Trong bài này chúng ta cùng tìm hiểu chi tiết về các hợp chất của Clo với Oxi như: nước Gia-ven và Clorua vôi có thành phần cấu tạo như thế nào? tính chất vật lý và tính chất hóa học của Clorua vôi ra sao? Chúng được dùng đểlàmgì và điều chế bằng cách nào?
I. Nước Gia-ven
1. Thành phần nước Gia-ven
-Nước Gia-ven là dung dịch hỗn hợp muối NaCl [natri clorua] và NaClO [natri hipoclorit].
2. Tính chất hóa học
- NaClO là muối của axit yếu [yếu hơn cả axit cacbonic], trong không khí nó tác dụng dần dần với CO2 tạo ra axit hipoclorơHClO không bền:
NaClO + CO2 + H2O NaHCO3 + HClO
- Cả NaClO và HClO trong dung dịch đều có tính oxi hóa rất mạnh.
3. Ứng dụng của nước Gia-ven
- Muối NaClO có tính oxi hóa mạnh vì vậy nước Gia-ven có tính tẩy màu và sát trùng thường được dùng để tẩy trắng vải, sợi, giấy tẩy uế chuồng trại chăn nuôi, nhà vệ sinh.
4. Điều chế nước Gia-ven
-Trong phòng thí nghiệm:Nước Gia-ven được điều chế bằng cách cho khí Clo tác dụng với dung dịch NaOH loãng ở nhiệt độ thường.
Cl2+ 2NaOH NaCl + NaClO + H2O
Nước Gia-ven là hỗn hợp:NaCl + NaClO + H2O
- Trong công nghiệp: Nước Gia-ven được điều chế bằng cách điện phân dung dịch NaCl [nồng độ từ 15-20%] không có màng ngăn.
2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 + Cl2
H2 ở catốt và Cl2 ở anốt; do không có màng ngăn nên ta có phản ứng:
Cl2+ 2NaOH NaCl + NaClO + H2O
II.Clorua vôi
1. Tính chất vật lí của clorua vôi
- Clorua vôi là chất bột màu trắng, xốp.
- Công thức phân tử [CTPT] của clorua vôi là: CaOCl2
-Cấu tạo của Clorua vôi là muối của kim loại Ca liên kết với 2 gốc axit là gốc Cl-và gốc ClO-.
2. Tính chất hóa học của clorua vôi
-Tác dụng với chất khử:
CaOCl2+ 2HCl CaCl2+ Cl2 + H2O
-Tác dụng với CO2trong không khí ẩm:
2CaOCl2+ CO2+ H2O CaCO3 + CaCl2+ 2HClO
3. Điều chế clorua vôi
-Clorua vôi được điều chế bằng cách cho khí Clo đi qua vôi tôi hoặc sữa vôi ở 30oC.
Cl2+ Ca[OH]2
III. Bài tập về hợp chất của Clo với Oxi
*Bài 1 trang 108 SGK Hóa 10:Chọn câu đúng trong các câu sau:
A. Clorua vôi là muối tạo bởi một kim loại liên kết với một loại gốc axit.
B. Clorua vôi là muối tạo bởi một kim loại liên kết với hai loại gốc axit.
C. Clorua vôi là muối tạo bởi hai kim loại liên kết với một loại gốc axit.
D. Clorua vôi không phải là muối.
° Lời giải bài 1 trang 108 SGK Hóa 10:
Chọn đáp án:B. Clorua vôi là muối tạo bởi một kim loại liên kết với hai loại gốc axit.
- Vì:
*Bài 2 trang 108 SGK Hóa 10:Nêu tính chất hóa học chính và ứng dụng của nước Gia-ven, clorua vôi.
° Lời giải bài 2 trang 108 SGK Hóa 10:
Tính chất hóa học của nước Gia-ven:
- Nước Gia-ven là hỗn hợp muối NaCl và NaClO; NaClO là muối của axit yếu [yếu hơn cả axit cacbonic], trong không khí tác dụng với CO2cho HClO không bền có tính oxi hóa mạnh.
