Clo là một phi kim hoạt động hóa học mạnh nằm ở phía bên phải của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Bài viết dưới đây của manta.edu.vn sẽ tổng hợp thông tin chi tiết về tính chất, ứng dụng, cách điều chế và bài tập thực hành để bạn đọc hiểu rõ Clo là gì . Đừng bỏ lỡ những kiến thức thú vị dưới đây!
Định nghĩa của clo là gì?
Clo là một nguyên tố hóa học, nằm ở ô 17, chu kỳ 3 trong bảng tuần hoàn các nguyên tố có ký hiệu hóa học là Cl . Khối lượng nguyên tử của clo là 35,5 và công thức phân tử là Cl2. Đây là nguyên tố rất thông dụng và có nhiều ứng dụng trong đời sống cũng như trong công nghiệp.
Tính chất vật lý của clo
Tìm hiểu clo là gì không thể bỏ qua những tính chất vật lý quan trọng của nguyên tố này. Một số tính chất nổi bật của clo bao gồm:
-
Màu sắc, trạng thái: Clo là chất khí, có màu vàng lục, mùi hắc.
-
Khối lượng: Clo nặng hơn không khí 2,5 lần.
-
Độ hòa tan: Clo hòa tan trong nước. Ở 20 độ C, 1 thể tích nước hòa tan được 2,5 thể tích khí clo.
-
Độc tính: Clo là một loại khí độc hại.
Tính chất hóa học của clo
Nói chung, clo có tính chất hóa học của một phi kim (tác dụng với hầu hết kim loại, phản ứng mạnh với hiđro) tạo muối clorua, có thể phản ứng với nước, dung dịch NaOH. Đây là một phi kim hoạt động cao. Cụ thể, tính chất hóa học của phi kim clo là:
Tác dụng với kim loại
Clo có thể phản ứng với hầu hết các kim loại tạo thành muối clorua. Ví dụ, clo có thể phản ứng với kim loại đen để tạo thành sắt(III) clorua, và với đồng để tạo thành đồng(II) clorua.
Phương trình hóa học:
3Cl (khí – vàng lục) + 2Fe (rắn – trắng xám) → t°2FeCl3 (rắn – nâu đỏ)
Cl2 (khí – vàng lục) + Cu (rắn – đỏ) → t°CuCl2 (rắn – trắng)
Phản ứng với hydro
Khí clo dễ dàng phản ứng với hydro để tạo thành khí hydro clorua. Khí hiđro clorua tan nhiều trong nước tạo thành dung dịch axit clohiđric (HCl).
Ta có phương trình hóa học sau:
Cl2(k) + H2(k) →t° 2HCl(k)
Lưu ý: Clo không phản ứng trực tiếp với oxi.
Tác dụng với nước
Để chứng minh Clo phản ứng được với nước, SGK Hóa học 9 đã trình bày chi tiết thí nghiệm dẫn khí clo vào cốc nước, sau đó nhúng mẩu giấy quỳ tím vào dung dịch thu được. Quan sát hiện tượng thấy rõ là dung dịch nước clo có màu vàng lục, khí clo mùi hắc và làm quỳ tím chuyển sang đỏ, sau đó mất ngay. Vì vậy, chúng ta có thể kết luận rằng phản ứng của clo với nước xảy ra theo hai hướng ngược nhau.
Cl2(k) + H2O(l) HCl(dd) + HClO(dd)
Nước clo là dung dịch hỗn hợp của các chất: Cl2, HCl, HCLO nên có màu vàng xanh, mùi hắc của khí clo. Nguyên nhân khiến quỳ tím chuyển sang màu đỏ và nhanh mất màu là do HClO (axit hipoclorơ) có tính oxi hóa mạnh.
Phản ứng với NaOH
Để chứng minh tác dụng hóa học của khí clo phản ứng với dung dịch NaOH, hãy tiến hành thí nghiệm dẫn khí clo vào ống nghiệm chứa NaOH. Tiếp tục nhỏ 1-2 giọt dung dịch vừa tạo thành vào quỳ tím. Quan sát hiện tượng ta thấy dung dịch tạo thành không màu, giấy quỳ tím mất màu. Như vậy có thể kết luận Clo đã phản ứng với dung dịch NaOH. Phương trình phản ứng:
Cl2(k) + 2NaOH(dd) → NaCl(dd) + NaClO(dd) + H2O(l)
Trong phương trình hóa học trên, clo có màu vàng lục; Các dung dịch NaOH, NaCl, NaClO đều không màu. Dung dịch hỗn hợp 2 muối natri clorua (HCl) và natri hypoclorit (NaClO) được gọi là nước Java. Đây là dung dịch có tính tẩy, tương tự như HClO, còn NaClO là chất oxi hóa mạnh.
Ứng dụng quan trọng của clo trong thực tế
Nguyên tố phi kim Clo có nhiều ứng dụng trong đời sống và sản xuất. Một số ứng dụng phổ biến là:
-
Khử trùng nước sinh hoạt: Đây là phương pháp khá hiệu quả, đơn giản, dễ thực hiện và tiết kiệm. Để đảm bảo an toàn, lượng dùng để khử trùng nước sinh hoạt cần tuân theo tiêu chuẩn.
-
Tẩy trắng vải sợi, bột giấy: Xuất phát từ tính oxi hóa mạnh nên clo có khả năng tẩy trắng vải sợi, bột giấy, điều này có ý nghĩa rất lớn trong sản xuất.
