Phương pháp giải một số dạng bài về dạng khái quát nhóm halogen

Dạng 1: Lý thuyết về tính chất vật lý và sự biến đổi tuần hoàn tính chất chung của nhóm halogen

* Một số lưu ý cần nhớ:

- Nhóm Halogen gồm các nguyên tố thuộc nhóm VIIA (Flo, Clo, Brom, Iot)

- Từ flo đến iot, trạng thái tồn tại đặc dần và màu sắc đậm dần.

- Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi tăng dần

- Từ flo đến iot, tính khử và bán kính nguyên tử tăng dần, ngược lại tính OXH và độ âm điện giảm dần.

* Một số ví dụ điển hình:

Ví dụ 1: Các nguyên tử halogen có cấu hình electron lớp ngoài cùng là :

A. ns².                         B. ns²np³.

C. ns²np⁴.                     D. ns²np⁵.

Hướng dẫn giải chi tiết

Các nguyên tử halogen thuộc nhóm VIIA => Cấu hình e lớp ngoài cùng của nguyên tử halogen là: ns²np⁵

Đáp án D

Ví dụ 2: Trong tự nhiên, các halogen

A. chỉ tồn tại ở dạng đơn chất.

B. chỉ tồn tại ở dạng muối halogenua.

C. chỉ tồn tại ở dạng hợp chất.

D. tồn tại ở cả dạng đơn chất và hợp chất.

Hướng dẫn giải chi tiết

Halogen gồm các nguyên tố hóa học hoạt động mạnh nên chỉ tồn tại ở dạng hợp chất trong tự nhiên

Đáp án C

Ví dụ 3: Cho 4 đơn chất F₂ ; Cl₂ ; Br₂ ;  I₂. Chất có nhiệt độ sôi cao nhất là :

A. F₂.                           B. Cl₂.

C. Br₂.                          D. I₂.

Hướng dẫn giải chi tiết

Trong nhóm halogen, nhiệt độ sôi tăng dần theo chiều tăng điện tích hạt nhân.

Đáp án D

Ví dụ 4: Câu nào sau đây không chính xác ?

A. Các halogen là những phi kim mạnh nhất trong mỗi chu kỳ.

B. Khả năng oxi hoá của các halogen giảm từ flo đến iot.

C. Trong các hợp chất, các halogen đều có thể có số oxi hoá:  –1, +1, +3, +5, +7.

D. Các halogen có nhiều điểm giống nhau về tính chất hoá học.

Hướng dẫn giải chi tiết

C sai do trong hợp chất Flo chỉ có số OXH là -1

Đáp án C

Ví dụ 5: Trong nhóm halogen, sự biến đổi tính chấ nào sau đây của đơn chất đi từ flo đến iot là đúng?

A. Ở điều kiện thường, trạng thái tập hợp chuyển từ thể khí sang thể lỏng và rắn.

B. Màu sắc nhạt dần.

C. Nhiệt độ nóng chảy giảm dần.

D. Tính oxi hóa tăng dần.

Hướng dẫn giải chi tiết

B sai, từ F đến I, màu sắc đơn chất đậm dần

C sai do từ F đến I, nhiệt độ nóng chảy tăng dần

D sai do từ F đến I, tính OXH giảm dần.

Đáp án A

Dạng 2: Lý thuyết về tính chất hóa học của các nguyên tố thuộc nhóm Halogen

* Một số lưu ý cần nhớ

- Tính chất hóa học đặc trưng của nhóm Halogen là tính OXH

- Flo trong hợp chất chỉ có số OXH là -1 => Flo chỉ có tính OXH, khác với các nguyên tố khác là có cả tính khử

- Các nguyên tố halogen có thể tác dụng với phi kim (trừ oxi),; tác dụng với nước (I2 hầu như không phản ứng), tác dụng với dung dịch kiềm và dung dịch muối của halogen yếu hơn.

