Có bao giờ bạn tự hỏi clo là gì? Công thức, tính chất của clo là gì không? Hãy cùng Top lời giải tìm hiểu nhé!
1. Clo là gì?
Clolànguyên tốhóa học trongbảng tuần hoàn nguyên tốcó ký hiệuClvà số nguyên tử bằng 17, thường tồn tại ở phân tử dạng 2 nguyên tử [Cl2]. Nó là mộthalogen, nằm ở ô số 17, thuộc chu kì 3 của bảng tuần hoàn. Ion Chlor, là một thành phần củamuối ănvà các hợp chất khác, nó phổ biến trong tự nhiên và chất cần thiết để tạo ra phần lớn các loại hình sự sống, bao gồm cả cơ thể người. Chlor cóái lực điện tửcao nhất và cóđộ âm điệnđứng thứ 3 trong tất cả cácnguyên tố. Ở dạngkhí, nó có màu vàng lục nhạt, nó nặng hơnkhông khíkhoảng 2,5 lần, có mùi hắc khó ngửi, và làchất độccực mạnh. Ở dạng nguyên tố trong điều kiện chuẩn, nó là một chấtoxy hóamạnh, được sử dụng làmchất tẩytrắng và khử trùng rất mạnh, cũng như là thuốc thử cần thiết trong ngành công nghiệp hóa chất. Là một chất khử trùng thông thường, các hợp chất chlor được sử dụng trong các bể bơi để giữ sạch sẽ và vệ sinh. Ở thượng tầng khí quyển, chlor chứa trong phân tử chlorofluorocarbons, ký hiệuCFC, có liên quan trong việc gây hạitầng ôzôn.
* Công thức hóa học của Clo là: Cl2
2. Tính chất vật lý của clo
- Clo là một phi kim và cụ thể là một nguyên tố thuộc nhóm halogen. Ở điều kiện thường, clo ở trạng thái khí. Chúng có màu vàng lục và mùi rất hắc. Đây là một halogen tương đối độc, giống với brom.
- Clo ở trạng thái phân tử có khối lượng là 71, do đó, nó sẽ nặng hơn không khí gần 2,5 lần. Thông thường, clo có thể tan được trong nước. Tuy nhiên, chúng thường tan mạnh hơn trong các dung môi hữu cơ.
- Trong tự nhiên, Clo thường tồn tại ở dạng hợp chất. Cụ thể là ở dạng muối clorua, đặc biệt là muối ăn NaCl. KCl cũng là một loại muối khá phổ biến, nó có trong một số loại khoáng vật như cacnalit và xinvinit.
3. Tính chất hóa học của clo
Nhắc tới tính chất hóa học của clo, chắc chắn không thể bỏ qua tính oxi hóa của phi kim này. Clo là một chất có tính oxi hóa mạnh. Trong các hợp chất như NaCl, KCl… Clo thường có mức oxi hóa là -1. Tuy nhiên, clo cũng là một chất có tính khử.Tính khử của clođược thể hiện trong trường hợp tác dụng với Oxi. Các mức oxi hóa của clo thường là +1, +3, +5 hay +7…
Hãy cùng tìm hiểu kỹ hơn về một số tính chất hóa học quan trọng của halogen này nhé.
Clo tác dụng với kim loại
Giống như những phi kim khác, clo sẽ tác dụng với kim loại để tạo ra muối. Người ta gọi muối này là halogenua. Tức là chúng sẽ được đọc bằng việc ghép tên của halogen với đuôi ua.
Clo sẽ tác dụng với hầu hết các kim loại chỉ trừ Au và Pt.
Ví dụ:
2Na+Cl2→ 2NaCl
2Fe+ 3Cl2→ 2FeCl3
Tác dụng hidro
Clo sẽ tác dụng với hidro để tạo ra một hợp chất khí.
H2+Cl2→ 2HCl
Clo tác dụng với nước
Cl2 là chất có phản ứng thuận nghịch hay còn gọi là phản ứng hai chiều với nước.
H2O+Cl2↔HCl+HClO
Clo phản ứng với dung dịch muối của những halogen hoạt động hóa học yếu hơn
Cl2+ 2NaBr→ 2NaCl+Br2
Clo tác dụng với những chất có tính khử mạnh
2FeCl+Cl2→ 2FeCl3
Tính chất hóa học của clo cũng có nhiều điểm tương đồng với tính chất hóa học của flo và tính chất hóa học của brom. Bởi đây cũng là những chất halogen hoạt động mạnh. Các em hãy dựa trên sự tương đồng này để viết các phương trình tương ứng với flo và brom nhé.
