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

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?

Lời giải:

Ứng dụng trên dựa vào tính acid của hydrochloric acid.

Hydrochloric acid có thể tác dụng được với oxide kim loại (gỉ sét), hydroxide, muối carbonate.

I. Hydrogen halide

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

Lời giải:

Từ F đến I bán kính nguyên tử tăng dần, độ âm điện giảm dần ⇒ Độ dài liên kết tăng dần theo dãy: HF < HCl < HBr < HI

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.

Lời giải:

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

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.

Lời giải:

Để tách được vàng tinh khiết ra khỏi chất rắn gồm vàng và kẽm, ta dùng dung dịch hydrohalic acid (HCl) vì chỉ kẽm phản ứng được với HCl, vàng không phản ứng với HCl.

Sau khi phản ứng hoàn toàn, lọc thu lấy phần chất rắn đem rửa sạch và sấy khô ta thu được vàng tinh khiết.

Phương trình hóa học của phản ứng: Zn + 2HCl ⟶ ZnCl₂ + H₂↑

Hoạt động 1 trang 113 Hóa học 10: Dung dịch HCl tác dụng với kim loại

Chuẩn bị: 2 ống nghiệm, dung dịch HCl loãng, Zn dạng hạt, Cu dạng lá.

Tiến hành:

- Cho vào 2 ống nghiệm, mỗi ống khoảng 2 mL dung dịch HCl loãng.

- Cho vài hạt Zn vào ống (1), vài lá Cu vào ống (2).

Quan sát hiện tượng và viết phương trình hoá học.

Lời giải:

Hiện tượng:

- Ống (1): hạt Zn tan dần và có bọt khí thoát ra.

- Ống (2): không hiện tượng gì.

Phương trình hóa học:

Zn + 2HCl ⟶ ZnCl₂ + H₂↑

Hoạt động 2 trang 114 Hóa học 10: Dung dịch HCl tác dụng với muối NaHCO₃ rắn

Chuẩn bị: dung dịch HCl loãng, muối NaHCO₃ rắn, ống nghiệm.

Tiến hành:

Cho 1 thìa nhỏ NaHCO₃ vào ống nghiệm, thêm tiếp dung dịch HCl loãng.

Quan sát hiện tượng và thực hiện yêu cầu sau:

1. Viết phương trình hoá học của phản ứng.

2. So sánh tính acid của HCl và H₂CO₃.

Lời giải:

Hiện tượng: NaHCO₃ rắn tan dần, có bọt khí không màu thoát ra khỏi ống nghiệm.

1. Phương trình hóa học của phản ứng: HCl + NaHCO₃ → NaCl + H₂O + CO₂

2. Phản ứng acid với muối tạo muối mới và acid mới có tính acid yếu hơn acid ban đầu

⇒ Tính acid của HCl mạnh hơn H₂CO₃

Acid H₂CO₃ không bền lập tức phân hủy thành CO₂ và H₂O

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

Lời giải:

Phương trình hóa học:

2HCl + Fe ⟶ FeCl₂ + H₂

2HCl + MgO ⟶ MgCl₂ + H₂O

2HCl + Cu(OH)₂ ⟶ CuCl₂ + 2H₂O

HCl + AgNO₃ ⟶ 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 hoá học nào của hydrochloric acid?

Lời giải:

Ứng dụng trên dựa trên tính acid mạnh của hydrochloric acid. Hydrochloric acid hòa tan được lớp oxide, hydroxide, muối carbonate.

III. Muối halide

Hoạt động trang 115 Hóa học 10: Nhận biết ion halide

Chuẩn bị: 4 ống nghiệm; các dung dịch: AgNO₃, NaF, NaCl, NaBr, NaI.

Tiến hành:

- Cho 2 mL mỗi dung dịch NaF, NaCl, NaBr, NaI vào từng ống nghiệm.

- Nhỏ vài giọt dung dịch AgNO₃ vào mỗi ống nghiệm.

