Đang tải... (xem toàn văn)
Khí hiđro có tính khử, ở nhiệt độ thích hợp, hiđro không những kết hợp được với đơn chất oxi mà còn có thể kết hợp với nguyên tố oxi trong một số oxit kim loại. Các phản ứng này đều tỏa[r]
(1)PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ HIDRO VÀ NƯỚC
I Lý thuyết & phương pháp giải
Một số lý thuyết cần nắm vững để làm tập lý thuyết hiđro nước: 1 Hiđro
a Tính chất vật lí:
Khí hiđro chất khí khơng màu, khơng mùi, khơng vị, nhẹ khí, tan nước b Tính chất hóa học:
Khí hiđro có tính khử, nhiệt độ thích hợp, hiđro kết hợp với đơn chất oxi mà cịn kết hợp với ngun tố oxi số oxit kim loại Các phản ứng tỏa nhiều nhiệt
a) Tác dụng với oxi
Hiđro cháy oxi cho lửa màu xanh tạo thành nước
Phương trình hóa học: 2H2 + O2 → 2H2O
b) Tác dụng với số oxit kim loại
- Hiđro có tính khử, khử số oxit kim loại nhiệt độ cao
Phương trình hóa học: H2 + CuO → Cu + H2O
c Ứng dụng
- Làm nguyên liệu cho động tên lửa, nhiên liệu cho động ô tô thay cho xăng - Làm nguyên liệu sản xuất amoniac, axit nhiều hợp chất hữu
- Dùng để điều chế kim loại từ oxit chúng
- Bơm vào khinh khí cầu, bóng thám khơng khí nhẹ d Điều chế
a) Trong phịng thí nghiệm
Nguyên tắc: cho axit (HCl H2SO4 loãng) tác dụng với kim loại kẽm (hoặc sắt, nhơm)
Ví dụ: H2SO4 + Zn → ZnSO4 + H2↑
b) Trong công nghiệp
- Điện phân nước: 2H2O điện phân→ 2H2↑ + O2↑
- Hoặc dùng than khử oxi nước lị khí than sản xuất H2 từ khí thiên nhiên, khí dầu mỏ 2 Nước
a Thành phần hóa học nước
a) Sự phân hủy nước: Khi có dịng điện chiều chạy qua, nước bị phân huỷ thành khí hiđro oxi
Phương trình hóa học: 2H2O điện phân→ 2H2↑ + O2↑
(2)Phương trình hóa học: 2H2 + O2 → 2H2O
c) Kết luận
Nước hợp chất tạo nguyên tố hiđro oxi
- Tỉ lệ thể tích: phần khí khí H2 phần khí O2
- Tỉ lệ khối lượng: phần hiđro phần oxi b Tính chất vật lý
- Nước chất lỏng, không màu, không mùi, khơng vị, sơi 100ºC (dưới áp suất khí 760mmHg), hóa rắn 0ºC
- Hồ tan nhiều chất: rắn (như muối ăn, đường…), lỏng (như cồn, axit …), khí (như amoniac, hiđro clorua…)
c Tính chất hóa học
Nước tác dụng với số kim loại nhiệt độ thường, tác dụng với số bazơ tác dụng với nhiều oxit axit
a) Tác dụng với kim loại
Nước tác dụng với số kim loại K, Na, Ca, Ba… nhiệt độ thường tạo bazơ tương ứng khí hiđro
Ví dụ: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑
b) Tác dụng với oxit bazơ
Nước tác dụng với số oxit bazơ K2O, Na2O, CaO, BaO … tạo bazơ
Ví dụ: CaO + H2O → Ca(OH)2
c) Tác dụng với oxit axit
Nước tác dụng với oxit axit tạo axit
Ví dụ: P2O5 + 3H2O → 2H3PO4
c Vai trò nước cách chống ô nhiễm nguồn nước:
a) Vai trò nước
+ Hòa tan chất dinh dưỡng cần thiết cho thể sống
+ Tham gia vào nhiều q trình hóa học quan trọng thể người động vật
+ Có vai trò quan trọng đời sống hàng ngày, sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vân tải,…
b) Cách chống ô nhiễm nguồn nước
+ Không vứt rác thải xuống nguồn nước
(3)II Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Khi thu khí oxi vào ống nghiệm cách đẩy khơng khí, phải để vị trí ống nghiệm nào? Giải thích ? Đối với khí hiđro, có làm khơng? Vì sao?
Lời giải
- Khi thu khí oxi vào ống nghiệm cách đẩy khơng khí, phải để ống nghiệm nằm thẳng đứng, miệng
ống nghiệm hướng lên khí oxi nặng khơng khí (dO2/kk = 32/29 >1)
- Đối với khí hiđro khơng làm khí hiđro nhẹ so với khơng khí nên phải đặt ống nghiệm thẳng đứng miệng ống nghiệm hướng xuống
Ví dụ 2: Những phản ứng hóa học thường dùng để điều chế hiđro phịng thí nghiệm?
a Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑
b 2H2O → 2H2↑ + O2↑
c 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑
d Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑
Lời giải
Vì phịng thí nghiệm, khí hiđro thường điều chế cách cho axit (HCl H2SO4 loãng)
tác dụng với kim loại Zn, Fe, Al
→ Những phản ứng hóa học thường dùng để điều chế hiđro phịng thí nghiệm là:
a Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑
c 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑
d Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑
Ví dụ 3: Tính thể tích khí hiđro khí oxi (ở đktc) cần tác dụng với để tạo 1,8 gam nước Lời giải
Số mol nước tạo thành là: nH2O = 1,8/18 = 0,1 mol
Phương trình hóa học:
2H2 + O2 → 2H2O
0,1 0,05 ← 0,1 (mol)
Thể tích khí hiđro tham gia phản ứng: VH2 = 22,4.nH2 = 22,4.0,1 = 2,24 lít
Thể tích khí oxi tham gia phản ứng: VO2 = 22,4.nO2 = 22,4.0,05 = 1,12 lít
III Bài tập vận dụng
Câu 1: Tính chất sau khơng có khí hiđro: A Nặng khơng khí
(4)D Tan nước Đáp án
Đáp án A
Khí hiđro nhẹ khơng khí: MH2 = g/mol ; Mkk = 29 g/mol
Câu 2: Khí nhẹ khí sau?
A H2
B H2O
C O2
D CO2
Đáp án Đáp án A
Khí hiđro khí nhẹ chất khí
Câu 3: Ở điều kiện thường, hiđro chất trạng thái nào? A Rắn
B Lỏng C Khí
D Hợp chất rắn Đáp án
Đáp án C
Ở điều kiện thường, hiđro chất trạng thái khí Câu 4: Ứng dụng hiđro là:
A Oxi hóa kim loại
B Làm nguyên liệu sản xuất NH3, HCl, chất hữu
C Tạo hiệu ứng nhà kính D Tạo mưa axit
Đáp án Đáp án B
Hiđro dùng làm nguyên liệu sản xuất amoniac, axit nhiều hợp chất hữu Câu 5: Sau phản ứng CuO với H2 có tượng gì?
(5)C Có chất khí bay lên D Khơng có tượng Đáp án
Đáp án B
Phương trình hóa học: H2 + CuO Cu + H2O
Chất rắn ban đầu CuO có màu đen, sau phản ứng chuyển thành Cu có màu đỏ Câu 6: Nước cấu tạo từ nguyên tố hóa học nào?
A Từ nguyên tử hiđro nguyên tử oxi B Từ nguyên tử hiđro nguyên tử oxi C Từ nguyên tử hiđro nguyên tử oxi D Từ nguyên tử hiđro nguyên tử oxi Đáp án
Câu 7: Kết luận sau đúng?
A Tất kim loại tác dụng với nước tạo bazơ tương ứng khí hiđro B Nước chất lỏng không màu, không mùi, không vị
C Nước làm đổi màu quỳ tím
D Na tác dụng với H2O sinh khí O2
Đáp án Đáp án B
A sai khơng phải tất kim loại tác dụng với nước C sai, nước khơng làm đổi màu quỳ tím
D sai Na tác dụng với H2O sinh khí H2
Câu 8: Hiđro oxi hóa hợp theo tỉ lệ thể tích để tạo thành nước?
A phần khí H2 phần khí O2
B phần khí H2 phần khí O2
C phần khí H2 phần khí O2
D phần khí H2 phần khí O2
Đáp án Đáp án A
Phương trình hóa học: 2H2 + O2 2H2O
(6)Câu 9: Dãy gồm kim loại tác dụng với nước nhiệt độ thường là: A Fe, Mg, Al
B Fe, Cu, Ag C Zn, Al, Ag D Na, K, Ca Đáp án Đáp án D
Các kim loại Na, K, Ca tác dụng với nước nhiệt độ thường Câu 10: Trong phân tử nước có phần trăm khối lượng nguyên tố H là: A 11,10%
B 88,97% C 90,00% D 10,00% Đáp án Đáp án A
Phần trăm khối lượng nguyên tố H là:
(7)Website HOC247 cung cấp môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thơng minh, nội dung giảng biên soạn công phu giảng dạy giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ sư phạm đến từ trường Đại học trường chuyên danh tiếng
I Luyện Thi Online
- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ Trường ĐH THPT danh tiếng
xây dựng khóa luyện thi THPTQG mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học Sinh Học
- Luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán: Ôn thi HSG lớp luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán
trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An trường
Chuyên khác TS.Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo Thầy Nguyễn Đức
Tấn.
II. Khoá Học Nâng Cao HSG
- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Tốn Chun dành cho em HS
THCS lớp 6, 7, 8, yêu thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập trường đạt điểm tốt kỳ thi HSG
- Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng phân mơn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học Tổ Hợp
dành cho học sinh khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh
Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn đơi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia
III Kênh học tập miễn phí
- HOC247 NET: Website hoc miễn phí học theo chương trình SGK từ lớp đến lớp 12 tất
các môn học với nội dung giảng chi tiết, sửa tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú cộng đồng hỏi đáp sôi động
- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp Video giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa tập, sửa đề thi miễn phí từ lớp đến lớp 12 tất mơn Tốn- Lý - Hố, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học Tiếng Anh
Vững vàng tảng, Khai sáng tương lai
Học lúc, nơi, thiết bi – Tiết kiệm 90%
Học Toán Online Chuyên Gia