4. Điều chế Clo
a. Trong phòng thí nghiệm
- Trong phòng thí nghiệm, khí clo được điều chế bằng cách choaxit clohiđricđặc tác dụng với chất oxi hóa mạnh như mangan đioxit rắn [MnO2] hoặc kali penmanganat rắn [KMnO4]…
- Với MnO2 cần phải đun nóng, với KMnO4 có thể đun hoặc không. Khí clo thu được thường bị lẫn tạp chất là khí hiđro clorua và hơi nước. Để loại bỏ tạp chất, cần dẫn khí clo lần lượt qua các bình rửa khí chứa dung dịch NaCl [để giữ khí HCl] và chứaAcid sulfuricđặc để giữ hơi nước.
- Cho HCl tác dụng với chất oxi hóa mạnh[thường gặp: MnO2, KMnO4,K2Cr2O7, KClO3]. Có các phương trình điều chế như sau:
MnO2 + 4HCl → MnCl2+ Cl2 + 2H2O
2KMnO4+ 16HCl → 2KCl + 2MnCl2+ 5Cl2+ 6H2O
b. Công nghiệp
Trong công nghiệp, cách điều chế clo sẽ đòi hỏi một lượng clo lớn, vì thế cần sử dụng những nguyên liệu giá rẻ và phổ biến để điều chế. Cụ thể, Clo sẽ được điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy muối Natri clorua.
2NaCl→2Na+Cl2
Ngoài ra, người ta cũng có thể sử dụng phương pháp điện phân dung dịch muối có màng ngăn.
2NaCl+2H2O→H2+2NaOH+Cl2
5. Ứng dụng của Clo
Ứng dụng chủ yếu nhất của clo là dùng để điều chế nhựa PVC cũng như các chất dẻo hay cao su. Ngoài ra, với tính oxi hóa và tính khử,CLORAMINcòn được dùng đểkhử trùng nước sinh hoạt.
Clo còn là một trong những thành phần để điều chế nước javen tẩy trắng quần áo, vải sợi… Đồng thời chúng cũng được dùng để sản xuất clorua vôi.
Tuy nhiên, clo được biết tới là một chất có độc tố. Chúng có thể gây các bệnh về đường hô hấp, thậm chí là nguy hiểm tới tính mạng con người. Vì thế, khi sử dụng clo, chúng ta cần hết sức lưu ý tới vấn đề bảo hộ để tránh ảnh hưởng tới sức khỏe con người.
Clo là một trong những chất có nhiều ứng dụng thực tế và thường gặp trong Hóa vô cơ. Vì thế, lý thuyết về tính chất hóa học của Clo, công thức hóa học của Clo cũng như cách điều chế và ứng dụng của chất này được thầy cô chú trọng truyền tải một cách chi tiết và tỉ mỉ trong các bài học trên lớp. Để giúp các em củng cố cũng như biết thêm một số thông tin liên quan đến chủ đề này, Marathon Education đã tổng hợp và chia sẻ đến các em bài viết dưới đây.
>>> Xem thêm:
Khái quát về Clo
- Ký hiệu hóa học: Cl
- Khối lượng nguyên tử: 35,5
- Cấu hình electron: 1s22s22p63s23p5
- Công thức phân tử: Cl2
- Khối lượng phân tử: 71
- Vị trí trong bảng tuần hoàn: Nhóm halogen. ô số 17, chu kì 3
- Đồng vị: 3517Cl [75%] và 3717Cl [25%]
Tính chất vật lý của Clo
- Clo được biết đến là một chất khí độc, có mùi xốc. Clo có màu vàng luc và khối lượng riêng nặng hơn không khí.
- Clo có khả năng tan vừa phải trong nước, tạo thành dung dịch nước Clo có màu vàng nhạt. Ngoài ra, Clo còn có thể tan nhiều trong các dung môi hữu cơ.
- Cl2 là một chất oxi hóa mạnh, dễ dàng tham gia nhiều phản ứng.
Dưới đây là một số tính chất hóa học của Clo mà các em cần ghi nhớ trong chương trình Hóa vô cơ cấp 3.