Quan sát hiện tượng và thực hiện yêu cầu sau:

1. Viết phương trình hóa học các phản ứng xảy ra.

2. Nêu cách nhận biết dung dịch muối halide bằng dung dịch AgNO₃.

Lời giải:

1. Phương trình hóa học:

AgNO₃ + NaCl ⟶ AgCl↓ _trắng + NaNO₃

AgNO₃ + NaBr ⟶ AgBr↓ _{vàng nhạt}  + NaNO₃

AgNO₃ + NaI ⟶ AgI↓_{vàng đậm} + NaNO₃

2. Cách nhận biết

- Ống nghiệm xuất hiện kết tủa trắng ⇒ Ống nghiệm đó chứa NaCl.

- Ống nghiệm xuất hiện kết tủa màu vàng nhạt ⇒ Ống nghiệm đó chứa NaBr.

- Ống nghiệm xuất hiện kết tủa màu vàng đậm ⇒ Ống nghiệm đó chứa NaI.

- Ống nghiệm không hiện tượng ⇒ Ống nghiệm đó chứa NaF.

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.

Lời giải:

Trong phản ứng với sulfuric acid đặc, NaBr và NaI đóng vai trò là chất khử.

Phương trình hóa học:

$2Na\stackrel{-1}{Br}+3H_2\stackrel{+6}{S}{O}_4 \to 2NaHS{O}_4+{\stackrel{0}{Br}}_2+\stackrel{+4}{S}{O}_2+2H_{2}O$

$8Na\stackrel{-1}{I}+9H_2\stackrel{+6}{S}{O}_4\to 8NaHS{O}_4+4{\stackrel{0}{I}}_2+H_2\stackrel{-2}{S}+4H_{2}O$

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

Lời giải:

Không dùng trực tiếp nước biển làm nước uống vì:

- Đa phần nước biển trên thế giới có nồng độ dao động từ 3,1 - 3,5%.

- Mặt khác, thận người chỉ có thể điều tiết lượng muối trong cơ thể ở mức 0,9%, nếu bổ sung thêm nước biển, nó sẽ khiến thận phải làm việc nhiều hơn gấp bội, vượt quá giới hạn tối đa công suất làm việc của thận. Bên cạnh đó chúng ta mất nhiều nước hơn để thải chính lượng muối đó ra ngoài.

- Thực tế, trong nước biển ngoài NaCl thì còn chứa 1 số tạp chất khác.

Không dùng trực tiếp nước biển làm nước tưới cây vì:

- Bản thân các loại cây trồng rất khó có thể thải hết lượng muối lớn trong cây ra bên ngoài. Vì vậy mới có hiện tượng hàm lượng muối trong dung dịch của các loại cây trồng cao hơn hàm lượng muối bên ngoài, dẫn đến lượng nước trong các loại cây trồng liên tục thẩm thấu ra ngoài, làm mất các chất dinh dưỡng, gây vàng lá, khô thân, cuối cùng là các cây trồng bị chết do thiếu nước.

Câu hỏi 8 trang 116 Hóa học 10: Nước muối sinh lí thường chia làm hai 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?

Lời giải:

a) -  Loại nước muối sinh lí dùng để tiêm vào tĩnh mạch cần vô trùng tuyệt đối và phải dùng theo chỉ dẫn của bác sĩ vì khi tiêm vào tĩnh mạch thì nước muối trực tiếp đi vào máu và đi khắp cơ thể, nếu không vô trùng tuyệt đối sẽ làm cơ thể bị nhiễm khuẩn, nhiễm virus, rất nguy hiểm.

- Còn nước muối để nhỏ mắt, nhỏ mũi, súc miệng, rửa vết thương thường để loại bỏ chất bẩn trên bề mặt nên không cần vô trùng tuyệt đối.

b) Nước muối (natri clorid) được pha chế với tỷ lệ 0,9%

1 lít nước cất tương đương với 1 kg nước cất

$C\%=\frac{m{}_{chat\tan }}{m{}_{\text{dung dich}}}.100\%$

$\iff 0,9\%=\frac{m_{muoian}}{1}.100\%$

⇔ m muối ăn = 0,009 kg = 9 gam

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