A. Trong tự nhiên, không tồn tại đơn chất halogen.

B. Tính oxi hóa của đơn chất halogen giảm dần từ F₂ đến I₂.

C. Khí chlorine ẩm và nước chlorine đều có tính tẩy màu.

D. Fluorine có tính oxi hóa mạnh hơn chlorine, oxi hóa Cl^- trong dung dịch NaCl thành Cl₂.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Cho F₂ vào dung dịch NaCl; F₂ oxi hóa nước có trong dung dịch:

2F₂ + 2H₂O → 4HF + O₂

Bài 17.16 trang 76 SBT Hóa học 10: Giá trị độ âm điện của halogen và hydrogen trong bảng sau:

Dựa vào giá trị độ âm điện, sắp xếp theo thứ tự giảm dần khả năng liên kết của halogen với hydrogen. So sánh độ phân cực của các phân tử hydrogen halide.

Lời giải:

Từ F đến I, độ âm điện giảm dần, khả năng liên kết với nguyên tử hydrogen giảm dần.

Thứ tự giảm dần khả năng liên kết với hydrogen: F > Cl > Br > I.

Độ phân cực của phân tử hydrogen halide: HF > HCl > HBr > Hl.

Bài 17.17 trang 76 SBT Hóa học 10: Cho phương trình hóa học của 2 phản ứng như sau:

$C{l}_2+2NaBr\to 2NaCl+B{r}_2$

$B{r}_2+2NaI\to 2NaBr+I_2$

Phương trình chứng minh tính chất nào của halogen?

Lời giải:

Cl₂ có tính oxi hoá mạnh hơn Br₂ nên Cl₂ oxi hoá ion Br^- trong dung dịch muối thành Br₂.

Br₂ có tính oxi hoá mạnh hơn I₂, nên Br₂ oxi hoá ion I^- trong dung dịch muối thành I₂.

Thứ tự giảm dần tính oxi hoá: Cl₂ > Br₂ > I₂.

Câu hỏi trang 77 SBT Hoá học 10

Bài 17.18 trang 77 SBT Hóa học 10: Hoàn thành phương trình hóa học của các phản ứng chứng minh tính chất halogen:

a. $B{r}_2+K\to$

b. $F_2+H_{2}O\to$

c. $C{l}_2+Ca{\left(OH\right)}_2\to$

d. $C{l}_2+NaI\to$

Nhận xét vai trò của halogen trong các phản ứng trên.

Lời giải:

a) $\stackrel{0}{B}{r}_2+2K\to 2K\stackrel{-1}{B}r$

Br₂ có vai trò là chất oxi hoá (số oxi hóa giảm sau phản ứng).

b) $2{\stackrel{0}{F}}_2+2H_{2}O\to 4H\stackrel{-1}{F}+O_2$

F₂ là chất oxi hoá (có số oxi hóa giảm sau phản ứng).

c) $2\stackrel{0}{C}{l}_2+2Ca{\left(OH\right)}_2\to \text{Ca}\stackrel{-1}{\text{C}}{\text{l}}_2\text{+Ca}{\left(\stackrel{+1}{C}lO\right)}_2+2H_{2}O$

Cl₂ vừa là chất oxi hoá, vừa là chất khử (số oxi hóa vừa tăng vừa giảm sau phản ứng).

d) ${\stackrel{0}{Cl}}_2+2NaI\to 2Na\stackrel{-1}{C}l+I_2$

Cl₂ là chất oxi hoá (số oxi hóa giảm sau phản ứng).

Bài 17.19 trang 77 SBT Hóa học 10: Muối NaCl có lẫn một ít NaI. Nhận biết sự có mặt của muối NaI có trong hỗn hợp.

Lời giải:

Bước 1: Hoà tan mẫu muối vào nước, thêm vài giọt hồ tinh bột, hỗn hợp dung dịch không màu.

Bước 2: Nhỏ vài giọt nước chlorine vào hỗn hợp dung dịch trên, xuất hiện màu xanh đen.

$C{l}_2+2NaI\to 2NaCl+I_2\downarrow$

Đặc trưng của iodine gặp hồ tinh bột, dung dịch có màu xanh đen.

Bài 17.20 trang 77 SBT Hóa học 10: Trong hợp chất, số oxi hóa của halogen (trừ F) thường là – 1, + 1, + 3, + 5, + 7. Tại sao các số oxi hóa chẵn không đặc trưng đối với halogen trong hợp chất?

Lời giải:

Chlorine (Cl): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵

Bromine (Br): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵

Iodine (l): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰5s²5p⁵.

Cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử halogen: ns²np⁵, có 1 electron không ghép đôi; chlorine, bromine, iodine tạo hợp chất có mức oxi hoá -1 khi liên kết với nguyên tử có độ âm điện nhỏ hơn như kim loại, hydrogen, ... và tạo mức oxi hoá +1 khi liên kết với nguyên tử có độ âm điện lớn hơn như oxygen, fluorine, ...

Ngoài ra, chlorine, bromine, iodine còn các ô lượng tử chưa lấp đầy, có thể xảy ra các quá trình kích thích electron lên phân mức năng lượng cao hơn, tạo ra mức oxi hoá +3, +5, +7. Vì vậy, các số oxi hoá chẵn không đặc trưng đối với halogen trong hợp chất.

Bài 17.21 trang 77 SBT Hóa học 10: Tại sao trong hợp chất của halogen, nguyên tố fluorine chỉ thể hiện số oxi hóa – 1, còn các nguyên tố chlorine, bromine, iodine là – 1, + 1, + 3, + 5, + 7?

Lời giải:

Cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử halogen ns²np⁵, có 1 electron không ghép đôi; chlorine, bromine, iodine tạo hợp chất có mức oxi hoá -1 khi liên kết với nguyên tử có độ âm điện nhỏ hơn như kim loại, hydrogen, ... và tạo mức oxi hoá +1 khi liên kết với nguyên tử có độ âm điện lớn hơn như oxygen, fluorine, ...

Ngoài ra, chlorine, bromine, iodine còn các ô lượng tử chưa lấp đầy, có thể xảy ra các quá trình kích thích electron lên phân mức năng lượng cao hơn, tạo ra mức oxi hoá +3, +5, +7.

Cấu hình elecron của fluorine là 1s²2s²2p⁵, ở lớp elecron ngoài cùng có 1 electron không ghép đôi, không có ô lượng tử trống, khi hình thành liên kết hoá học, không có nguyên tử nào có độ âm điện lớn hơn fluorine đủ để cung cấp năng lượng cho quá trình kích thích, vì vậy, fluorine chỉ thể hiện mức oxi hoá -1 trong các hợp chất.

Bài 17.22 trang 77 SBT Hóa học 10: Tại sao đơn chất halogen ít tan trong nước, tan nhiều trong dung môi hữu cơ không phân cực như hexane (C6H14), carbon tetrachloride (CCl4)?

Lời giải:

Chất tan dễ dàng hoà tan trong dung môi có cùng bản chất: chất tan phân cực dễ tan trong dung môi phân cực và ngược lại. Đơn chất halogen là chất không phân cực nên dễ tan trong các dung môi không phân cực như hexane, carbon tetrachloride và ít tan trong dung môi phân cực như nước.

Bài 17.23 trang 77 SBT Hóa học 10: Tại sao chỉ có tên gọi nước chlorine, bromine, iodine nhưng không có nước fluorine?

Lời giải:

Dựa trên kết quả thực nghiệm về độ hoà tan của các halogen trong nước ở 25°C, fluorine phản ứng mãnh liệt với nước theo phương trình:

2F₂ + 2H₂O → 4HF + O₂ nên không tổn tại nước fluorine.

Các halogen còn lại tác dụng chậm và tan một phần trong nước tạo thành nước halogen tương ứng.

Bài 17.24 trang 77 SBT Hóa học 10: Một học sinh thực hiện thí nghiệm và cho kết quả như sau:

Bước 1: Lấy 2 mL dung dịch NaBr vào ống nghiệm, dung dịch không màu.

Bước 2: Lấy tiếp 1 mL hexane vào ống nghiệm, lắc mạnh để quan sát khả năng hòa tan của 2 chất lỏng. Nhận thấy 2 chất lỏng không tan vào nhau và phân tách lớp.

Bước 3: Thêm 1 mL nước Cl₂ vào ống nghiệm, lắc đều rồi để yên. Quan sát thấy lớp chất lỏng phía trên có màu da cam.

Viết phương trình hóa học của phản ứng. Thí nghiệm trên chứng minh tính chất vật lí và hóa học nào của halogen tương ứng?

Lời giải:

Phương trình hoá học của phản ứng:

Cl₂ + 2NaBr → 2NaCl + Br₂

Bước 1: NaBr là hợp chất ion, phân tử phân cực mạnh nên tan tốt trong nước, dung dịch đồng nhất, không màu.

Bước 2: Hexane là chất hữu cơ không phân cực, hỗn hợp dung dịch muối NaBr và hexane không tan vào nhau, hexane nhẹ hơn nên phân lớp phía trên.

Bước 3: Br₂ được tạo ra dễ tan trong hexane, lớp chất lỏng phía trên có màu da cam.

