Mục lục bài viết

1. Phương trình phản ứng hoá học AgCl tạo ra Cl2

2AgCl → 2Ag + Cl2 ​

Trong phản ứng này, AgCl (kết tủa klorua bạch kim) phân hủy thành bạch kim (Ag) và khí clo (Cl2) khi được tác động bởi ánh sáng hoặc một nguồn năng lượng khác. Đây là một phản ứng phân hủy photolytic trong đó klorua bạch kim giải phóng khí clo.

 

2. Điều kiện phản ứng AgCl ra Ag

Phản ứng hóa học 2AgCl → Ag + Cl2 ​ là một phản ứng phân hủy photolytic, tức là nó xảy ra dưới tác động của ánh sáng. Dưới đây là mô tả chi tiết về điều kiện và hiện tượng của phản ứng:

Điều kiện phản ứng:

- Nhiệt độ: Nhiệt độ phòng, tức là ở khoảng 25°C.

- Ánh sáng: Phản ứng này yêu cầu ánh sáng để kích thích quá trình phân hủy. Điều này có thể được hiểu là năng lượng từ ánh sáng được chuyển giao vào AgCl để phá vỡ liên kết và tạo ra sản phẩm.

Hiện tượng:

- Khi  AgCl bị chiếu ánh sáng, nó trải qua phản ứng phân hủy thành Ag và 2Cl2 ​ .

-  2Cl2 ​ là khí clo, và nó có màu vàng nhạt. Màu vàng của khí clo có thể là do sự hình thành các phân tử Clo 2 (Cl2) trong pha khí.

- Khí 2Cl2 ​ làm hóa đỏ giấy quỳ tím, là một bằng chứng cho tính axit của 2Cl2 ​. Phản ứng này được mô tả như sau:

Cl2 ​ + 2OH- → Cl- + OCl- + H2O

Trong phản ứng này, Cl2 ​ tác động với ion hydroxide (OH-) tạo thành các ion  Cl- và  OCl- , góp phần tạo ra môi trường axit.

Tóm lại, phản ứng  2AgCl → Ag + Cl2 ​ xảy ra dưới tác động của ánh sáng, giải phóng khí clo có màu vàng nhạt và có khả năng làm hóa đỏ giấy quỳ tím, chứng tỏ tính axit của khí clo tạo thành.

 

3. Tính chất hóa học của Clo

3.1.Tác dụng với kim loại

Clo tác dụng với hầu hết các kim loại sinh ra muối clorua

2Na + Cl2 → 2NaCl

2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3

Lưu ý: Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường hoặc không cao lắm; tốc độ nhanh và tỏa nhiều nhiệt

3.2. Tác dụng với hiđro

Ở nhiệt độ thường, khí clo không phản ứng với hiđro

Khi chiếu sáng hỗn hợp bởi ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng của magie cháy thì phản ứng xảy ra nhanh và có thể nổ ( mạnh nhất khi tỉ lệ mol là 1:1)

H_{2}^{0} + Cl_{2}^{0} \rightarrow H^{+1}Cl^{-1}

3.3. Tác dụng với nước

Một phần khí Clo tác dụng với nước tạo ra hỗn hợp axit clohiđric và axit hipocloro có tính tẩy màu mạnh do có H+1ClO là chất oxh rất mạnh.

Cl_{2}^{0} + H_{2}O \rightleftharpoons H^{-1}Cl + H^{+1}Cl^{0}

⇒ Khi Clo tan trong nước, diễn ra cả hiện tượng vật lý và hiện tượng hóa học.

3.4. Tác dụng với dung dịch kiềm

Cl_{2}+2NaOH \overset{t^{o}}{\rightarrow} NaCl + NaClO + H_{2}O

3.5. Tác dụng với một số hợp chất có tính khử

Cl_{2}+2FeCl_{2} \overset{t^{o}}{\rightarrow} 2FeCl_{3}

Cl_{2}+H_{2}S \overset{t^{o}}{\rightarrow} 2HCl +S

4Cl_{2} + H_{2}S +4H_{2}O \rightarrow 8HCl + H_{2}SO_{4}

Cl_{2} + SO_{2}+2H_{2}O \rightarrow 2HCl + H_{2}SO_{4}

Nhận xét: Khi tham gia phản ứng với H2, kim loại và các chất khử, clo đóng vai trò là chất OXH Khi tham gia phản ứng với H2O và dung dịch kiềm, Clo đóng vai trò vừa là chất OXH vừa là chất Khử.