-
Điều chế nhựa PVC, chất dẻo, cao su, chất tạo màu: Đây là ứng dụng quan trọng của clo trong công nghiệp.
-
Pha chế nước Java: Đây là chất tẩy rửa hàng đầu mà nhiều người vẫn sử dụng để tẩy các vết ố vàng, ố vàng trên quần áo, tẩy uế bồn cầu, đồ dùng gia đình hay vệ sinh nhà cửa.
Cách điều chế clo?
Trong tự nhiên, clo chỉ tồn tại ở dạng hợp chất. Do đó, các hợp chất của nó thường được sử dụng để điều chế.
Cách điều chế Clo trong phòng thí nghiệm
Để điều chế khí clo trong phòng thí nghiệm, người ta đun nhẹ dung dịch HCl đặc với chất oxi hóa mạnh là mangan(IV) oxit (MnO2) hoặc KMnO4. Quan sát sẽ thấy xuất hiện khí hư màu vàng xanh, mùi hắc. Khí clo được làm khô bằng axit sunfuric đặc H2SO4 và được thu vào bình bằng cách đẩy không khí.
4HCl (dd – rắn) + MnO2 (đặc) → đun nhẹ MnCl2 (dd) + Cl2 (k) + 2H2O (l)
Trong phản ứng trên MnO2 có màu đen; MnCl2 không màu; Cl2 có màu vàng lục.
Cách điều chế clo trong công nghiệp
Trong công nghiệp, khí clo được điều chế bằng cách điện phân dung dịch natri clorua (NaCl) bão hòa có màng ngăn xốp. Ở cực dương thu được khí clo, ở cực âm thu được khí hiđro, dung dịch NaOH.
Ta có phương trình phản ứng sau:
2NaCl (dd) + 2H2O (l) → điện phân có màng ngănCl2 (k) + H2 (k) + 2NaOH (dd)
Ở Việt Nam khí clo được sản xuất nhiều tại nhà máy hóa chất Việt Trì, nhà máy giấy Bãi Bằng.
Bài tập khí clo SGK Hóa học 9 có lời giải
Với những kiến thức lý thuyết về clo là gì trên đây, các em có thể tự tin làm các bài tập trong SGK cũng như sách bài tập để ôn tập kiến thức, chuẩn bị cho các kì thi. Dưới đây là một số bài tập về khí clo SGK Hóa học 9 có đáp án chi tiết mà manta.edu.vn đã tổng hợp để bạn đọc tham khảo:
Bài tập 1 (SGK Hóa học 9, trang 81)
Khi sục khí clo vào nước có hiện tượng vật lý hay hóa học xảy ra? Giải thích.
Câu trả lời gợi ý:
Dẫn khí clo vào nước vừa là hiện tượng vật lý, vừa là hiện tượng hóa học, vì nó tạo thành các chất mới là HCl và HClO cũng như khí clo hòa tan trong nước.
Cl2(k) + H2O HCl(dd) + HClO(dd)
Bài tập 2 (SGK Hóa học 9, trang 81)
Nêu tính chất hóa học của Clo. Viết các phương trình hóa học minh họa.
Câu trả lời gợi ý:
Tính chất hoá học của clo gồm:
- Làm việc với kim loại:
3Cl2(k) + 2Fe(r) →t° 2FeCl3(r)
- Phản ứng với hiđro:
Cl2(k) + H2(k) →t° 2HCl(k)
- Tác dụng với nước:
Cl2(k) + H2O HCl(dd) + HClO(dd)
- Phản ứng với dung dịch NaOH:
Cl2(k) + 2NaOH(dd) → NaCl(dd) + NaClO(dd) + H2O
Bài tập 3 (SGK Hóa học 9, trang 81)
Viết phương trình hoá học khi cho clo, lưu huỳnh, oxi tác dụng với sắt ở nhiệt độ cao. Cho biết hóa trị của sắt trong các hợp chất tạo thành.
Câu trả lời gợi ý:
2Fe(r) + 3Cl2 → 2FeCl3 (r) (Fe hóa trị III)
Fe(r) + S(r) → FeS(r) (Fe hóa trị)
3Fe(r) + 2O2 → Fe3O4(r) (Fe hóa trị III và II)
Bài tập 4 (SGK hóa học 9 trang 81)
Sau khi làm thí nghiệm, khí clo dư được loại bỏ bằng cách sục khí clo vào:
a) Dung dịch HCl; b) Dung dịch NaOH; c) Dung dịch NaCl; đ) Nước.
Trường hợp nào đúng? Vui lòng giải thích.
Câu trả lời gợi ý:
Trường hợp đúng là đáp án b (dung dịch NaOH). Vì dung dịch này phản ứng với khí clo tạo thành muối.
Cl2(k) + 2NaOH(dd) → NaCl(dd) + NaClO(dd) + H2O
Trên đây là toàn bộ thông tin lý thuyết và một số bài tập vận dụng Clo là gì. Hi vọng những thông tin chia sẻ trên đã giúp các bạn hiểu rõ hơn về nguyên tố phi kim này, ôn tập và đạt điểm cao trong các bài kiểm tra. Hãy thường xuyên truy cập website manta.edu.vn để tham khảo thêm nhiều kiến thức môn học bổ ích tiếp theo nhé!
