Hidro là một nguyên tố khá phổ biến trong tự nhiên nói chung cũng như trong hóa học nói riêng. Ở bài viết này THPT Sóc Trăng books sẽ giải đáp cho các em một số vấn đề liên quan đến tính chất hóa học của Hidro cũng như những ứng dụng vô cùng quan trọng của nguyên tố này.
Tính chất hóa học của Hidro
Dưới đây là những tính chất hóa học nổi bật nhất của nguyên tố hidro. Những tính chất mang tính đặc trưng và ứng dụng cao trong bộ môn hóa học cũng như thực tiễn
Bạn đang xem: Tính chất hóa học của Hidro và ứng dụng của Hidro trong đời sống
Thí nghiệm đưa ngọn lửa chỉ chứa khí H2 vào trong lọ đựng khí Oxi ta thu được những nhận xét sau:
Hidro tiếp xúc với Oxi ở nhiệt độ cao tiếp tục cháy mạnh hơn và trên thành lọ những giọt nước nhỏ li ti. Nếu đốt Hidro trong không khí cũng mang lại những giọt nước tương tự.
Phương trình hóa học: 2H2 + O2 —–to—> 2H2O
Nhận xét:
- Hidro tác dụng với Oxi ở nhiệt độ cao
- Hỗn hợp khí Oxi và khí hidro là một hỗn hợp nổ
- Theo chứng minh, hỗn hợp này sẽ gây nổ lớn nhất nếu trộn nhau ở tỉ lệ là 2:1
Hidro tác dụng với Đồng Oxit [CuO]
Thí nghiệm: Cho luồng khí hidro tinh khiết đi qua bột Oxit của Cu [CuO], sau đó đốt đến nhiệt độ trên 400 độ C, ta có nhận xét sau:
- Ở nhiệt độ thường không có phản ứng hóa học xảy ra
- Đốt nóng tới khoảng 400 độ C, CuO màu đen chuyển sang màu đỏ gạch của Cu
Phương trình phản ứng: H2 [k] + CuO[r] —–to–> H2O[h] + Cu[r]
Tính chất rút ra: Khí hidro đã chiếm lấy nguyên tốt Oxi trong hợp chất oxit của Cu, CuO. Do đó ta nói Hidro có tính chất khử.
Kết luận tổng quát:
Sau 2 thí nghiệm trên ta có thể kết luận khí Hidro không chỉ kết hợp được với đơn chất Oxi mà nó còn kết hợp được với Oxi trong một số Oxit kim loại và cho ra phản ứng tỏa nhiều nhiệt. Do đó, tính khử là một trong những tính chất hóa học của hidro và được xem là một tính chất khá quan trọng.
Ứng dụng của Hidro trong thực tế
Một số tính chất ứng dụng phổ biến của khí Hiro là:
- Dùng trong động cơ tên lửa, làm nhiên liệu thay cho những nhiên liệu như xăng, dầu. Do tính chất cháy sinh ra nhiều nhiệt hơn, nên thường được thay thế bởi các nguyên liệu khác
- Dùng làm đèn xì – oxi để hàn cắt kim loại [ Hidro phản ứng với Oxi tỏa nhiệt lớn]
- Là nguồn nguyên liệu quan trọng để sản xuất các hợp chất hữu cơ cũng như axit, amoniac
- Điều chế kim loại nhờ vào khả năng khử hợp chất oxit
- Hidro là khí nhẹ nhất, do đó thường dùng để vận hành khinh khí cầu, sản xuất bóng bay..
✓ Học sinh nên thuộc bài ca hóa trị.
Bài tập liên quan đến khí hidro
Câu 1: Các chất nào trong những chất dưới đây dùng để điều chế khí hidro:
A. H2O; HCl ; H2SO4
B. HNO3; H3PO4; NaHCO3
C. CaCO3; Ca[HCO3]2; KClO3
D. NH4Cl; KMnO4; KNO3
Lời giải:
Đáp án là A:
- Điện phân H2O thu được H2
- HCl,H2SO4 tác dụng với kim loại đứng trước H trong dãy hoạt động hóa học để thu được khí H2 nguyên chất
Câu 2: Người ta điều chế được 24 g đồng bằng cách dùng hiđro để khử đồng [II] oxit.
