Câu hỏi mở đầu trang 112

Đề bài: Hydrochloric acid được sử dụng rộng rãi trong sản xuất, điển hình là dùng để đánh sạch bề mặt kim loại trước khi gia công, sơn, hàn, mạ điện,… Vậy các ứng dụng trên dựa vào tính chất quan trọng nào của hydrochloric acid?

Lời giải:

Các ứng dụng trên đều dựa vào tính acid mạnh của hydrochloric acid. Trên bề mặt kim loại thường có lớp gỉ sét, oxide hoặc muối carbonate. HCl phản ứng với các chất này, hoà tan chúng và làm sạch bề mặt kim loại:

• HCl + oxide kim loại → muối + nước.
• HCl + hydroxide kim loại → muối + nước.
• HCl + muối carbonate → muối + $\text{CO}_2$ + nước.

I. Hydrogen halide

Câu 1 trang 113

Đề bài: Nêu xu hướng biến đổi độ dài liên kết trong dãy HX.

Lời giải:

Theo Bảng 22.1, độ dài liên kết H–X trong dãy HX:

• HF: 92 pm.
• HCl: 127 pm.
• HBr: 141 pm.
• HI: 160 pm.

→ Đi từ HF đến HI, độ dài liên kết H–X tăng dần.

Giải thích: Đi từ F đến I, bán kính nguyên tử halogen tăng dần → khoảng cách giữa nguyên tử H và X cũng tăng → độ dài liên kết H–X tăng.

Câu 2 trang 113

Đề bài: Từ Bảng 22.2, hãy nhận xét xu hướng biến đổi nhiệt độ sôi của các hydrogen halide. Giải thích.

Lời giải:

Theo Bảng 22.2: HF (+19,5°C), HCl (−84,9°C), HBr (−66,7°C), HI (−35,8°C).

Nhận xét: Nhiệt độ sôi không tăng đều từ HF đến HI:

• HF có nhiệt độ sôi cao bất thường (+19,5°C), cao hơn cả HI.
• Từ HCl đến HI, nhiệt độ sôi tăng dần.

Giải thích:

• HF có nhiệt độ sôi cao bất thường do phân tử HF phân cực mạnh, các phân tử HF tạo được liên kết hydrogen với nhau (H–F···H–F···H–F), cần năng lượng lớn để phá vỡ.
• Từ HCl đến HI, khối lượng phân tử tăng dần và lực tương tác van der Waals giữa các phân tử cũng tăng → nhiệt độ sôi tăng dần.

II. Hydrohalic acid

Câu 3 trang 113

Đề bài: Ở một nhà máy sản xuất vàng từ quặng, sau khi cho dung dịch chứa hợp chất tan của vàng chảy qua cột chứa kẽm hạt, thu được chất rắn gồm vàng và kẽm. Đề xuất phương pháp thu được vàng tinh khiết.

Lời giải:

Cho hỗn hợp chất rắn (vàng + kẽm) tác dụng với dung dịch hydrochloric acid (HCl) loãng dư:

• Kẽm phản ứng với HCl tạo muối tan và khí $\text{H}_2$ thoát ra:

$$\text{Zn} + 2\text{HCl} \longrightarrow \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2 \uparrow$$

• Vàng không phản ứng với HCl.

Sau phản ứng, lọc lấy phần chất rắn không tan, rửa sạch và làm khô → thu được vàng tinh khiết.

Hoạt động 1 trang 113

Đề bài: Dung dịch HCl tác dụng với kim loại. Cho 2 ống nghiệm chứa 2 mL dung dịch HCl loãng. Thêm vài hạt Zn vào ống (1) và vài lá Cu vào ống (2). Quan sát hiện tượng và viết phương trình hoá học.

Lời giải:

Ống (1) — Zn + HCl loãng:

• Hiện tượng: có khí không màu thoát ra (khí $\text{H}_2$), kẽm tan dần.
• Phương trình hoá học:

$$\text{Zn} + 2\text{HCl} \longrightarrow \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2 \uparrow$$

Ống (2) — Cu + HCl loãng:

• Hiện tượng: không có hiện tượng gì xảy ra, lá đồng không tan.
• Cu không phản ứng với HCl loãng (vì Cu đứng sau H trong dãy hoạt động của kim loại).

→ Kết luận: HCl chỉ tác dụng với những kim loại đứng trước H trong dãy hoạt động hoá học.

Hoạt động 2 trang 114

Đề bài: Dung dịch HCl tác dụng với muối $\text{NaHCO}_3$ rắn. Cho 1 thìa nhỏ $\text{NaHCO}_3$ vào ống nghiệm, thêm dung dịch HCl loãng.