Thí nghiệm chứng minh tính tan của đơn chất halogen trong 2 loại dung môi và chứng minh tính oxi hoá của Cl₂ mạnh hơn Br₂

Bài 17.25 trang 77 SBT Hóa học 10: Xác nhận đúng, sai cho các phát biểu trong bảng sau:

Lời giải:

Câu hỏi trang 78 SBT Hoá học 10

Bài 17.26 trang 78 SBT Hóa học 10: Các hợp chất hypochlorite hay Chlorine (NaClO, Ca(ClO)₂) là các hóa chất có tính oxi hóa rất mạnh, có khả năng sát trùng, sát khuẩn, làm sạch nguồn nước (Chlorine được nhắc đến là tên thương mại, không phải đơn chất Cl₂). Chlorine ở nồng độ xác định có khả năng tiêu diệt một số mầm bệnh như:

Chlorine cần dùng là tổng lượng chlorine cần thiết để tiêu diệt mầm bệnh và oxi hóa các chất khử trong nước như iron, manganese, hydrogen sulfide và lượng chlorine tự do còn lại sau khoảng thời gian nhất định. Một nhà máy xử lí nước muốn làm sạch 1 lít nước thì lượng chlorine cần dùng trong 1 ngày là 11 mg để duy trì lượng chlorine tự do từ 0,1 đến 0,2 mg/L tại vòi sử dụng. Một ngày, nhà máy phải cung cấp 3 000 m³ nước xử lí, thì lượng chlorine cần dùng là bao nhiêu?

Lời giải:

1 m³ = 1000 lít

Đề xử lí 1 lít nước cần 11 mg chlorine, nhà máy xử lí 3 000 m³ nước/ ngày cần khối lượng chlorine là: 3 000 × 11 × 1 000 = 33 × 10⁶ mg = 33 kg.

Bài 17.27 trang 78 SBT Hóa học 10: Việt Nam là nước xuất khẩu thủy sản thứ 3 trên thế giới, sau Na Uy và Trung Quốc (Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Việt Nam, tháng 12/2021), xuất khẩu tới hơn 170 nước trên thế giới, trong đó có thị trường lớn như Mỹ và Châu Âu, được xem là thị trường khó tính, nên tiêu chuẩn chất lượng được kiểm soát chặt chẽ trước khi nhập nguyên liệu và sau khi thành phẩm, đóng gói. Trong danh mục tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm có chỉ tiêu về dư lượng chlorine không vượt quá 1 mg/L (chlorine sử dụng trong quá trình sơ chế nguyên liệu để diệt vi sinh vật).

Phương pháp chuẩn độ iodine – thiosulfate được dùng để xác định dư lượng chlorrine trong thực phẩm theo phương trình:

$C{l}_2+2KI\to 2KCl+I_2$

I₂ được nhận biết bằng hồ tinh bột, I₂ bị khử bởi dung dịch chuẩn sodium thiosulfate theo phương trình:

$I_2+2N{a}_2{S}_2{O}_3\to 2NaI+N{a}_2{S}_4{O}_6$

Dựa vào thể tích dung dịch Na₂S₂O₃ phản ứng, tính được dư lượng chlorine trong dung dịch mẫu.

Tiến hành chuẩn độ 100 mL dung dịch mẫu bằng dung dịch Na₂S₂O₃ 0,01 M, thể tích Na₂S₂O₃ dùng hết 0,28 mL (dụng cụ chứa dung dịch chuẩn Na₂S₂O₃ là loại microburet 1 mL, vạch chia 0,01 mL). Mẫu sản phẩm trên đủ tiêu chuẩn về dư lượng chlorine cho phép để xuất khẩu không? Giải thích.

Lời giải:

Phương trình hoá học của phản ứng:

$C{l}_2+2KI\to 2KCl+I_2$

$I_2+2N{a}_2{S}_2{O}_3\to 2Nal+N{a}_2{S}_4{O}_6$

Tính theo đơn vị mL và mg.

Số mol $N{a}_2{S}_2{O}_3$ phản ứng: n = 0,01 × 0,28 = 2,8 × 10^-3 (mol)

Theo tỉ lệ các chất trong phương trình, số mol Cl₂, bằng 1⁄2 số mol $N{a}_2{S}_2{O}_3$

n = 1,4 × 10^-3 (mol).

Khối lượng Cl₂ có trong 100 ml dung dịch mẫu cần kiểm tra:

m = 1,4 × 10^-3 × 71 = 0,0994 (mg)

Trong 1 L dung dịch mẫu, khối lượng Cl₂ là: 0,0994 × 10 = 0,994 (mg).

So sánh với tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm về dư lượng chliorine khôngvượt quá 1 mg/L, mẫu sản phẩm trên đủ tiêu chuẩn xuất khẩu.