a. Khối lượng đồng [II] oxit bị khử là:
A. 15 g B. 45 g C. 60 g D. kết quả khác.
b. Thể tích hiđro [đktc] đã dùng là:
A.8,4 lít B. 12,6 lít C. 4,2 lít D. kết quả khác
Lời giải:
Phương trình hóa học: H2 + CuO ——-> H2O + Cu
n Cu = 24 /64 =0.375 mol
n CuO = n H2 = 0.375 mol
—-> m CuO = 0.375×80 = 30 gam. Chọn D. Kết quả khác [ cau a]
—-> V[H2] = 0.375×22.4 = 8.4 lít
Câu 3: Trong vỏ Trái Đất, hiđro chiếm 1% về khối lượng và silic chiếm 26% về khối lượng. Hỏi nguyên tố nào có nhiều nguyên tử hơn trong vỏ Trái Đẩt ?
Lời giải:
1 nguyên tử H có khối lượng là 1 [đvC]
1 nguyên tử Silic có khối lượng là 28 [đvC]
Gọi khối lượng của vỏ trái đất là X.
- Khối lượng Silic là: 0.26X, suy ra có số nguyên tử H là: 0.26X/28 = 0.0093X…
- Khối lượng H là: 0.01X, suy ra có số nguyên tử Si là: 0.01X/1 = 0.01X…
Do đó có nhiều nguyên tử H hơn mặc dù nó có khối lượng nhỏ hơn Si rất nhiều.
Với 3 bài tập trên đã hệ thống cho các em toàn bộ lý thuyết về tính chất hóa học của Hidro cũng như các dạng toán đặc trưng. 3 dạng toán mà chúng ta thường gặp là điều chế hidro, tính khử hidro và về khối lượng Hidro. Có bất kì thắc mắc gì về bài viết này các em có thể để lại lời nhắn ở dưới bài viết này. Chúc các em học tốt.
Đăng bởi: THPT Sóc Trăng
Chuyên mục: Giáo dục
Bản quyền bài viết thuộc trường trung học phổ thông Sóc Trăng. Mọi hành vi sao chép đều là gian lận.
Nguồn chia sẻ: Trường THPT Thành Phố Sóc Trăng [thptsoctrang.edu.vn]
17:43:5513/02/2020
Vậy phản ứng thế là gì? Phương pháp, cách thức để điều chế Hiđro trong công nghiệp và trong phòng thí nghiệm được thực hiện như thế nào? chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết này.
I. Điều chế khí Hiđro
1. Điều chế khí hiđro trong phòng thí nghiệm
- Trong phòng thí nghiệm để điều chế H2 thường sử dụng axit HCl [hoặc H2SO4 loãng] và kim loại Zn [hoặc Fe, hoặc Al].
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑
- Khí H2 ít tan trong nước và nhẹ hơn không khí nên ta có thể thu H2 theo 2 cách: Đẩy nước và đẩy không khí.
hình b] thu khí hidro bằng cách đẩy không khí
2. Điều chế hiđro trong công nghiệp
- Trong công nghiệp người ta điều chế hiđro bằng cách điện phân nước hoặc dùng than khử oxi của nước trong lò khí than hoặc điều chế H2 từ khí thiên nhiên, khí dầu mỏ.
2H2O -điện phân→ 2H2 + O2
II. Phản ứng thế là gì?
- Định nghĩa: Phản ứng thế là phản ứng hóa học trong đó nguyên tử của đơn chất thay thế nguyên tử của một nguyên tố khác trong hợp chất. Ví dụ:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑
[Nguyên tử Zn và Fe đã thay thế nguyên tử H trong hợp chất HCl và H2SO4]
III. Bài tập vận dụng điều chế hidro, phản ứng thế
* Bài 1 trang 117 SGK Hóa 8: Những phản ứng hóa học nào dưới đây có thể được dùng để điều chế hiđro trong phòng thi nghiệm?
a] Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑
b] 2H2O → 2H2↑ + O2↑
c] 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑
° Lời giải bài 1 trang 117 SGK Hóa 8:
- Phản ứng hóa học điều chế H2 trong phòng thí nghiệm là: a] và c]
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑
* Bài 2 trang 117 SGK Hóa 8: Lập phương trình hóa học của các phản ứng sau đây và cho biết chúng thuộc loại phản ứng hóa học nào?
a] Mg + O2 → MgO.
b] 2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2.
c] Fe + CuCl2 → FeCl2 + Cu.