Tác dụng với kim loại
Đầu tiên, Clo có khả năng cho phản ứng với hầu hết các kim loại [trừ Au và Pt] ở điều kiện nhiệt độ để tạo thành các muối halogenua. Muối thu được thường ứng với hóa trị cao nhất của kim loại tham gia phản ứng.
Phương trình phản ứng tổng quát:
2M + nCl2 → 2MCln
Ví dụ:
2Na + Cl2 → 2NaCl
Tác dụng với nước
Trong chương trình Hóa cấp 3, tính chất hóa học của Clo khi phản ứng với nước là tính chất hóa học phổ biến. Cụ thể, một phần Clo khi tan trong nước sẽ tạo thành hỗn hợp 2 axit là axit clohiđric và axit hipoclorơ. Trong phản ứng này, ta có thể khẳng định được rằng, Clo vừa đóng vai trò chất khử, vừa đóng vai trò chất oxi hóa.
Tính Chất Hóa Học Của Phi Kim Và Bài Tập Vận Dụng Có Đáp Án
Cl2 + H2O ⇌ HCl + HClO
Tác dụng với hidro
Trong phản ứng của Clo với khí hidro, sản phẩm thu được là hidro clorua. Khí hidro clorua được tạo thành này dễ tan trong nước và không màu.
Cl_2+H_2\xrightarrow{ánh\ sáng} 2HCl
Tác dụng với dung dịch kiềm
Clo có khả năng tác dụng với dung dịch kiềm loãng, nguội hoặc đặc nóng để tạo ra các sản phẩm khác nhau. Cụ thể, một số ví dụ về phương trình phản ứng cho từng trường hợp sẽ được viết như sau:
- Nếu dung dịch kiềm loãng, nguội:
Cl2 + NaOH loãng, nguội → NaCl + NaClO +H2O
- Nếu là dung dịch kiềm đặc nóng:
3Cl_2 + 6KOH \xrightarrow{t^o} 5KCl + KClO_3 + 3H_2O
Tác dụng với muối Halogen
Tính chất hóa học của Clo trong chương trình Hóa vô cơ cấp 3 cũng giới thiệu đến khả năng tác dụng với các muối halogen khác của Clo. Clo sẽ đẩy được brom và iot ra khỏi muối bromua và iotua [nhưng không đẩy được muối florua].
Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2
Tác dụng với hợp chất hữu cơ
Clo cũng sẽ cho phản ứng thế, phản ứng cộng hoặc phản ứng phân hủy với một số hợp chất hữu cơ.
CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl
CH2=CH2 + Cl2 → CH2Cl-CH2Cl
C2H2 + Cl2 → 2C + 2HCl
Tác dụng với các chất có tính khử
Cuối cùng, một tính chất hóa học của Clo quan trọng không kém khác mà các em cần ghi nhớ đó là Clo tác dụng với các chất có tính khử.
H2S + Cl2 → 2HCl + S
Cl2 + SO2 + 2H2O → H2SO4 + 2HCl
Cách điều chế Clo
Có 2 cách để điều chế Clo, đó là điều chế trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp. Cụ thể, các phản ứng sẽ diễn ra như sau:
Trong phòng thí nghiệm
MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + H2O
2KMnO4 + 16HCl2 → MnCl2 + 2KCl + 5Cl2 + 8H2O
Trong công nghiệp
Dùng phương pháp điện phân NaCl có màng ngăn xốp với điện cực dương bằng than chì và điện cực âm làm bằng sắt để điều chế Clo trong công nghiệp.
2NaCl + 2H2O[đpdd] → 2NaOH + H2 + Cl2
Các ứng dụng của Clo
Như đã đề cập, Clo có nhiều ứng dụng trong sản xuất và đời sống, cụ thể như sau:
- Sử dụng như một chất sát trùng trong công nghiệp xử lý nước thải.
- Tẩy trắng các loại sợi, giấy và vải.
- Là nguyên liệu trong quy trình sản xuất nhiều hợp chất hữu cơ và vô cơ, có ý nghĩa to lớn trong công nghiệp.
Bài tập về tính chất hóa học của Clo
Bài tập 1: Viết phương trình phản ứng khi cho clo, lưu huỳnh, oxi tác dụng với sắt ở nhiệt độ cao và cho biết hoá trị của sắt trong những hợp chất tạo thành.