1. Viết phương trình hoá học của phản ứng.
2. So sánh tính acid của HCl và $\text{H}_2\text{CO}_3$.

Lời giải:

1. Hiện tượng: có khí $\text{CO}_2$ thoát ra mạnh, $\text{NaHCO}_3$ tan dần.

Phương trình hoá học:

$$\text{NaHCO}_3 + \text{HCl} \longrightarrow \text{NaCl} + \text{CO}_2 \uparrow + \text{H}_2\text{O}$$

2. Theo quy tắc: acid mạnh hơn đẩy được acid yếu hơn ra khỏi muối. Trong phản ứng trên, HCl đã đẩy $\text{H}_2\text{CO}_3$ ra khỏi muối $\text{NaHCO}_3$ ($\text{H}_2\text{CO}_3$ kém bền, phân huỷ thành $\text{CO}_2$ và $\text{H}_2\text{O}$).

→ Tính acid: HCl mạnh hơn $\text{H}_2\text{CO}_3$.

Câu 4 trang 114

Đề bài: Viết phương trình hoá học khi cho dung dịch hydrochloric acid lần lượt tác dụng với: Fe, MgO, $\text{Cu(OH)}_2$, $\text{AgNO}_3$.

Lời giải:

1) HCl tác dụng với kim loại (Fe):

$$\text{Fe} + 2\text{HCl} \longrightarrow \text{FeCl}_2 + \text{H}_2 \uparrow$$

2) HCl tác dụng với oxide bazơ (MgO):

$$\text{MgO} + 2\text{HCl} \longrightarrow \text{MgCl}_2 + \text{H}_2\text{O}$$

3) HCl tác dụng với hydroxide ($\text{Cu(OH)}_2$):

$$\text{Cu(OH)}_2 + 2\text{HCl} \longrightarrow \text{CuCl}_2 + 2\text{H}_2\text{O}$$

4) HCl tác dụng với muối ($\text{AgNO}_3$):

$$\text{HCl} + \text{AgNO}_3 \longrightarrow \text{AgCl} \downarrow + \text{HNO}_3$$

(Kết tủa AgCl màu trắng.)

Câu 5 trang 114

Đề bài: Hydrochloric acid thường được dùng để đánh sạch lớp oxide, hydroxide, muối carbonate bám trên bề mặt kim loại trước khi sơn, hàn, mạ điện. Ứng dụng này dựa trên tính chất hoá học nào của hydrochloric acid?

Lời giải:

Ứng dụng này dựa vào tính acid của hydrochloric acid. HCl tác dụng được với:

• Oxide kim loại (như $\text{Fe}_2\text{O}_3$, FeO): $\text{Fe}_2\text{O}_3 + 6\text{HCl} \longrightarrow 2\text{FeCl}_3 + 3\text{H}_2\text{O}$.
• Hydroxide kim loại (như $\text{Fe(OH)}_3$): $\text{Fe(OH)}_3 + 3\text{HCl} \longrightarrow \text{FeCl}_3 + 3\text{H}_2\text{O}$.
• Muối carbonate (như $\text{CaCO}_3$): $\text{CaCO}_3 + 2\text{HCl} \longrightarrow \text{CaCl}_2 + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$.

→ Các lớp gỉ sét, oxide, muối bám trên kim loại được hoà tan vào dung dịch → bề mặt kim loại được làm sạch, sẵn sàng cho công đoạn sơn, hàn, mạ điện tiếp theo.

III. Muối halide

Hoạt động 3 trang 115

Đề bài: Nhận biết ion halide. Cho 2 mL mỗi dung dịch NaF, NaCl, NaBr, NaI vào từng ống nghiệm. Nhỏ vài giọt dung dịch $\text{AgNO}_3$ vào mỗi ống.

1. Viết phương trình hoá học các phản ứng xảy ra.
2. Nêu cách nhận biết dung dịch muối halide bằng dung dịch $\text{AgNO}_3$.

