Giải SGK Hóa học 10 Bài 22 (Kết nối tri thức): Hydrogen halide. Muối halide

Nguyễn Uyên Ngày: 17-09-2024 Lớp 10

4.1 K

Lời giải bài tập Hóa học lớp 10 Bài 22: Hydrogen halide. Muối halide sách Kết nối tri thức ngắn gọn, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời câu hỏi Hóa học 10 Bài 22 từ đó học tốt môn Hóa 10.

Giải bài tập Hóa học lớp 10 Bài 22: Hydrogen halide. Muối halide

Giải hóa học 10 trang 112 Kết nối tri thức

Mở đầu trang 112 Hóa học 10: Hydrochloric acid được sử dụng rộng rãi trong sản xuất, điển hình là dùng để đánh sạch bề mặt kim loại trước khi gia công, sơn, hàn, mạ điện,… Trong công đoạn này, thép được đưa qua các bể chứa dung dịch HCl (được gọi là bể Picking) để tẩy bỏ lớp rỉ sét, sau đó rửa sạch bằng nước trước khi qua các công đoạn tiếp theo. Vậy các ứng dụng trên dựa vào tính chất quan trọng nào của hydrochloric acid?

Phương pháp giải:

Acid tác dụng với kim loại

Lời giải:

- Khi thép được đưa qua các bể chứa dung dịch HCl để tẩy bỏ lớp rỉ sét

=> Thể hiện tính chất tác dụng với kim loại của hydrochloric acid, cụ thể là tác dụng với kim loại sắt

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

Giải hóa học 10 trang 113 Kết nối tri thức

I. Hydrogen halide

Câu hỏi 1 trang 113 Hóa học 10: Nêu xu hướng biến đổi độ dài liên kết trong dãy HX

Phương pháp giải:

Quan sát bảng 22.1 (ảnh 1)

Lời giải:

Quan sát Bảng 22.1 nhận thấy từ HF đến HI, độ dài liên kết HX tăng dần

Câu hỏi 2 trang 113 Hóa học 10: Từ Bảng 22.2, hãy nhận xét xu hướng biến đổi nhiệt độ sôi của các hydrogen halide. Giải thích

(ảnh 2)

Phương pháp giải:

Nhiệt độ sôi phụ thuộc vào

+ Lực tương tác van der Waals giữa các phân tử

+ Khối lượng phân tử

Lời giải:

Từ Bảng 22.2 nhận thấy:

- HF lỏng có nhiệt độ sôi cao bất thường là do phân tử HF phân cực mạnh, có khả năng tạo liên kết hydrogen: H-F…H-F…H-F

- Từ HCl đến HI, nhiệt độ sôi tăng do:

+ Lực tương tác van der Waals giữa các phân tử tăng

+ Khối lượng phân tử tăng

II. Hydrohalic acid

Câu hỏi 3 trang 113 Hóa học 10: Ở một nhà máy sản xuất vàng từ quặng, sau khi cho dung dịch chứa hợp chất tan của vàng chảy qua cột chứa kẽm hạt, thu được chất rắn gồm vàng và kẽm. Đề xuất phương pháp thu được vàng tinh khiết

Phương pháp giải:

- Dung dịch HCl hòa tan được kẽm nhưng không hòa tan được vàng

Lời giải:

- Để thu được vàng tinh khiết từ hỗn hợp vàng – kẽm. Ta cho hỗn hợp vào dung dịch HCl

=> Kẽm tác dụng với HCl, vàng không tác dụng với HCl

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂

Giải hóa học 10 trang 114 Kết nối tri thức

Câu hỏi 4 trang 114 Hóa học 10: Viết phương trình hóa học khi cho dung dịch hydrochloric acid lần lượt tác dụng với: Fe, MgO, Cu(OH)₂, AgNO₃

Phương pháp giải:

- Acid + Kim Loại → Muối + H₂

- Acid + Oxide base → Muối + H₂O

- Acid + Base → Muối + H₂O

- Acid + Muối → Muối mới + Acid mới

Lời giải:

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑

MgO + 2HCl → MgCl₂ + H₂O

Cu(OH)₂ + 2HCl → CuCl₂ + H₂O

AgNO₃+ HCl → AgCl↓ + HNO₃

Câu hỏi 5 trang 114 Hóa học 10: Hydrochloric acid thường được dùng để đánh sạch lớp oxide, hydroxide, muối carbonate bám trên bề mặt kim loại trước khi sơn, hàn, mạ điện

Ứng dụng này dựa trên tính chất hóa học nào của hydrochloric acid?

