Phản ứng NaOH + Cl2 -90oC: NaOH ra NaCl hoặc NaOH ra NaClO3 hoặc Cl2 ra NaCl hoặc Cl2 ra NaClO3

Rate this post

Phản ứng NaOH + Cl2 -90oC là một loại phản ứng oxi hóa khử đã được cân bằng chính xác và chi tiết nhất. Trong quá trình này, NaOH có thể phân hủy thành NaCl và NaClO3, trong khi Cl2 cũng có thể phân hủy thành NaCl và NaClO3. Đây là một phản ứng quan trọng được sử dụng trong nhiều quy trình công nghiệp và thí nghiệm.

6NaOH + 3Cl2 -90oC→ 5NaCl + NaClO3 + 3H2O

1. Phương trình hoá học của phản ứng Cl2 tác dụng với NaOH

Phản ứng Cl2 + 6NaOH → 5NaCl + NaClO3 + 3H2O có thể được biểu diễn bằng phương trình hoá học sau:

3Cl2 + 6NaOH → 5NaCl + NaClO3 + 3H2O

Cách lập phương trình hoá học:

Bước 1: Xác định các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hoá, từ đó xác định chất oxi hoá – chất khử:

Cl02+NaOH→ NaCl−1 + NaCl+5O3+H2O

Chất khử và chất oxi hoá đều là: Cl2.

Bước 2: Biểu diễn quá trình oxi hoá, quá trình khử

  • Quá trình oxi hoá: Cl0 → Cl+5 + 5e
  • Quá trình khử: Cl 0+ 1e → Cl−1

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử và chất oxi hoá
1×5×Cl0 → Cl+5 + 5e
Cl 0+ 1e → Cl−1

Bước 4: Điền hệ số của các chất có mặt trong phương trình hoá học. Kiểm tra sự cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế.

3Cl2 + 6NaOH → 5NaCl + NaClO3 + 3H2O

2. Điều kiện để Cl2 tác dụng với NaOH sinh NaClO3

Phản ứng Cl2 tác dụng với NaOH để sinh NaClO3 diễn ra ở khoảng 900C.

3. Cách tiến hành thí nghiệm

Để thực hiện phản ứng, chúng ta cần đưa khí clo vào ống nghiệm chứa dung dịch NaOH đã được đun nóng và mẩu giấy quỳ tím.

4. Hiện tượng phản ứng

Ban đầu, mẩu quỳ có màu xanh, sau khi phản ứng xảy ra màu quỳ bị mất.

5. Tính chất hóa học của clo

  • Nguyên tử clo có độ âm điện lớn (3,16) chỉ sau F (3,98) và O (3,44). Vì vậy trong các hợp chất với các nguyên tố này clo có số oxi hóa dương (+1; +3; +5; +7), còn trong các trường hợp khác clo có số oxi hóa âm (-1).
  • Khi tham gia phản ứng hóa học, clo dễ dàng nhận thêm 1 electron: Cl + 1e → Cl-
  • Tính chất hóa học cơ bản của clo là tính oxi hóa mạnh.

5.1. Tác dụng với kim loại

  • Khí clo oxi hóa trực tiếp được hầu hết các kim loại tạo thành muối clorua. Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường hoặc không cao lắm, phản ứng xảy ra nhanh, tỏa nhiều nhiệt.

Ví dụ:

  • 2Na + Cl2 → 2NaCl
  • 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
  • Cu + Cl2 → CuCl2

Trong phản ứng với kim loại, clo thể hiện tính oxi hóa.

5.2. Tác dụng với hiđro

  • Ở nhiệt độ thường và trong bóng tối, khí clo hầu như không phản ứng với khí hiđro.
  • Khi chiếu sáng hỗn hợp bằng ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng của magie cháy, phản ứng xảy ra và có thể gây nổ. Hỗn hợp nổ mạnh nhất khi tỉ lệ số mol giữa hiđro và clo là 1 : 1.
  • Phương trình hóa học: H2 + Cl2 → 2HCl
  • Trong phản ứng với H2, clo thể hiện tính oxi hóa.

5.3. Tác dụng với nước

  • Khi tan trong nước, một phần khí clo tác dụng với nước tạo ra hỗn hợp axit clohiđric và axit hipoclozơ.
  • Phương trình hóa học: Cl02 + H2O ⇄HCl−1 + HCl+1O
  • Trong phản ứng trên, clo vừa là chất oxi hóa vừa là chất khử.
  • Phản ứng trên là phản ứng thuận nghịch do HClO là chất oxi hóa mạnh, có thể oxi hóa HCl thành Cl2 và H2O. Cũng do HClO có tính oxi hóa mạnh nên nước clo có tính tẩy màu.
  • Chú ý: Thành phần của nước clo gồm: Cl2, HCl, HClO, H2O

Mở rộng:

Ngoài ra, clo còn có thể tham gia một số phản ứng hóa học khác như:

  • Tác dụng với dung dịch bazơ:
    Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O
    3Cl2 + 6KOH → KClO3 + 5KCl + 3H2O

