Khí Clo được điều chế bằng phương pháp

Câu hỏi:Cách điều chế Cl2?

Lời giải:

Các cách điều chế khí Cl2

Điều chế khí Clo trong phòng thí nghiệm (HCl ra Cl2), (KCl ra Cl2) (KMnO4 ra Cl2) (MnO2 + HCl đặc)

Phương phápđiều chế Clo trong phòng thí nghiệm:

Đun nóng nhẹ dung dịch axit HCl đậm đặc với chất có khả năng oxy hóa mạnh như mangan dioxit (MnO2).

Phương trình phản ứng xảy ra như sau:

MnO2+ 4HCl →MnCl2+ Cl2+ 2H2O

Nếu muốn thu được khí Clo tinh khiết, cần tiếp tục thực hiện các bước sau:

• Cho khí Clo qua bình axit sulfuric đặc, nó sẽ được làm khô nước.
• Thu khí Clo bằng phương pháp đẩy không khí do khí Clo nặng hơn không khí.
• Sử dụng bông tẩm xút, tránh khí Clo bay ra bên ngoài vì Clo là khí độc

Ngoài MNO2 có thể dùng một số chất oxy hóa khác như kali pemanganat (KMnO4), Kali Clorat (KClO3), Clorua vôi (CaOCl2)

2KMnO4+ 16HCl →2KCl + 2MnCl2+ 8H2O + 5Cl2

Điều chế Clo trong phòng thí nghiệm bằng Kali pemanganat

KClO3+ 6HCl →KCl + 3H2O + 3Cl2

CaOCl2+ 2HCl →Cl2+ CaCl2+ H2O

Điều chế khí Cl2 trong công nghiệp (NaCl ra Cl2)

Điều chế Clo trong phòng thí nghiệm chỉ thu được một lượng nhỏ, không đủ phục vụ cho nhiều ứng dụng trong cuộc sống.

Do đó, điều chế công nghiệp là việc rất cần thiết. Các nhà sản xuất tiến hành điện phân muối Natri Clorua bằng điện phân nóng chảy theo phương trình phản ứng:

2NaCl→2Na + Cl2

Hoặc điện phân có màng ngăn dung dịch muối halogenua (natri clorua)

2NaCl + 2H2O→H2+ 2NaOH + Cl2

Cùng Top lời giải tìm hiểu chi tiết hơn về Cl2 và tính chất của Cl2 nhé:

I. Trạng thái tự nhiên và tính chất vật lí

1. Trạng thái tự nhiên

- Clo tồn tại ở dạng hợp chất: Chủ yếu ở dạng muối clorua, quan trọng nhất là NaCl. NaCl có trong nước biển và đại dương. NaCl được tìm thấy ởtrạng thái rắn gọi là muoosimor. KCl cũng khá phổ biến, nó có trong khoáng vật cacnalit KCl.MgCl2.6H2O và xinvinit NaCl.KCl.

1. Tính chất vật lí

- Clo là chất khí, màu vàng lục, mùi xốc, nặng hơn không khí.

- Khí clo tan vừa phải trong nước tạo thành nước clo có màu vàng nhạt. Clo tan nhiều trong các dung môi hữu cơ.

* Lưu ý:Khí clo độc.

Clo rất có hại cho sức khỏe con người. Clo bất luận ở dạng khí hay lỏng cũng có thể là nguyên nhân gây tổn thương vĩnh viễn, đặc biệt hơn là có thể gây tử vong. Nhìn chung sự tổn thương vĩnh viễn xảy ra là do hơi của khí Clo. Clo tiềm ẩn của sự xuất hiện bệnh về cổ họng, mũi và đường hô hấp (đường thực quản gần phổi). Hậu quả nghiêm trọng trong giai đoạn ngắn:

- Ảnh hưởng của mật độ 250ppm cho 30 phút có thể gây tử vong cho người lớn

- Sự kích thích cao xuất hiện khí, khi hít vào có thể làm bỏng da và mắt.

Hậu quả của bệnh mãn tính sẽ phần nào gây chết người trong thời gian dài: Đối với tác động lâu dài của khí Clo, sẽ làm cho người ta trở nên già trước tuổi, gây ra những vấn đề về phế quản, sự ăn mòn của răng, các bệnh lien quan đến phổi như lao và khí thũng.

II. Tính chất hóa học

* Nhận xét:

- Do lớp e ngoài cùng đã có 7e nên clo là phi kim điển hình, dễ nhận thêm 1e→tính oxi hóa mạnh.

Cl2+ 2e→ 2Cl- (ion clorua)

- Trong các hợp chất, clo thường có mức oxi hóa -1.

- Trong hợp chất với F hoặc O, clo còn có mức oxi hóa +1; +3; +5; +7.

→ Clo có tính oxi hóa mạnh. Ngoài ra, trong một số trường hợp clo có tính khử.

1. Tác dụng với kim loại

- Clo tác dụng với hầu hết các kim loại trừ Au và Pt→muối halogenua.

- Các phản ứng thường xảy ra ở nhiệt độ đun nóng.

- Muối thu được thường ứng với mức hóa trị cao của kim loại.