Lời giải:

- Hydrochloric acid thường được dùng để đánh sạch lớp oxide, hydroxide, muối carbonate vì

+ HCl tác dụng với oxide, hydroxide → Muối + H₂O

+ HCl tác dụng với muối carbonate → Muối mới + CO₂ + H₂O

Giải hóa học 10 trang 116 Kết nối tri thức

III. Muối halide

Câu hỏi 6 trang 116 Hóa học 10: Cho biết vai trò của NaBr và NaI khi tham gia phản ứng với sulfuric acid đặc

Phương pháp giải:

NaBr và NaI sẽ đóng vai trò là chất khử khi tham gia phản ứng với sulfuric acid đặc

Lời giải:

- NaBr khử H₂SO₄ từ S⁺⁶ xuống S⁺⁴ => NaBr đóng vai trò là chất oxi hóa

$2 N a \overset{- 1}{B r} + 2 H_{2} \overset{+ 6}{S} O_{4} \to N a_{2} S O_{4} + \overset{0}{B r_{2}} + \overset{+ 4}{S} O_{2} + 2 H_{2} O$

- NaI khử H₂SO₄ từ S⁺⁶ xuống S^-2 => NaI đóng vai trò là chất oxi hóa

$8 N a \overset{- 1}{B r} + 5 H_{2} \overset{+ 6}{S} O_{4} \to 4 N a_{2} S O_{4} + \overset{0}{4 I_{2}} + H_{2} \overset{- 2}{S} + 4 H_{2} O$

Câu hỏi 7 trang 116 Hóa học 10: Vì sao không dùng trực tiếp nước biển làm nước uống, nước tưới cây?

Phương pháp giải:

Trong nước biển có nồng độ muối ăn cao và có nhiều tạp chất hóa học khác

Lời giải:

- Trong nước biển có nồng độ muối ăn khá cao, từ 3,1 – 3,5% mà thận người chỉ có thể điều tiết lượng muối trong cơ thể ở mức 0,9%

=> Nước biển rất mặn. Việc uống quá nhiều muối vào cơ thể sẽ khiến cho chúng ta mất nhiều nước hơn để thải chính lượng muối đó ra ngoài

Câu hỏi 8 trang 116 Hóa học 10: Nước muối sinh lí thường chia làm 2 loại: loại dùng để tiêm truyền tĩnh mạch và loại dùng để nhỏ mắt, nhỏ mũi, súc miệng, rửa vết thương

a) Loại nào cần vô trùng tuyệt đối và phải dùng theo chỉ định của bác sĩ?

b) Để pha 1 lít nước muối sinh lí NaCl 0,9% dùng làm nước súc miệng thì cần bao nhiêu gam muối ăn?

Phương pháp giải:

a) Tiêm truyền tĩnh mạch là tiêm vào bên trong mạch máu, tiêm vào bên trong cơ thể => Cần phải vô trùng tuyệt đối

b) Nước muối sinh lí = Nước + Muối

- Nước: Dung mỗi hòa tan muối là nước tinh khiết

- Muối: Chỉ thành phần hòa tan trong dunng dịch là muối NaCl

Lời giải:

- Nước muối sinh lí dùng để tiêm truyền tĩnh mạch cần phải vô trùng tuyệt đối và dùng theo chỉ định của bác sĩ. Vì nước muối này được tiêm vào mạch máu, tiêm vào bên trong cơ thể người. Do đó cần phải vô trùng hết sức nghiêm ngặt

- Còn nước muối để nhỏ mắt, nhỏ mũi, súc miệng, rửa vết thương (không đưa vào bên trong cơ thể người) thường để loại bỏ chất bẩn chứ không có tác dụng sát khuẩn nên không cần vô trùng tuyệt đối

b) Nước muối sinh lí = Nước + Muối

- 1L nước cất tương đương với 1 kg

- Vì nồng độ muối thấp nên có thể coi 1L dung dịch muối = 1 kg = 1000g

(ảnh 3)

=> Khối lượng muối = 9 gam

Vậy để pha 1 lít nước muối sinh lí NaCl 0,9% dùng làm nước súc miệng thì cần 9 gam muối ăn

Lý thuyết Hydrogen halide. Muối halide

I. Hydrogen halide

1. Cấu tạo phân tử

Phân tử hydrogen halide (HX) gồm một liên kết cộng hóa trị. Các phân tử HX là phân tử phân cực.

Mô hình liên kết:

2. Tính chất vật lí

Ở điều kiện thường, hydrogen halide tồn tại ở thể khí, tan tốt trong nước, tạo thành dung dịch hydrohalic aicd tương ứng.

Nhận xét:

HF lỏng có nhiệt độ sôi cao bất thường là do phân tử HF phân cực mạnh, có khả năng tạo liên kết hydrogen:

$H - F \cdot \cdot \cdot H - F \cdot \cdot \cdot H - F \cdot \cdot \cdot$

Từ HCl đến HI, nhiệt độ sôi tăng do:

- Lực tương tác van der Waals giữa các phân tử tăng.