* Một số ví dụ điển hình

Ví dụ 1: Hỗn hợp khí có thể tồn tại ở bất kì điều kiện nào là :

A. H₂ và O₂.                  B. N₂ và O₂.

C. Cl₂ và O₂.                 D. SO₂ và O₂.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Clo không tác dụng với oxi nên hỗn hợp khí Cl2, O2 có thể tồn tại ở bất kì điều kiện nào

Đáp án C

Ví dụ 2: Cho các phản ứng hóa học sau, phản ứng nào chứng minh Cl₂ có tính oxi hoá mạnh hơn Br₂ ?

A. Br₂ + 2NaCl → 2NaBr + Cl₂          

B. Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

C. Br₂ + 2NaOH → NaBr + NaBrO + H₂O    

D. Cl₂ + 2NaBr → 2NaCl + Br₂

Hướng dẫn giải chi tiết:

Clo có thể tác dụng với muối của halogen có tính OXH yếu hơn

Đáp án A

Ví dụ 3: Chất nào sau đây chỉ có tính oxi hoá, không có tính khử ?

A. F₂.                           B. Cl₂.

C. Br₂.                          D. I₂.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Flo chỉ có số OXH bằng -1 trong hợp chất

=> Flo chỉ có tính OXH, không có tính khử

Đáp án A

Ví dụ 4:Trong các phản ứng hoá học sau, brom đóng vai trò là :

 (1)   SO₂ + Br₂ + 2H₂O H₂SO₄ + 2HBr

(2)   H₂S + 4Br₂ + 4H₂O H₂SO₄ + 8HBr

A. Vừa là chất oxi hoá, vừa là chất khử.       

B. Chất oxi hoá.

C. Chất khử.                                                  

D. Không là chất oxi hoá, không là chất khử.

Hướng dẫn giải chi tiết

Ở 2 phương trình trên Br có số oxh thay đổi từ 0 (Br₂) xuống -1 (HBr)

=> Br là chất OXH

Đáp án B

Dạng 3: Muối halogen tác dụng với dung dịch AgNO₃

* Một số lưu ý cần nhớ

VD: NaX + AgNO₃ → NaNO₃ + AgX

X là Clo, Brom, Iot (do AgF là chất tan nên muối florua không tác dụng được với dung dịch AgNO₃)

* Một số ví dụ điển hình

Ví dụ 1: Chất A là muối canxi halogenua. Cho dung dịch chứa 0,2 gam A tác dụng với lượng dư dung dịch bạc nitrat thì thu được 0,376 gam kết tủa bạc halogenua. Hãy xác định công thức chất A.

Hướng dẫn giải chi tiết:

CaX₂ + 2AgNO₃ → Ca(NO₃)₂ + 2AgX (X là halogen)

Áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng:

Theo phương trình cứ 1 mol CaX₂ tham gia phản ứng tạo 2 mol AgX.

Khối lượng AgX tăng so với khối lượng CaX₂ là:

(2.108 + 2M_X) – (40 – 2M_X) = 176

Theo đề bài, số mol CaX₂ tham gia phản ứng là:

(0,376-0,2)/176 = 10-3 (mol)

→ M_CaX2 = 0,2/10^-3 = 200 → 40 + 2M_X = 200 → M_X = 80

Vậy X là Brom (Br). Công thức của chất A là CaBr₂

Ví dụ 2: Cho 3,87 gam hỗn hợp muối natri của hai hologen liên tiếp tác dụng với dung dịch AgNO₃ dư thu được 6,63g kết tủa. Hai halogen kế tiếp là:

Hướng dẫn giải chi tiết:

NaX + AgNO₃ → AgX + NaNO₃

m_NaX = 3,87 , m_AgX = 6,63

Áp dụng PP tăng giảm khối lượng ⇒ nNaX = (6,63-3,87)/(108-23)=0,324 mol

M_NaX = 3,87/0,324 = 119,18 ⇒ M_X = 96,1

⇒ 2 Halogen liên tiếp thỏa mãn là Br₂ và I₂

Ví dụ 3: Cho 31,84 gam hỗn hợp NaX, NaY (X, Y là hai halogen ở 2 chu kỳ liên tiếp) vào dung dịch AgNO₃ dư, thu được 57,34 gam hỗn hợp kết tủa.