  • Tác dụng với muối của các halogen khác:
    Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2
    Cl2 + 2FeCl2 → 2FeCl3

  • Tác dụng với chất khử khác:
    3Cl2 + 2NH3 → N2 + 6HCl
    Cl2 + SO2 + 2H2O → H2SO4 + 2HCl

6. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1: Trong phản ứng: Cl2 + H2O ⇄ HCl + HClO, clo đóng vai trò là:
A. Là chất khử
B. Vừa là chất oxi hóa, vừa là chất khử
C. Là chất oxi hóa
D. Không là chất oxi hóa, không là chất khử

Hướng dẫn giải:
Đáp án B
Xét sự thay đổi số oxi hoá của Cl:

  • Tăng từ 0 lên +1 (trong HClO)
  • Giảm từ 0 xuống -1 (trong HCl)
    ⇒ Clo vừa là chất khử vừa là chất oxi hóa

Câu 2: Nước clo có màu:
A. vàng lục
B. vàng da cam
C. vàng đậm
D. vàng nhạt

Hướng dẫn giải:
Đáp án A
Dung dịch nước clo là dung dịch hỗn hợp giữa Cl2, HCl và HClO nên có màu vàng lục, mùi hắc của clo.

Câu 3: Hiện tượng xảy ra khi cho dây sắt nóng đỏ vào bình đựng khí clo là:
A. Có khói trắng
B. Có khói nâu
C. Có khói đen
D. Có khói tím

Hướng dẫn giải:
Đáp án B
2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3 (có màu nâu)

Câu 4: Cho sơ đồ chuyển hóa sau: Cl2 → X → Y → Z → X → Cl2. Trong đó X, Y, Z là các chất rắn; Y và Z đều chứa natri. X, Y, Z là:
A. NaCl, NaBr, Na2CO3
B. NaBr, NaOH, Na2CO3
C. NaCl, Na2CO3, NaOH
D. NaCl, NaOH, Na2CO3

Hướng dẫn giải:
Đáp án D
Cl2 → NaCl → NaOH → Na2CO3 → NaCl → Cl2.
2Na + Cl2 → 2NaCl
2NaCl +2H2O → Na2CO3 + 2H2O + Cl2

Câu 5. Đốt cháy hết 13,6g hỗn hợp Mg, Fe trong bình kín chứa khí clo dư, sau phản ứng thì lượng clo trong bình giảm tương ứng 0,4 mol. Khối lượng muối clorua khan thu được là.
A. 65,0 g.
B. 38,0 g.
C. 50,8 g.
D. 42,0 g.

Hướng dẫn giải
Đáp án D
mmuối = mKL + mCl2=13,6+0,4.71=42

Câu 6. Nước Gia-ven là hỗn hợp các chất nào sau đây?
A. HCl, HClO, H2O.
B. NaCl, NaClO, H2O.
C. NaCl, NaClO3, H2O.
D. NaCl, NaClO4, H2O.

Hướng dẫn giải
Đáp án B
Cho khí clo tác dụng với dung dịch NaOH loãng ở nhiệt độ thường, ta thu được nước Gia-Ven theo phương trình sau: 2NaOH + Cl2 → NaCl + NaClO + H2O.

Câu 7. Clorua vôi có công thức là
A. CaOCl.
B. CaOCl2.
C. Ca(OCl)2.
D. CaCl2.

Hướng dẫn giải
Đáp án B
Công thức phân tử của clorua vôi là CaOCl2.

Câu 8. Xét phản ứng: 2Cl2 + 6KOH → 5KCl + KClO3 + 3H2O.
Trong phản ứng trên, Cl2 đóng vai trò:
A. Chất khử.
B. Vừa là chất oxi hóa, vừa là chất khử.
C. Chất oxi hóa.
D. Môi trường.

Hướng dẫn giải
Đáp án B
3Cl02 + 6KOH → 5KCl−1 + KCl+5O3 + 3H2O

Câu 9. Brom có lẫn một ít tạp chất là clo. Một trong các hoá chất có thể loại bỏ clo ra khỏi hỗn hợp là
A. KBr.
B. KCl.
C. H2O.
D. NaOH.

Hướng dẫn giải
Đáp án A

  • KBr được vì chỉ có clo phản ứng theo phản ứng sau: Cl2 + 2KBr → 2KCl + Br2.
  • KCl không được ⇒ Ko tách được clo.
  • H2O xảy ra phản ứng của clo và brom với nước và một phần tan trong nước ⇒ ko tách được.
  • NaOH cả brom và clo đều phản ứng ⇒ không tách được.

Câu 10. Trong phòng thí nghiệm, khí X được điều chế và thu vào bình tam giác bằng cách đẩy không khí như hình vẽ dưới đây:
Khí X là
A. Cl2.
B. N2.
C. H2.
D. NH3.

Hướng dẫn giải
Đáp án A
Phương pháp ngửa bình thu khí nặng hơn không khí ⇒ Cl2 (M = 71 > 29).