Clo là gì? Khái niệm, tính chất, ứng dụng và cách điều chế

Clo là một phi kim có tính phản ứng cao nằm ở phía bên phải của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Bài viết dưới đây của timhieulichsuquancaugiay.edu.vn sẽ tổng hợp thông tin chi tiết về tính chất, ứng dụng, phương pháp 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 nhé!

Định nghĩa Clo là gì?

Clo là một nguyên tố hóa học, nằm ở ô số 17, giai đoạn 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.

Bạn đang xem: Clo là gì? Khái niệm, tính chất, ứng dụng và cách điều chế

Tính chất vật lý của clo

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 và trạng thái: Clo là chất khí, màu vàng lục, mùi hăng.

• Khối lượng: Clo nặng hơn không khí 2,5 lần.

• Độ hòa tan: Clo tan trong nước. Ở nhiệt độ 20 độ C, một thể tích nước hòa tan được 2,5 thể tích khí clo.

• Độc tính: Clo là chất khí độc.

Tính chất hóa học của clo

Nhìn chung, clo có tính chất hóa học của phi kim (phản ứng với hầu hết các kim loại, phản ứng mạnh với hydro) tạo thành muối clorua, có thể phản ứng với nước và dung dịch NaOH. Đây là một phi kim có hoạt tính cao. Cụ thể tính chất hóa học của clo phi kim là:

Phản ứng 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 sắt để tạo thành sắt (III) clorua và với kim loại 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 khí hiđro tạo thành khí hiđro clorua. Khí hiđro clorua tan trong nước tạo thành dung dịch axit clohiđric (HCl).

Ta có phương trình hóa học sau:

Cl2 (k) + H2 (k) →t° 2HCl (k)

Chú ý: Clo không phản ứng trực tiếp với oxi.

Phản ứng với nước

Để chứng minh clo có thể phản ứng với nước, SGK Hóa học lớp 9 đã trình bày chi tiết thí nghiệm cho khí clo vào cốc nước rồi nhúng mảnh giấy quỳ xanh vào dung dịch thu được. Quan sát hiện tượng thấy rõ dung dịch nước clo có màu vàng lục, có mùi hăng của khí clo và làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ rồi biến mất ngay. Như 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 lục, mùi hăng nồng của khí clo. Sở dĩ quỳ tím chuyển sang màu đỏ và nhanh chóng biến mất sau đó là do tác dụng oxy hóa mạnh của HClO (axit hypochlorous).

Phản ứng với NaOH

Xem thêm : Toán tư duy bằng hình ảnh: Giúp trẻ phát triển cả 2 bán cầu não

Chứng minh tác dụng hóa học của khí clo phản ứng với dung dịch NaOH, thực hiện 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 thu được không màu và giấy quỳ tím mất màu. Như vậy có thể kết luận rằng 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 của hai muối natri clorua (HCl) và natri hypoclorit (NaClO) được gọi là nước Javan. Đây là dung dịch có tính tẩy trắng tương tự như HClO và NaClO là những chất oxy 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: Phương pháp này khá hiệu quả, đơn giản, dễ thực hiện và tiết kiệm. Để đảm bảo an toàn, hàm lượng dùng để khử trùng nước sinh hoạt cần phải đảm bảo đúng tiêu chuẩn.

• Tẩy trắng vải và bột giấy: Do đặc tính oxy hóa mạnh nên clo có khả năng tẩy trắng vải và bột giấy, rất quan trọng trong sản xuất.

• Điều chế PVC, nhựa, cao su, chất tạo màu: Đây là ứng dụng quan trọng của clo trong công nghiệp.

• Pha nước Gia-ven: Đây là chất tẩy rửa hàng đầu được nhiều người vẫn sử dụng để tẩy các vết ố vàng, bẩn trên quần áo, khử trùng nhà vệ sinh, đồ dùng gia đình hay lau nhà.

Xem thêm:

Làm thế nào để chuẩn bị clo?

Trong tự nhiên, clo chỉ tồn tại ở dạng hợp chất. Vì vậy, người ta thường sử dụng các hợp chất của nó để pha chế.