Ví dụ: 2Fe + 3Cl2→ 2FeCl3

2. Tác dụng với hidro

H2+ Cl2→2HCl (ánh sáng)

* Lưu ý:Nếu tỉ lệ số mol H2và Cl2là 1:1→ hỗn hợp nổ.

3. Tác dụng với nước

-Cl2 có phản ứng thuận nghịch với nước:

H2O + Cl2↔HCl + HClO(axit clohiđric và axit hipoclorơ)

Vì HClO có oxi hóa rất mạnh và có tính tẩy màu. Nên có thể dùng nước Clo để tẩy màu hoặc sát trùng.

4. Tác dụng với dung dịch muối của các halogen yếu hơn

Cl2+ 2NaBr →2NaCl + Br2

Cl2+ 2KI →2KCl + I2

5. Tác dụng với các hợp chất có tính khử

2FeCl2+ Cl2→2FeCl3

3Cl2+ 2NH3→N2+ 6HCl

* Lưu ý:NH3được dùng để khử độc khí clo trong phòng thí nghiệm

4Cl2+ H2S + 4H2O→8HCl + H2SO4

Ứng dụng của khí Clo trong thực tế

• Axit hypocloro HClO được dùng để khử trùng nước uống và nước hồ bơi.
• Clo được dùng khá phổ biến trong sản xuất giấy, khử trùng, thuốc nhuộm sợi vải, thực phẩm, thuốc diệt trừ sâu bệnh hại, các loại sơn, công nghiệp hóa dầu, sản xuất chất dẻo dung môi và rất nhiều sản phẩm tiêu dùng khác.

III. Ứng dụng Clo trong thực tế

• Khí Clo được dùng để làm sạch nước, tẩy trắng hoặc khử trùng
• Là thuốc thử của ngành công nghiệp hóa chất
• Sản xuất nước Ja-ven, Clorua vôi, axit clorua….
• Người ta cũng dùng Clo để sản xuất Clorat, Clorofom, tetraclorua cacbon cũng như chiết xuất brom.
• Điều chế nhiều loại dung môi công nghiệp như cacbon tetra clorua để sản xuất nhiều chất polime như nhựa PVC, cao su tổng hợp…
• Điều chế Clo trong phòng thí nghiệm để dùng cho các phản ứng hóa học, phục vụ công tác giảng dạy, nghiên cứu.

IV. Mức độ nguy hiểm của khí Clo

• Trộn khí Clo với nước tiểu hoặc sản phẩm tẩy rửa sẽ sản sinh khí độc gồm Clo và triclorua nito. Do đó cần thận trọng với hỗn hợp này.
• Trong trường hợp phơi nhiễm khí Clo nồng độ cao, dù không gây nguy hiểm tới tính mạng con người nhưng cũng làm tổn thương nghiêm trọng trong phổi như tích tụ huyết thanh hoặc phồng rộp.
• Phơi nhiễm Clo thấp làm phổi suy yếu, dễ bị rối loạn hô hấp
• Đối với trẻ nhỏ và người cao tuổi, khí Clo dễ gây kích ứng màng nhày, cháy da.

Trong công nghiệp, khí clo được điều chế bằng phương pháp điện phân dung dịch NaCl bão hòa có màng ngăn xốp. Khí clo thu được ở cực dương, khí hiđro thu được ở điện cực âm, dung dịch thu được là NaOH.

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Nước clo là dung dịch hỗn hợp các chất

Xem đáp án » 15/12/2021 6,822

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

a) Dung dịch HCl.

b) Dung dịch NaOH.

c) Dung dịch NaCl.

d) Nước.

Trường hợp nào đúng? Hãy giải thích

Xem đáp án » 15/12/2021 4,267

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.

Xem đáp án » 15/12/2021 3,962

Clo tác dụng với natri hiđroxit ở điều kiện thường

Xem đáp án » 15/12/2021 3,589

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.

Xem đáp án » 15/12/2021 3,468

Clo là chất khí có màu

Xem đáp án » 15/12/2021 2,809

Chất có thể dùng để điều chế clo trong phòng thí nghiệm là

Xem đáp án » 15/12/2021 2,175

Phương trình phản ứng viết sai là

Xem đáp án » 15/12/2021 1,890

Dẫn khí clo vào dung dịch KOH tạo thành dung dịch hai muối. Viết các phương trình hóa học.

Xem đáp án » 15/12/2021 1,739

Các khí có thể tồn tại trong một hỗn hợp ở bất kì điều kiện là

Xem đáp án » 15/12/2021 1,723

Nêu tính chất hóa học của clo. Viết các phương trình hóa học minh họa.

Xem đáp án » 15/12/2021 1,561

Khi dẫn khí clo vào nước xảy ra hiện tượng vật lí hay hiện tượng hóa học? Giải thích.

Xem đáp án » 15/12/2021 1,159

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

Xem đáp án » 15/12/2021 846

Khi dẫn khí clo vào nước xảy ra hiện tượng

Xem đáp án » 15/12/2021 612

Cho dung dịch axit có chứa 7,3 gam HCl tác dụng với MnO2 dư. Thể tích khí clo sinh ra (đktc) là

Xem đáp án » 15/12/2021 564