° Lời giải bài 2 trang 117 SGK Hóa 8:
a] 2Mg + O2 → 2MgO
- Là phản ứng oxi hóa khử [phản ứng hóa hợp].
b] 2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2.
- Là phản ứng oxi hóa khử [phản ứng phân hủy].
c] Fe + CuCl2 → FeCl2 + Cu.
- Là phản ứng thế.
* Bài 3 trang 117 SGK Hóa 8: Khi thu khí oxi vào ống nghiệm bằng cách đẩy không khí phải để vị trí ống nghiệm như thế nào? Vì sao? Đối với khí hiđro, có làm thế được không? Vì sao?
° Lời giải bài 3 trang 117 SGK Hóa 8:
• Cách để ống nghiệm khi thu khí oxi:
- Để ống nghiệm thẳng đứng, miệng ống nghiệm hướng lên trên vì trọng lượng khí oxi [M=32g] lớn hơn trọng lượng không khí [M=29g]
• Cách để ống nghiệm khi thu khí hidro:
- Để ống nghiệm thẳng đứng và miệng ống nghiệm hướng xuống dưới do trọng lượng của khí hidro [M=2g] nhẹ hơn trọng lượng của không khí [M=29g].
* Bài 4 trang 117 SGK Hóa 8: Trong phòng thí nghiệm hóa học có các kim loại kẽm và sắt, dung dịch HCl và axit H2SO4.
a] Viết các phương trình hóa học có thể điều chế hiđro;
b] Phải dùng bao nhiêu gam kẽm, bao nhiêu gam sắt để điều chế được 2,24 lít khí hiđro [đktc]?
° Lời giải bài 4 trang 117 SGK Hóa 8:
a] Phương trình hóa học của phản ứng:
[1] Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑
[2] Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑
[3] Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑
[4] Fe + H2SO4 [l] → FeSO4 + H2↑
b] Theo bài ra thu được 2,24 lít H2 nên:
- Theo phương trình hóa học [1] và [2]: ∑nZn = ∑nH2 = 0,1 [mol]
⇒ Khối lượng kẽm cần dùng là: m = 0,1.65 = 6,5 [g]
- Theo phương trình hóa học [3] và [4]: ∑nFe = ∑nH2 = 0,1 [mol]
⇒ Khối lượng sắt cần dùng là: m = 0,1.56 = 5,6 [g].
* Bài 5 trang 117 SGK Hóa 8: Cho 22,4g sắt tác dụng với dung dịch loãng có chứa 24,5g axit sunfuric.
a] Chất nào còn dư sau phản ứng và dư bao nhiêu gam?
b] Tính thể tích khí hiđro thu được ở đktc.
° Lời giải bài 5 trang 117 SGK Hóa 8:
- Theo bài ra, có 22,4[g] sắt và 24,5[g] axit sunfuric nên số mol của Fe và H2SO4 là:
- Phương trình hóa học của phản ứng:
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑
1 mol 1 mol
0,4 0,25 mol
- Lập tỉ lệ so sánh, ta thấy:
⇒ Fe dư, H2SO4 phản ứng hết nên các tính toán tính theo số mol của H2SO4
- Theo PTPƯ nFe [pư] = nH2SO4 = 0,25[mol] ⇒ nFe [dư] = 0,4 – 0,25 = 0,15[mol].
⇒ mFe [dư] = n.M = 0,15.56 = 8,4[g].
- Theo PTPƯ thì: nH2 = nH2SO4 = 0,25 [mol].
⇒ VH2 = n.22,4 = 0,25.22,4 = 5,6[lít].
Hy vọng bài viết này đã giúp các em hiểu Phản ứng thế là gì? Cách điều chế Hiđro trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp. HayHocHoi chúc các em học tốt, mọi góp ý và thắc mắc các em hãy để ở phần nhận xét dưới bài viết nhé.
¤ Xem thêm các bài viết khác tại:
» Mục lục bài viết SGK Hóa 8 Lý thuyết và Bài tập
» Mục lục bài viết SGK Vật lý 8 Lý thuyết và Bài tập