Cách chuẩn bị clo trong phòng thí nghiệm

Để chuẩn bị khí clo trong phòng thí nghiệm, đun nóng nhẹ dung dịch HCl đậm đặc với chất oxy hóa mạnh, chẳng hạn như mangan(IV) oxit (MnO2) hoặc KMnO4. Quan sát sẽ thấy xuất hiện khí màu vàng lục, có mùi hăng. Khí clo được làm khô bằng axit sunfuric đậm đặc H2SO4 và được thu vào bể bằng cách đẩy không khí.

4HCl (dd – chất rắn) + MnO2 (rắn) → sôi 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 bão hòa (NaCl) bằng màng xốp. Ở cực dương thu được khí clo, ở cực âm thu được khí hydro, dung dịch là NaOH.

Ta có phương trình phản ứng sau:

2NaCl(dd) + 2H2O(l) →điện phân màngCl2(k) + H2(k) + 2NaOH(dd)

Ở Việt Nam, khí clo được sản xuất rộng rãi tại nhà máy hóa chất Việt Trì và nhà máy giấy Bãi Bằng.

Bài tập về khí clo SGK Hóa học lớp 9 có dung dịch

Với kiến ​​thức lý thuyết về clo là gì ở trên, chắc chắn các bạn có thể tự tin làm các bài tập trong sách giáo khoa, sách bài tập để ôn tập kiến ​​thức và chuẩn bị cho các kỳ thi. Dưới đây là một số bài tập về khí clo trong SGK hóa học lớp 9 có đáp án chi tiết mà timhieulichsuquancaugiay.edu.vn biên soạn để bạn đọc tham khảo:

Bài tập 1 (Sách giáo khoa Hóa học lớp 9, trang 81)

Khi đưa khí clo vào nước sẽ xảy ra hiện tượng vật lý hay hóa học? Giải thích.

Câu trả lời được đề xuất:

Đưa khí clo vào nước vừa là hiện tượng vật lý, vừa là hiện tượng hóa học, vì các chất mới HCl, HClO cũng như khí clo hòa tan trong nước được hình thành.

Cl2 (k) + H2O ⇄ HCl(dd) + HClO(dd)

Bài tập 2 (Sách giáo khoa Hóa học lớp 9, trang 81)

Nếu tính chất hóa học của Clo. Viết các phương trình hóa học minh họa.

Câu trả lời được đề xuất:

Tính chất hóa học của clo bao gồm:

• Tương tác với kim loại:

3Cl2 (k) + 2Fe (r) →t° 2FeCl3(r)

• Phản ứng với hydro:

Cl2 (k) + H2 (k) →t° 2HCl (k)

• Tương tác 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 (Sách giáo khoa Hóa học lớp 9, trang 81)

Viết phương trình hóa học khi cho clo, lưu huỳnh, oxi vào sắt ở nhiệt độ cao. Cho biết hóa trị của sắt trong các hợp chất tạo thành.

Câu trả lời được đề xuất:

2Fe(r) + 3Cl2 → 2FeCl3 (r) (Fe hóa trị III)

Fe(r) + S (r) → FeS(r) (Fe hóa trị II)

3Fe(r) + 2O2 → Fe3O4(r) (hóa trị III và II Fe)

Bài tập 4 (Sách giáo khoa Hóa lớp 9, trang 81)

Sau thí nghiệm, khí clo dư được loại bỏ bằng cách sục khí clo:

a) Dung dịch HCl; b) Dung dịch NaOH; c) Dung dịch NaCl; đ) Nước.

Trường hợp nào đúng? Hãy giải thích.

Câu trả lời được đề xuất:

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 những thông tin lý thuyết và một số bài tập thực hành về Clo là gì. Hy 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 ghé thăm website của timhieulichsuquancaugiay.edu.vn để học hỏi thêm nhiều kiến ​​thức môn học bổ ích nhé!

Nguồn: https://timhieulichsuquancaugiay.edu.vn
Danh mục: Giáo dục