Lời giải:
\begin{aligned} & \small \bull \text{Do có tính oxy hóa mạnh khi tác dụng với sắt, clo oxy hóa sắt lên hóa trị cao nhất [III].} \\ & \small 2Fe + Cl_2 \xrightarrow{t^o} 2FeCl_3 \text{ [sắt hóa trị III]} \\ & \small \bull \text{Do có tính oxy hóa yếu, lưu huỳnh tác dụng với sắt tạo thành muối sắt [II].} \\ & \small Fe + S \xrightarrow{t^o} FeS \text{ [sắt hóa trị II]} \\ & \small \bull \text{Khi oxy tác dụng với sắt sẽ tạo thành oxit sắt từ.} \\ & \small 3Fe + 2O_2 \xrightarrow{t^o} Fe_3O_4 \text{ [sắt hóa trị II và III]} \end{aligned}
Bài tập 2: Có 3 khí gồm clo, hiđro clorua, oxi đựng trong 3 lọ riêng biệt Hãy nêu cách nhận biết 3 loại khí trên bằng phương pháp hóa học.
Ancol Benzylic Là Gì? Công Thức Và Tính Chất Của Ancol Benzylic
Lời giải:
Bước 1: Từ 3 lọ, lấy mẫu thử với một lượng nhỏ vừa đủ
Bước 2: Sử dụng giấy quỳ tím ẩm cho vào các mẫu thử
- Giấy quỳ tím ẩm bị mất màu là mẫu thử của khí clo.
- Giấy quỳ tím ẩm chuyển sang màu đỏ là mẫu thử của khí hiđro clorua.
- Không có hiện tượng xảy ra là mẫu thử của khí oxi.
Bài tập 3: Tính thể tích dung dịch NaOH 1M để tác dụng hoàn toàn với 1,12 l khí clo [đktc]. Đồng thời, cho biết nồng độ mol của các chất sau phản ứng là bao nhiêu, giả thiết rằng thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể.
Lời giải:
\begin{aligned} & \small \text{Phương trình phản ứng: } 2NaOH + Cl_2 \xrightarrow[]{} NaCl + NaClO + H_2O \\ & \small \text{Số mol khi clo: } n_{Cl_2} = \frac{V}{22,4} = \frac{1,12}{22,4} = 0,05 \ mol \\ & \small \text{Dựa theo phương trình phản ứng: } n_{NaOH} = 2n_{Cl_2} = 0,1 \ mol \\ & \small \text{Thể tích dung dịch NaOH: } V_{dd NaOH} = \frac{n}{C_M} = \frac{0,1}{1} = 0,1 \ l \\ & \small \text{Sau phản ứng, dung dịch chứa 2 chất gồm NaCl và NaClO.} \\ & \small \text{Dựa theo phương trình phản ứng: } n_{NaCl} = n_{NaClO} = n_{Cl_2} = 0,05 \ mol \\ & \small \text{Nồng độ mol các chất sau phản ứng: } C_{M [NaCl]} = C_{M [NaClO]} = \frac{n}{V_{dd}} = \frac{0,05}{0,1} = 0,5 \ M \end{aligned}
Bài tập SGK Hóa 9
Bài 6 trang 81 SGK Hóa 9
Có ba khí được đựng riêng biệt trong ba lọ: clo, hiđrua clorua, oxi. Hãy nêu ba phương pháp hóa học để nhận biết từng khí đựng trong ba lọ.
Lời giải: Lấy mẫu thử từng khí:
– Dùng quỳ tím ẩm cho vào các mẫu thử:
- Nhận biết được khí clo: làm mất màu giấy quỳ tím ẩm
- Nhận ra được khí hiđro clorua: làm quỳ tím ẩm hóa đỏ.