Lời giải:

1. Hiện tượng và phương trình hoá học:

• Ống NaF: không có hiện tượng (AgF tan trong nước nên không tạo kết tủa). → Không có phản ứng.
• Ống NaCl: xuất hiện kết tủa trắng (AgCl):

$$\text{NaCl} + \text{AgNO}_3 \longrightarrow \text{AgCl} \downarrow + \text{NaNO}_3$$

• Ống NaBr: xuất hiện kết tủa vàng nhạt (AgBr):

$$\text{NaBr} + \text{AgNO}_3 \longrightarrow \text{AgBr} \downarrow + \text{NaNO}_3$$

• Ống NaI: xuất hiện kết tủa vàng (AgI):

$$\text{NaI} + \text{AgNO}_3 \longrightarrow \text{AgI} \downarrow + \text{NaNO}_3$$

2. Cách nhận biết các dung dịch muối halide bằng dung dịch $\text{AgNO}_3$:

Cho dung dịch $\text{AgNO}_3$ vào các dung dịch muối halide và quan sát:

Câu 6 trang 116

Đề bài: Cho biết vai trò của NaBr và NaI khi tham gia phản ứng với sulfuric acid đặc.

Lời giải:

Xét phản ứng của NaBr và NaI với $\text{H}_2\text{SO}_4$ đặc:

$$2\text{NaBr} + 3\text{H}_2\text{SO}_4 \longrightarrow 2\text{NaHSO}_4 + \text{Br}_2 + \text{SO}_2 + 2\text{H}_2\text{O}$$

$$8\text{NaI} + 9\text{H}_2\text{SO}_4 \longrightarrow 8\text{NaHSO}_4 + 4\text{I}_2 + \text{H}_2\text{S} + 4\text{H}_2\text{O}$$

Xét sự thay đổi số oxi hoá:

• Trong NaBr: Br có số oxi hoá −1. Trong $\text{Br}_2$: Br có số oxi hoá 0 → Br tăng số oxi hoá (nhường electron).
• Trong NaI: I có số oxi hoá −1. Trong $\text{I}_2$: I có số oxi hoá 0 → I tăng số oxi hoá (nhường electron).

→ NaBr và NaI đóng vai trò là chất khử trong phản ứng với $\text{H}_2\text{SO}_4$ đặc.

(Lưu ý: tính khử của ion halide tăng dần theo thứ tự $\text{Cl}^- < \text{Br}^- < \text{I}^-$, nên NaBr chỉ khử $\text{H}_2\text{SO}_4$ thành $\text{SO}_2$, còn NaI khử mạnh hơn nên tạo $\text{H}_2\text{S}$.)

Câu 7 trang 116

Đề bài: Vì sao không dùng trực tiếp nước biển làm nước uống, nước tưới cây?

Lời giải:

Nước biển chứa nồng độ muối rất cao (chủ yếu là NaCl, khoảng 3,5%).

• Đối với cơ thể người: uống nước biển gây mất nước cho tế bào (do tế bào bị mất nước qua thẩm thấu), khiến cơ thể càng khát hơn và dẫn đến rối loạn cân bằng điện giải, có thể nguy hiểm đến tính mạng.
• Đối với cây trồng: nồng độ muối cao trong nước biển làm rễ cây mất nước (do thẩm thấu ngược), cây không hút được nước → cây héo, chết.

→ Vì vậy không dùng trực tiếp nước biển làm nước uống hay nước tưới cây.

Câu 8 trang 116

Đề bài: Nước muối sinh lí thường chia làm hai loại: loại dùng để tiêm truyền tĩnh mạch và loại dùng để nhỏ mắt, nhỏ mũi, súc miệng, rửa vết thương.

a) Loại nào cần vô trùng tuyệt đối và phải dùng theo chỉ định của bác sĩ?

b) Để pha 1 lít nước muối sinh lí NaCl 0,9% dùng làm nước súc miệng thì cần bao nhiêu gam muối ăn?

Lời giải:

a) Loại nước muối sinh lí dùng để tiêm truyền tĩnh mạch cần vô trùng tuyệt đối và phải dùng theo chỉ định của bác sĩ.

(Lý do: dung dịch tiêm truyền đi trực tiếp vào máu, nếu nhiễm khuẩn hoặc dùng sai liều lượng sẽ gây nguy hiểm cho sức khoẻ.)

b) Nước muối sinh lí NaCl 0,9% nghĩa là trong 100 g dung dịch có 0,9 g NaCl. Vì dung dịch loãng nên có thể coi 1 lít dung dịch ≈ 1000 g.

Khối lượng muối ăn cần dùng:

$$m_{\text{NaCl}} = \dfrac{0{,}9}{100} \cdot 1000 = 9 ; \text{g}$$

Kết luận: Cần 9 g muối ăn để pha 1 lít nước muối sinh lí NaCl 0,9%.

ThS. Lê Thị Mai Nhi

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Hoá Học THPT

Trình độ: Thạc sĩ Hóa học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 10+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Chuyên Nguyễn Huệ