[CHUẨN NHẤT] Tại sao có thể điều chế nước Clo nhưng không thể điều chế nước Flo | Myphamthucuc.vn

Câu hỏi: Tại sao có thể điều chế nước Clo nhưng không thể điều chế nước Flo

Trả lời: 

Vì clo tan trong nước và tác dụng rất ít với nước

Cl₂ + H₂O⇌ HCl + HClO

nhưng flo tan và tác dụng với nước mãnh liệt

2F₂ + 2H₂O → 4HF+O₂↑

nên flo không thể tồn tại trong nước

Cùng Top lời giải tìm hiểu về hai chất hoá học Clo và Flo là gì nhé

A. Clo

1. Tính chất vật lý của clo

Khí clo là chất khí mùi hắc, có màu vàng lục, nặng gấp 2,5 lần không khí và tan được trong nước, tan nhiều trong dung môi hữu cơ. Nó là một chất phổ biến trong tự nhiên và là chất cần thiết để tạo ra phần lớn các loại hình sống, trong đó có cả con người.

– Ở 20 °C, 1 thể tích nước hòa tan được 2,5 thể tích khí clo.

– Tỉ khối của oxi đối với không khí: d_Cl2/_kk = 71/29.

– Clo có nhiệt độ nóng chảy là -101,5 °C và nhiệt độ sôi là -34,04 °C.

– Clo hóa lỏng dưới áp suất 8 bar ở nhiệt độ phòng.

– Clo là một halogen và có độ âm điện đứng thứ 3 trong tất cả các nguyên tố.

– Clo là một chất khí độc.

2. Tính chất hóa học của clo

Clo có những tính chất hóa học của phi kim như tác dụng với nhiều kim loại và hidro. Ngoài ra, nó còn một số tính chất hóa học khác như phản ứng với nước, dung dịch kiềm và phản ứng clo hóa với nhiều oxit kim loại hoặc các hợp chất hữu cơ (benzen, toluen…). Clo là một phi kim hoạt động hóa học mạnh và không phản ứng trực tiếp với oxi.

a) Clo tác dụng với kim loại

Clo tác dụng được với nhiều kim loại tạo thành muối clorua.

Mg + Cl₂ (t°) → MgCl₂

2Al + 3Cl₂ (t°) → 2AlCl₃

Cu + Cl₂ (t°) → CuCl₂

Fe + Cl₂ (t°) → FeCl₂

b) Clo tác dụng với hidro

Clo tác dụng với hidro tạo thành khí hidro clorua. Khí hidro clorua tan nhiều trong nước tạo thành axit clohidric.

Cl₂ + H₂ (t°) → 2HCl ↑

c) Clo tác dụng với nước

Khí clo tác dụng với nước theo phản ứng hai chiều tạo thành dung dịch nước clo.

Cl₂ + H₂O ⇔ HCl + HClO

Dung dịch nước clo gồm các chất: Cl₂, HCl, HClO và nước. Nó có màu vàng nhạt và mùi hắc. Ban đầu, dung dịch nước clo làm đổi màu quỳ tím sang đỏ nhưng sau đó mất màu do HClO có tính oxi hóa mạnh.

d) Clo tác dụng với dung dịch NaOH

Khí clo tác dụng với dung dịch NaOH tạo thành dung dịch nước Gia-ven. Đây là dung dịch có tính oxi hóa mạnh, làm mất màu quỳ tím.

Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

3. Ứng dụng và điều chế clo

3.1. Ứng dụng của clo

Clo là một chất quan trọng, có nhiều ứng dụng trong đời sống và sản xuất. Có thể kể đến một số ứng dụng của clo như:

– Khử trùng, diệt khuẩn nước sinh hoạt và nước bể bơi

– Tẩy trắng vải sợi, bột giấy

– Điều chế nước Gia-ven, clorua vôi

– Điều chế chất dẻo, cao su, nhựa PVC, chất màu…

– Điều chế axit clohidric

Ngoài ra, clo còn nhiều ứng dụng khác trong các lĩnh vực như dệt nhuộm, thực phẩm, dược phẩm, khử trùng, hóa dầu, dung môi…

3.2. Điều chế clo

a) Điều chế clo trong phòng thí nghiệm

Trong phòng thí nghiệm, clo được điều chế bằng cách cho dung dịch HCl đậm đặc tác dụng với các chất oxi hóa mạnh như MnO₂ , KMnO₄… Khí Cl₂ được làm khô bằng H₂SO₄ đặc và thu vào bình bằng cách đẩy không khí.