- Không có hiện tượng gì là khí oxi
Bài 10 trang 81 SGK Hóa 9
Tính thể tích dung dịch NaOH 1M để tác dụng hoàn toàn với 1,12 lít khí clo [đktc]. Nồng độ mol của các chất sau phản ứng là bao nhiêu? Giả thiết thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể.
\begin{aligned} &\text{Ta có}: n_{Cl_2}=\frac{V}{22,4}=\frac{1,12}{22,4}=0,05mol\\ &\text{Phương trình phản ứng}:\\ &Cl_2+2NaOH \rightarrow NaCl+NaClo+H_2O\\ &\text{Theo PTPƯ}:n_{NaOH}=2n_{Cl_2}=2.0,05=0,1mol\\ &V_{NaOH}=\frac{n}{C_M}=0,1lit\\&n_{NaCl}=n_{NaClO}=n_{Cl_2}=0,05mol\\&C_{M[NaCL]}=C_{M[NaClO]}=0,05:0.1=0.5M \end{aligned}
Bài 11 trang 81 SGK Hóa 9
Cho 10,8g kim loại M có hóa trị III tác dụng với clo dư thì thu được 53,4g muối. Hãy xác định kim loại M đã dùng.
\begin{aligned} &\text{Gọi M là khối lượng mol của kim loại}\\ &\text{Ta có PTPƯ}:2M+3Cl_2\rightarrow 2MCl_3\\ &Theo\space PTPƯ:n_M=n_{MCL_3}\Rightarrow \frac{10,8}{M}=\frac{53,4}{35,5.3}\\ &\text{Giải phương trình trên ta được M=27g}\Rightarrow \text{Vậy M là nhôm [Al]} \end{aligned}
Học livestream trực tuyến Toán – Lý – Hóa – Văn bứt phá điểm số 2022 – 2023 tại Marathon Education
Marathon Education là nền tảng học livestream trực tuyến Toán – Lý – Hóa – Văn uy tín và chất lượng hàng đầu Việt Nam dành cho học sinh từ lớp 8 đến lớp 12. Với nội dung chương trình giảng dạy bám sát chương trình của Bộ Giáo dục và Đào tạo, Marathon Education sẽ giúp các em lấy lại căn bản, bứt phá điểm số và nâng cao thành tích học tập.
Top 33+ Công Thức Hóa Học Lớp 8-12 ➤ 4 Mẹo Ghi Nhớ Siêu Nhanh
Tại Marathon, các em sẽ được giảng dạy bởi các thầy cô thuộc TOP 1% giáo viên dạy giỏi toàn quốc. Các thầy cô đều có học vị từ Thạc Sĩ trở lên với hơn 10 năm kinh nghiệm giảng dạy và có nhiều thành tích xuất sắc trong giáo dục. Bằng phương pháp dạy sáng tạo, gần gũi, các thầy cô sẽ giúp các em tiếp thu kiến thức một cách nhanh chóng và dễ dàng.
Marathon Education còn có đội ngũ cố vấn học tập chuyên môn luôn theo sát quá trình học tập của các em, hỗ trợ các em giải đáp mọi thắc mắc trong quá trình học tập và cá nhân hóa lộ trình học tập của mình.
Với ứng dụng tích hợp thông tin dữ liệu cùng nền tảng công nghệ, mỗi lớp học của Marathon Education luôn đảm bảo đường truyền ổn định chống giật/lag tối đa với chất lượng hình ảnh và âm thanh tốt nhất.
Nhờ nền tảng học livestream trực tuyến mô phỏng lớp học offline, các em có thể tương tác trực tiếp với giáo viên dễ dàng như khi học tại trường.
Khi trở thành học viên tại Marathon Education, các em còn nhận được các sổ tay Toán – Lý – Hóa “siêu xịn” tổng hợp toàn bộ công thức và nội dung môn học được biên soạn chi tiết, kỹ lưỡng và chỉn chu giúp các em học tập và ghi nhớ kiến thức dễ dàng hơn.
Marathon Education cam kết đầu ra 7+ hoặc ít nhất tăng 3 điểm cho học viên. Nếu không đạt điểm số như cam kết, Marathon sẽ hoàn trả các em 100% học phí. Các em hãy nhanh tay đăng ký học livestream trực tuyến Toán – Lý – Hóa – Văn lớp 8 – lớp 12 năm học 2022 – 2023 tại Marathon Education ngay hôm nay để được hưởng mức học phí siêu ưu đãi lên đến 39% giảm từ 699K chỉ còn 399K.
Các khóa học online tại Marathon Education
Tính chất hóa học của Clo không phải là dạng kiến thức khó. Hy vọng sau khi đọc xong bài viết, các em sẽ thu thập được nhiều thông tin bổ ích xoay quanh chủ đề này. Chúc các em luôn có những buổi học thú vị và đạt nhiều kết quả như mong muốn.