- Khối lượng phân tử tăng.

II. Hydrohalic acid

1. Tính chất hóa học

a) Tính acid

Trong dãy hydrohalic acid, tính acid tăng từ hydrofluoric acid (yếu) đến hydroiodic acid (rất mạnh).

b) Tính khử

Ngoài tính acid, hydrohalic acid còn có tính khử.

Ví dụ:

$2 K \overset{+ 7}{M n} O_{4} + 16 H \overset{- 1}{C l} \to 2 K C l + 2 \overset{+ 2}{M n} C l_{2} + 5 \overset{0}{C l_{2}} + 8 H_{2} O$

2. Ứng dụng

a) Hydrogen fluoride

Hydrogen fluoride được sử dụng trong quá trình sản xuất teflon (dùng làm chất chống dính ở nồi, chảo) theo sơ đồ:

Hydrofluoric acid còn có khả năng đặc biệt là ăn mòn thủy tinh vô cơ (có thành phần gần đúng là Na₂O.CaO.6SiO₂) do xảy ra phản ứng:

SiO₂ + 4HF $\overset{}{\to}$ SiF₄ + 2H₂O

Trong công nghiệp, hỗn hợp có thành phần KF.3HF được dùng để điện phân nóng chảy sản xuất fluorine.

b) Hydrogen chloride

Trong sản xuất tôn, thép, hydrochloric acid được sử dụng phổ biến để loại bỏ gỉ sét trên sắt thép trước khi chuyển sang các công đoạn sản xuất tiếp theo.

Trong công nghiệp, hydrochloric acid được dùng để sản xuất các hợp chất vô cơ và hữu cơ: aluminium chloride dùng làm chất phụ gia chống nhòe cho giấy, PAC dùng để xử lí nước, nickel chloride dùng trong mạ điện, …

Trong sản xuất nước uống đóng chai, hydrochloric acid tinh khiết được sử dụng để tái sinh các nhựa trao đổi ion nhằm thay thế các ion Na⁺ và Ca²⁺ (đã bị hấp phụ trên nhựa trong quá trình khử khoáng nước nguyên liệu) bằng ion H⁺.

III. Muối halide

1. Tính tan

Hầu hết các muối halide đều dễ tan trong nước, trừ một số muối không tan silver chloride, silver bromide, silver iodide và một số muối ít tan như lead chloride, lead bromide.

2. Tính chất hóa học

a) Phản ứng trao đổi

NaF + AgNO₃ $\to$ Không xảy ra

NaCl + AgNO₃ $\to$ NaNO₃ + AgCl (kết tủa trắng)

NaBr + AgNO₃ $\to$ NaNO₃ + AgBr (kết tủa vàng nhạt)

NaI + AgNO₃ $\to$ NaNO₃ + AgI (kết tủa màu vàng)

Như vậy, có thể dùng dung dịch silver nitrate (AgNO₃) để phân biệt các ion halide.

b) Tính khử của ion halide

Sodium bromide khử được sulfuric acid đặc thành sulfur dioxide, còn sodium iodide có thể khử được sulfuric acid đặc thành hydrogen sulfide.

2NaBr + 3H₂SO₄ $\overset{}{\to}$ 2NaHSO₄ + Br₂ + SO₂ + 2H₂O

8NaI + 9H₂SO₄ $\overset{}{\to}$ 8NaHSO₄ + 4I₂ + H₂S + 4H₂O

Trong điều kiện như trên, NaCl chỉ xảy ra phản ứng trao đổi, tạo thành hydrogen chloride.

Nhận xét: Tính khử của các ion halide tăng dần theo thứ tự Cl^- < Br^- < I^-.

3. Muối ăn

a) Vai trò của muối ăn

Trong cơ thể sống, muối ăn có vai trò quan trọng trong việc cân bằng điện giải, truyền dẫn xung điện thần kinh, trao đổi chất, …

Trong đời sống, muối ăn được dùng sản xuất nước muối sinh lí, nước nhỏ mắt, dịch tiêm truyền tĩnh mạch, …

Trong công nghiệp, muối ăn là nguyên liệu để sản xuất xút, chlorine, nước Javel, …

b) Tinh chế muối ăn

Muối ăn thường được sản xuất từ nước biển bằng phương pháp kết tinh nhờ quá trình làm bay hơi nước biển dưới sức nóng của Mặt Trời.

Chú ý: Để đạt được độ tinh khiết làm thức ăn cho con người, muối ăn thô cần được kết tinh lại. Trong y học, muối ăn được sử dụng có độ tinh khiết rất cao, do đó cần kết tinh lại nhiều lần.