Zn + Cl2 → ZnCl2: đếm Zn 1, Cl 2, phương trình đã cân
Lớp 10Hóa học

Zn + Cl2 → ZnCl2: Phương trình, hiện tượng và bài tập có đáp án

Trả lời nhanh

Phương trình: Zn + Cl2 → ZnCl2 (điều kiện: đun nóng). Đây là phản ứng hoá hợp và cũng là phản ứng oxi hoá – khử: Zn nhường 2 electron lên số oxi hoá +2, Cl2 nhận electron xuống −1. Sản phẩm là kẽm clorua, chất rắn màu trắng, tan tốt trong nước.

Phương trình hoá học Zn tác dụng với Cl2

Phương trình đã cân bằng sẵn, các hệ số đều bằng 1:

Zn + Cl2 t°→ ZnCl2

Chất Vai trò Trạng thái
Zn (kẽm) Chất khử Rắn, màu trắng xanh
Cl2 (clo) Chất oxi hoá Khí, màu vàng lục
ZnCl2 (kẽm clorua) Sản phẩm Rắn, màu trắng

Điều kiện và hiện tượng

  • Điều kiện: đun nóng kẽm rồi đưa vào bình đựng khí clo (hoặc cho khí clo đi qua kẽm nung nóng).
  • Hiện tượng: kẽm nóng sáng và cháy trong khí clo, màu vàng lục của khí clo nhạt dần, trong bình xuất hiện khói trắng là các hạt ZnCl2 nhỏ.

Clo là phi kim hoạt động mạnh nên phản ứng xảy ra khá mạnh. Khi làm thí nghiệm phải tiến hành trong tủ hút vì clo rất độc.

Cân bằng theo phương pháp thăng bằng electron

Xác định số oxi hoá trước và sau phản ứng: Zn0 + Cl20 → Zn+2Cl2−1.

  1. Quá trình oxi hoá: Zn0 → Zn+2 + 2e
  2. Quá trình khử: Cl20 + 2e → 2Cl−1

Số electron nhường bằng số electron nhận (cùng 2e) nên hệ số của Zn và Cl2 đều là 1. Cộng hai nửa phản ứng ta được Zn + Cl2 → ZnCl2.

Vì sao kẽm chỉ tạo ZnCl2?

Kẽm trong hợp chất chỉ có một mức oxi hoá bền là +2 (cấu hình 3d104s2, mất 2 electron ở lớp 4s). Vì thế dù dư hay thiếu clo, sản phẩm vẫn là ZnCl2, không có “ZnCl3”.

Khác với kẽm, sắt có nhiều mức oxi hoá. Khi gặp chất oxi hoá mạnh như clo, sắt bị oxi hoá lên mức cao nhất: 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3. Đây là điểm hay được hỏi để so sánh.

Các cách khác để tạo ZnCl2

  • Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑ (kẽm tan, sủi bọt khí không màu)
  • ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O
  • Zn(OH)2 + 2HCl → ZnCl2 + 2H2O
  • Zn + CuCl2 → ZnCl2 + Cu (kẽm đẩy đồng khỏi muối)

Lưu ý: với HCl, kẽm bị oxi hoá bởi H+ và sinh khí H2; còn với Cl2, chất oxi hoá là nguyên tử clo và không có khí nào thoát ra.

Ứng dụng của kẽm clorua

  • Làm chất tẩy gỉ, chất hàn kim loại (loại bỏ lớp oxit trên bề mặt).
  • Bảo quản gỗ, chống mối mọt.
  • Thành phần chất điện li trong pin khô kẽm – mangan.

Bài tập vận dụng

Bài 1

Đốt cháy hoàn toàn 6,5 gam Zn trong khí clo dư. Tính khối lượng ZnCl2 thu được và thể tích Cl2 (đktc) đã phản ứng.

Giải: nZn = 6,5 : 65 = 0,1 mol. Theo phương trình, nZnCl2 = nCl2 = 0,1 mol. MZnCl2 = 65 + 2·35,5 = 136 g/mol nên m = 0,1 · 136 = 13,6 gam. VCl2 = 0,1 · 22,4 = 2,24 lít.

Bài 2

Cho 13 gam Zn tác dụng với 3,36 lít khí Cl2 (đktc), đun nóng. Tính khối lượng muối tạo thành và khối lượng chất còn dư.

Giải: nZn = 13 : 65 = 0,2 mol; nCl2 = 3,36 : 22,4 = 0,15 mol. Tỉ lệ phản ứng 1 : 1 nên Cl2 hết, Zn dư 0,2 − 0,15 = 0,05 mol (nặng 0,05 · 65 = 3,25 gam). Muối: nZnCl2 = 0,15 mol, m = 0,15 · 136 = 20,4 gam.

Bài 3

Khi cho cùng một lượng Fe và Zn tác dụng hoàn toàn với khí clo dư, sản phẩm lần lượt là gì? Vì sao?

Đáp án: Fe cho FeCl3 (2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3) vì clo là chất oxi hoá mạnh đưa Fe lên +3; Zn cho ZnCl2 vì kẽm chỉ có số oxi hoá +2.

Lỗi sai thường gặp

  • Viết sản phẩm là ZnCl (sai hoá trị) – nhớ Zn luôn hoá trị II.
  • Quên điều kiện nhiệt độ hoặc viết “Cl” thay vì “Cl2”; clo là phân tử hai nguyên tử.
  • Khi tính toán, quên so sánh số mol để tìm chất dư (như Bài 2).
  • Nhầm với phản ứng Zn + HCl nên ghi thêm khí H2.

Mẹo nhớ

Kim loại + Cl2 → muối clorua, trong đó kim loại lên số oxi hoá cao nhất. Với kim loại chỉ có một hoá trị như Zn (II), Al (III), Mg (II), bạn chỉ cần viết công thức theo hoá trị rồi cân bằng.

Câu hỏi thường gặp

Zn + Cl2 thuộc loại phản ứng gì?

Đây là phản ứng hoá hợp (hai chất tạo một chất) và đồng thời là phản ứng oxi hoá – khử, trong đó Zn là chất khử, Cl2 là chất oxi hoá.

Hiện tượng khi cho Zn tác dụng với khí Cl2 là gì?

Kẽm nung nóng cháy sáng trong khí clo, màu vàng lục của clo nhạt dần và có khói trắng của ZnCl2 tạo thành.

Zn + Cl2 có cần đun nóng không?

Có. Để phản ứng xảy ra nhanh và rõ rệt cần đun nóng kẽm. Điều kiện này nên ghi trên mũi tên khi viết phương trình.

Zn + Cl2 có sinh ra ZnCl3 khi clo dư không?

Không. Kẽm chỉ có số oxi hoá +2 trong hợp chất nên sản phẩm luôn là ZnCl2, dù clo dư hay thiếu.

Bài học liên quan