NaClO + CO2+ H2O NaHCO3+ HClO
2HClO 2HCl + O2
- Nước Gia-ven có tính oxi hóa mạnh, không để được lâu.
Tính chất hóa học của Clorua vôi.
- Clorua vôi có tính oxi hóa mạnh, khi tác dụng với dung dịch HCl giải phóng khí clo:
CaOCl2+ 2HCl CaCl2+ Cl2+ H2O
- Trong không khí ẩm, clorua vôi tác dụng với CO2:
2CaOCl2+ CO2+ H2O CaCO3+ CaCl2+ 2HClO
Ứng dụng của nước Gia-ven và Clorua vôi:
- Ứng dụng của nước Gia-ven: Nước Gia-ven có tính oxi hóa mạnh được dùng để tẩy trắng sợi, vải, giấy. Nó cũng được dùng để khử mùi, sát trùng khi tẩy uế nhà vệ sinh hoặc những khu vực bị ô nhiễm khác.
- Ứng dụng của clorua vôi: Clorua vôi cũng được dùng để tẩy trắng sợi, vải, giấy để tẩy uế các hố rác, cống rãnh. Do có khả năng tác dụng với nhiều chất hữu cơ, clorua vôi dùng để xử lí các chất độc. Một lượng lớn clorua vôi được dùng trong việc tinh chế dầu mỏ.
*Bài 3trang 108 SGK Hóa 10:Trong phòng thí nghiệm có các hóa chất NaCl, MnO2, NaOH và H2SO4đặc, ta có thể điều chế nước Gia-ven không? Viết các phương trình phản ứng.
° Lời giải bài 3 trang 108 SGK Hóa 10:
-Điều chế axit HCl từ NaCl, H2SO4đặc, H2O:
NaCl + H2SO4
Hấp thụ khí hidro clorua vào nước được dung dịch axit HCl.
- Từ axit HCl và MnO2điều chế Cl2:
MnO2+ 4HCl MnCl2+ 2H2O + Cl2
- Từ Cl2và dung dịch NaOH điều chế nước Gia ven.
Cl2+ 2NaOH NaCl + NaClO + H2O.
[Nếu trong công nghiệp thì sẽ điện phân dung dịch NaCl không màng ngăn]
*Bài 4 trang 108 SGK Hóa 10:Có những sơ đồ phản ứng hóa học sau:
a] Cl2+ H2O HCl + HClO
b] CaOCl2+ 2HCl CaCl2+ Cl2+ H2O
c] Cl2+ KOH KCl + KClO3+ H2O
d] HCl + KClO3 KCl + Cl2+ H2O
e] NaClO + CO2+ H2O NaHCO3+ HClO
f] CaOCl3 CaCl2+ O2
Cho biết những phản ứng nào là phản ứng oxi hóa khử? Vai trò các chất tham gia phản ứng oxi hóa khử. Hoàn thành phương trình hóa học của các phản ứng.
° Lời giải bài4 trang 108 SGK Hóa 10:
-Cácphản ứng [a,b,c,d,f] sau là phản ứng oxi hóa - khử:
a]
- Như vậy, Cl2 vừa là chất oxi hóa vừa là chất khử
b]
- CaOCl2 phân tử tự oxi hóa - khử, HCl đóng vai trò môi trường
c]
- Như vậy, Cl2vừa là chất oxi hóa vừa là chất khử
d]
- HCl là chất khử, KClO3 là chất oxi hóa
f]
- CaOCl2phân tử tự oxi hóa - khử.
*Bài 5 trang 108 SGK Hóa 10:Trong phòng thí nghiệm có canxi oxit, nước, MnO2, axit H2SO470% [D = 1,61 g/cm3] và NaCl. Hỏi cần phải dùng những chất gì và với lượng bao nhiêu để điều chế 254g clorua vôi?