 

4. Một số bài tập vận dụng

Câu 1. Trong phòng thí nghiệm, người ta thường điều chế Clo bằng cách:

A. Cho dung dịch HCl đặc tác dụng với MnO2, đun nóng.

B. Cho F2 đẩy Cl2 ra khỏi dung dịch NaCl.

C. Điện phân nóng chảy NaCl.

D. Điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn.

Đáp án và giải thích

Đáp án đúng là: C. Điện phân nóng chảy NaCl.

Giải thích: Trong phòng thí nghiệm, Clo thường được điều chế thông qua phương pháp điện phân nóng chảy dung dịch muối  NaCl. Quá trình này thường được thực hiện trong một cell điện phân, trong đó NaCl được nung chảy để tạo ra dung dịch muối chảy, và sau đó áp dụng điện áp để thực hiện phản ứng phân ly muối thành Clo ( 2Cl2 ​ ) và kim loại sodium ( Na).

Phương trình phản ứng chính: 

2NaCl(l) → 2Na(l) +Cl2 (g)

Điện phân nóng chảy NaCl không chỉ sản xuất Clo mà còn tạo ra kim loại sodium, nhưng Clo thường được thu lấy và sử dụng trong quá trình này. Phương pháp này cho phép sản xuất Clo một cách hiệu quả từ muối  NaCl.

Câu 2. Có các nhận xét sau về clo và hợp chất của clo:

1) Nước zaven có khả năng tẩy mầu và sát khuẩn.

2) Cho giấy quì tím vào dung dịch nước clo thì quì tím chuyển mầu hồng sau đó lại mất mầu.

3) Trong phản ứng của HCl với MnO2 thì HCl đóng vai trò là chất bị khử.

4) Trong công nghiệm Cl2 được điều chế bằng cách điện phân dung dịch NaCl (màng ngăn, điện cực trơ)

Trong các nhận xét trên, số nhận xét đúng là:

A. 2.

B. 3.

C. 4.

D. 1.

Đáp án và giải thích: 

Số nhận xét đúng trong các nhận xét trên là: D. 1.

Giải thích:

Nhận xét 1: Nước zaven (Nước clo) có khả năng tẩy mầu và sát khuẩn. Nước clo được sử dụng như một chất tẩy trắng mạnh mẽ và cũng có tính kháng khuẩn.

Nhận xét 2: Cho giấy quì tím vào dung dịch nước clo, quì tím chuyển màu hồng do nước clo có tính axit. Sau đó, màu hồng sẽ mất do clo có khả năng oxi hóa chất quì tím.

Nhận xét 3: Trong phản ứng của HCl với MnO2, HCl đóng vai trò là chất bị khử. Trong phản ứng này, MnO2 ​ được khử và  HCl được oxi hóa.

Nhận xét 4: Trong công nghiệm Cl2 ​ được điều chế bằng cách điện phân dung dịch NaCl có sử dụng màng ngăn và điện cực trơ.

Câu 3. Nhận định nào sau đây về muối là đúng nhất:

A. Muối là hợp chất có khả năng phản ứng với bazơ.

B. Muối là một hợp chất vẫn còn hiđro trong phân tử.

C. Một hợp chất khi tan trong nước phân li ra cation kim loại (hoặc cation NH4+) và gốc axit.

D. Muối là hợp chất vẫn còn hiđro có thể phân li ra cation .

Đáp án và giải thích: 

Câu trả lời đúng là: C. Một hợp chất khi tan trong nước phân li ra cation kim loại (hoặc cation NH4+) và gốc axit.