Quy trình điều chế khí clo trong PTN

4HCl _(đặc) + MnO_{2 (đun nhẹ)} → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

16HCl _(đặc) + 2KMnO_{4 (đun nhẹ)} → 2MnCl₂ + 2KCl + 5Cl₂ + 8H₂O

b) Điều chế clo trong công nghiệp

Trong công nghiệp, khí clo được điều chế bằng cách điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn xốp.

2NaCl + 2H₂O _{điện phân dd có màng ngăn} → Cl₂ + H₂ + 2NaOH

– Khí Cl₂ thu được ở cực âm (–)

– Khí H₂ thu được ở cực dương (+)

– Dung dịch là NaOH

B. Flo

I. Tính chất vật lí

 – Ở điều kiện thường, flo là chất khí màu lục nhạt. Khí flo rất độc, nó là nguyên nhân dẫn đến cái chết của nhiều nhà hóa học trong khi nghiên cứu tính chất của đơn chất flo.

– Khí flo hơi nặng hơn không khí, có tính ăn mòn cao. 

II. Tính chất hóa học

– Là phi kim mạnh nhất (có độ âm điện lớn nhất)  =>  Flo có tính oxi hóa mạnh nhất. Flo thể hiện tính oxi khi khi tham gia phản ứng hóa học và có số oxi hóa -1.

1. Tác dụng với kim loại

Flo tác dụng được với tất cả các kim loại, kể cả vàng (Au) và bạch kim (Pt) tạo ra muối florua.

Thí dụ: 2Al + 3F₂  → 2AlF₃

2. Tác dụng với hiđro

 – Khí flo oxi hóa được hầu hết các phi kim. Với khí hiđro, phản ứng nổ mạnh xảy ra ngay cả trong bóng tối và nhiệt độ rất thấp (-252^oC), tạo ra hiđro florua:

        H₂  +  F₂ →2HF 

 –  Hiđro florua HF là khí tan trong nước không có giới hạn, tạo thành axit flohiđric. HF là axit yếu nhưng có tính chất riêng là tác dụng với silic đioxit (có trong thành phần của thuỷ tinh) : 

         SiO₂   +   4HF   →  SiF4   +   2H₂O

                              Silic tetraflorua

 –  Do vậy, axit flohiđric được dùng để khắc chữ, khắc hình lên thuỷ tinh, tẩy những vết cát trên mặt kim loại. Axxit flohiđric được đựng trong các bình bằng chì, polietilen, cao su.

3. Tác dụng với nước

– Khí flo oxi hóa nước dễ dàng ở ngay nhiệt độ thường, và hơi nước nóng khi tiếp xúc với khí flo thì bốc cháy.

        2F₂  +   2H₂O   →   4HF   +   O₂ ­

III. Ứng dụng

– Ứng dụng quan trọng và chủ yếu của flo là để điều chế một số dẫn xuất hiđrocacbon chứa flo, đó là những sản phẩm trung gian để sản xuất ra chất dẻo.

+ Floroten  dùng bảo vệ các chi tiết, vật thể bằng kim loại, gốm sứ, thủy tinh…. khỏi bị ăn mòn.

+ Chất dẻo teflon  là một polime có tính chất độc đáo, bền về cơ học cũng như về hoá học, không bị axit và kiềm phá huỷ và khó nóng chảy nên được dùng để chế tạo các vòng đệp làm kín chân không, phủ lên các dụng cụ nhà bếp (xoong, chảo…) để tạo bề mặt không dính.