 electron tạo thành 1 cặp electron dùng chung trong phân tử HCl

(ảnh 2)

Giải hóa học 10 trang 107 Kết nối tri thức

III. Tính chất vật lí

Câu hỏi 4 trang 107 Hóa học 10: Từ Bảng 21.2, nhận xét xu hướng biến đổi nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi của các halogen và giải thích.

(ảnh 3)

Phương pháp giải:

– Tương tác van der Waals

– Khối lượng phân tử

Lời giải:

– Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi tăng từ F₂ đến I₂ do:

+ Tương tác van der Waals giữa các phân tử tăng

+ Khối lượng phân tử tăng

Giải hóa học 10 trang 108 Kết nối tri thức

IV. Tính chất hóa học

Câu hỏi 5 trang 108 Hóa học 10: Xác định chất oxi hóa, chất khử trong phản ứng sodium và iron với chlorine, dùng mũi tên chỉ rõ sự nhường electron từ chất khử sang chất oxi hóa

Phương pháp giải:

Chất khử là chất nhường electron, chất oxi hóa là chất nhận electron

Lời giải:

$2 N a^{0} + C l_{2}^{0} \overset{t^{o}}{\to} 2 \overset{+ 1}{N a} \overset{- 1}{C l}$

– Na⁰ nhường electron thành Na⁺¹ => Na là chất khử

– Cl⁰ nhận electron thành Cl^-1 => Cl₂ là chất oxi hóa

$2 F e^{0} + 3 C l_{2}^{0} \overset{t^{o}}{\to} 2 \overset{+ 3}{F e} {C l}_{3}^{- 1}$

– Fe⁰ nhường electron thành Fe⁺³ => Fe là chất khử

– Cl⁰ nhận electron thành Cl^-1 => Cl₂ là chất oxi hóa

Giải hóa học 10 trang 109 Kết nối tri thức

Câu hỏi 6 trang 109 Hóa học 10: Một nhà máy nước sử dụng 5 mg Cl₂ để khử trùng 1 L nước sinh hoạt. Tính khối lượng Cl₂ nhà máy cần dùng để khử trùng 80 000 m³ nước sinh hoạt

Phương pháp giải:

Bước 1: Đổi 80 000 m³ = 8.10⁷ dm³ = 8.10⁷ L

Bước 2: 5 mg Cl₂ để khử trùng 1 L nước

x mg Cl₂ để khử trùng 8.10⁷ L nước

Lời giải:

Đổi 80 000 m³ = 8.10⁷ dm³ = 8.10⁷ L

5 mg Cl₂ để khử trùng 1 L nước

x mg Cl₂ để khử trùng 8.10⁷ L nước

=> x = 5 x 8.10⁷ = 4.10⁸ (mg) = 400 kg

Vậy cần 400 kg Cl₂ để khử trùng 80 000 m³ nước sinh hoạt

Giải hóa học 10 trang 110 Kết nối tri thức

Câu hỏi 7 trang 110 Hóa học 10: Khí Cl₂ phản ứng với dung dịch sodium hydrogen nóng tạo thành sodium chlorine, sodium chlorate và nước

Lập phương trình hóa học của phản ứng trên theo phương pháp thăng bằng electron, chỉ rõ chất oxi hóa, chất khử

Phương pháp giải:

– Phương pháp thăng bằng electron:

Bước 1: Xác định các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hóa, từ đó xác định chất oxi hóa, chất khử

Bước 2: Biểu diễn quá trình oxi hóa, quá trình khử

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử và chất oxi hóa dựa trên nguyên tắc

Bước 4: Đặt hệ số của chất oxi hóa và chất khử vào sơ đồ phản ứng, từ đó tính ra hệ số của các chất khác có mặt trong phương trình hóa học. Kiểm tra sự cân bằng số nguyên tử các nguyên tố ở 2 vế

Lời giải:

– Xác định nguyên tử có sự thay đổi số oxi hóa

$C l_{2}^{0} + N a O H \to N a \overset{- 1}{C l} + N a \overset{+ 1}{C l} O + H_{2} O$

(ảnh 4)

– Đặt hệ số của chất oxi hóa và chất khử vào sơ đồ, tính ra hệ số của các chất khác

Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

Câu hỏi 8 trang 110 Hóa học 10: Viết phương trình hóa học minh họa tính oxi hóa giảm dần trong dãy Cl₂, Br₂, I₂

Phương pháp giải:

– Cl₂ tác dụng với NaBr, NaI

– Br₂ tác dụng với NaI

Lời giải:

Cl₂ + NaBr → NaCl + Br₂=> Cl₂ có tính oxi hóa mạnh hơn Br₂

Cl₂ + NaI → NaCl + I₂=> Cl₂ có tính oxi hóa mạnh hơn I₂

Br₂ + NaI → NaBr + I₂ => Br₂ có tính oxi hóa mạnh hơn I₂

=> Tính oxi hóa giảm dần trong dãy Cl₂, Br₂, I₂

Giải hóa học 10 trang 111 Kết nối tri thức

V. Điều chế chlorine

Câu hỏi 9 trang 111 Hóa học 10: Khi sản xuất chlorine trong công nghiệp, NaOH và H₂ được tạo thành ở cực âm, còn Cl₂ được tạo thành từ cực dương. Tại sao cần sử dụng màng ngăn xốp để ngăn cách 2 điện cực?

Phương pháp giải:

Cl₂ tác dụng với NaOH

Lời giải:

– Trong công nghiệp người ta điều chế Cl₂ bằng cách điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn

– Mục đích của màng ngăn là để tránh Cl₂ tiếp xúc phản ứng với dung dịch NaOH tạo nước Gia – ven:

Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

Bài giảng Hóa học 10 Bài 21: Nhóm halogen – Kết nối tri thức

Xem thêm các bài giải SGK Hóa học lớp 10 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài 19: Tốc độ phản ứng

Bài 20: Ôn tập chương 6

Bài 21: Nhóm halogen

Bài 22: Hydrogen halide. Muối halide

Bài 23: Ôn tập chương 7

Bài liên quan:

Leave a Comment Hủy