Tìm công thức của NaX, NaY.

Hướng dẫn giải chi tiết:

a. Gọi công thức phân tử trung bình của muối natri halogenua là Na\(\overset{\_\_}{\mathop{X}}\,\) 1 mol Na\(\overset{\_\_}{\mathop{X}}\,\) tác dụng với 1 mol AgNO3 tạo thành 1 mol Ag\(\overset{\_\_}{\mathop{X}}\,\) khối lượng chất rắn tăng lên: 108 – 23 = 85 (gam)

=> x mol Na\(\overset{\_\_}{\mathop{X}}\,\) tác dụng với x mol AgNO₃ tạo thành x mol Ag\(\overset{\_\_}{\mathop{X}}\,\) thì khối lượng chất rắn tăng lên:

57,34 – 31,84 = 25,5

=> x = 25,5 * 1 : 85 = 0,3 (mol)

=> M NaX = 31,84 : 0,3 = 106,13

Ta có X < 106,3 – 23 < Y

X, Y là 2 halogen thuộc 2 chu kì liên tiêp

=> X là Br, Y là I

Công thức 2 chất cần tìm là: NaBr, NaI.

Dạng 4: Halogen tác dụng với muối halogen có tính OXH yếu hơn

* Một số lưu ý cần nhớ:

Ta có phương trình tổng quát:

X₂ + NaY → NaX + Y₂

X có thể là Cl₂, Br₂

Lưu ý F₂ không đẩy được Cl₂, Br₂, I₂ ra khỏi dung dịch muối do F₂ có phản ứng với nước ngay ở nhiệt độ thường:

F₂ + H₂O → HF + O₂

* Một số ví dụ điển hình

Ví dụ 1:  Cho Cl₂ tác dụng với 30,9 gam NaBr sau một thời gian thu được 26,45 gam muối X. Tính hiệu suất của phản ứng

Hướng dẫn giải chi tiết:

Cl₂ + NaBr → NaCl + Br₂

n_NaBr = 30,9/103 = 0,3 mol

Áp dụng định luật tăng giảm khối lượng ta có:

1 mol NaBr → 1 mol NaCl thì khối lượng giảm đi 80 – 35,5 = 44,5 gam

x mol NaBr → x mol NaCl thì khối lượng chất rắn giảm đi 30,9 – 26,45 = 4,45 gam

n_NaBr (phản ứng) = x = 0,1 mol

Hiệu suất của phản ứng là: 0,1/0,3 = 33,33%

Ví dụ 2: Dẫn Cl₂ vào 200 gam dung dịch KBr. Sau khi phản ứng hoàn toàn khối lượng muối tạo thành nhỏ hơn khối lượng muối ban đầu là 4,45 gam. Nồng độ phần trăm KBr trong dung dịch ban đầu.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Ta có phương trình phản ứng:

Cl₂ + KBr → KCl + Br₂

1 mol KBr → 1 mol KCl sau phản ứng khối lượng chất rắn giảm đi là: 80 – 35,5 = 44,5 gam

x mol KBr → x mol KCl sau phản ứng khối lượng chất rắn giảm đi là 4,45 gam

=> x = 0,1 mol

=> m KBr = 0,1 * 119 = 11,9 gam

C% KBr = 11,9 : 200 = 5,95%

Ví dụ 3: Cho Cl₂ dư tác dụng hoàn toàn với 50 gam hỗn hợp X ( gồm NaCl và NaBr) thu được 41,1 gam muối khan Y. Tính % khối lượng của muối NaCl có trong X ?

Hướng dẫn giải chi tiết:

Ta có phương trình phản ứng:

Cl₂ + NaBr → NaCl + Br₂

Ta có:

1 mol NaBr → 1 mol NaCl khối lượng chất rắn giảm đi là 80 – 35,5 = 44,5 gam

x mol NaBr → x mol NaCl khối lượng chất rắn giảm đi 50 – 41,1 = 8,9 gam

=> x = 0,2 (mol)

=> m NaBr = 0,2 * 103 = 20,6 gam

=> % m NaCl = (50 – 20,6) /50 * 100% = 58,8%