Giải thích: Muối là một hợp chất được tạo thành từ phản ứng giữa axit và bazơ. Khi muối tan trong nước, nó phân li thành cation (dương) và anion (âm). Trong trường hợp muối được tạo thành từ axit và bazơ, cation có thể là kim loại hoặc NH4+ ​ , và anion là gốc axit.

Ví dụ: Muối NaCl phân li thành cation  Na+ và anion Cl− , trong khi muối  Na2SO4 ​ phân li thành 2Na+ và SO_{4}^{2-} ​.

Do đó, câu trả lời đúng là: C. Một hợp chất khi tan trong nước phân li ra cation kim loại (hoặc cation NH_{4}^{+} ​ ) và gốc axit.

Câu 4. Dãy chất nào sau đây bị nhiệt phân hủy ở nhiệt độ cao

A. CaCO3, Zn(OH)2, AgCl, KMNO4

B. BaSO3, BaCl2, KOH, Na2SO4

C. AgNO3, Na2CO3, KCI, BaSO4

D. Fe(OH)3, Na2SO4, BaSO4, KCI

Đáp án và giải thích chi tiết: 

Câu trả lời đúng là: A. CaCO3, Zn(OH)2, AgCl, KMNO4

Giải thích:

CaCO3 ​ (canxi cacbonat): Bị nhiệt phân thành  CaO (canxi oxit) và CO2 ​ (cacbon dioxide).

Zn(OH)2 ​ (kẽm hydroxide): Bị nhiệt phân thành ZnO (kẽm oxit) và H2O (nước).

AgCl (bạch kim clorua): Không bị nhiệt phân ở nhiệt độ cao. 

KMNO4 ​ (kali permanganat): Bị nhiệt phân thành các sản phẩm khác nhau tùy thuộc vào điều kiện, nhưng nó có thể phân hủy ở nhiệt độ cao.

Các dãy chất trong các lựa chọn B, C, D không có chất nào được biết đến là bị nhiệt phân hủy ở nhiệt độ cao ngoại trừ KMNO4 ​ trong lựa chọn A.

Câu 5. Cho clo vào nước, thu được nước clo. Biết clo tác dụng không hoàn toàn với nước. Nước clo là hỗn hợp gồm các chất :

A. HCl, HClO

B. HClO, Cl2, H2O

C. H2O, HCl, HClO

D. H2O, HCl, HClO, Cl2

Đáp án và giải thích chi tiết: 

Câu trả lời đúng là: C. H2O, HCl, HClO

Giải thích: Khi clo (Cl2 ) được đưa vào nước (H2O), xảy ra một loạt các phản ứng tạo thành nước clo (HOCl, acid hypochlorous) và acid clohydric ( HCl).

 Cl2 ​ + H2O ⇌ HCl + HClO

Do đó, nước clo là một hỗn hợp của H2O, HCl, và HClO. Các chất này có thể tạo thành một cân bằng hóa học trong nước clo.

Câu 6: Đưa ống nghiệm chứa AgCl ra ngoài ánh sáng và nhỏ thêm vài giọt dung dịch quỳ tím. Hiện tượng xảy ra là

A. Không có hiện tượng gì.

B. Quỳ tím chuyển sang màu đỏ sau đó mất màu.

C. Chất rắn chuyển sang màu đen.

D. Chất rắn chuyển sang màu đen và quỳ hóa đỏ sau đó mất màu.

Câu trả lời đúng là: C. Chất rắn chuyển sang màu đen.

Giải thích: Khi ống nghiệm chứa AgCl được đưa ra ngoài ánh sáng,  AgCl sẽ phân hủy thành  Ag (bạch kim) và Cl2 ​ (khí clo) dưới tác động của ánh sáng.

2AgCl → 2Ag + Cl2 ​

Chất rắn  Ag tạo thành có màu đen, chứng tỏ sự hiện diện của  Ag trong ống nghiệm.

Quỳ tím có thể không chuyển màu khi thêm vào ống nghiệm, vì không có sự thay đổi pH đủ lớn để thay đổi màu của nó trong quá trình phản ứng.