A. Kiến thức cơ bản
1. Điều chế H2
- Trong phũng thớ nghiệm
Kim loại (trước H) + Axit Muối H2 *Axit thường gặp là: HCl, H SO2 4
Vớ dụ: Ag HCl
2 4 4 2
Mg H SO MgSO H
- Trong cụng nghiệp: 2H O2 dp 2H2 O2
2. Phản ứng thế: là phản ứng húa học giữa đơn chất và hợp chất trong đú nguyờn tử của đơn
chất thay thế nguyờn tử của nguyờn tố khỏc trong hợp chất.
B. Bài tập
Cõu 1. Những phản ứng húa học nào dưới đõy cú thể được dựng để điều chế hiđro trong
phũng thớ nghiệm? 2 4 4 2 2 2 2 3 2 a) Zn H SO ZnSO H b)2H O 2H O c)2Al 6HCl 2AlCl 3H Hướng dẫn giải
Phản ứng húa học điều chế H2 trong phũng thớ nghiệm là: a) và c)
Cõu 2. Lập phương trỡnh húa học của cỏc phản ứng sau đõy và cho biết chỳng thuộc loại phản
ứng húa học nào?
2
4 2 4 2 2
2 2
a)Mg O MgO
b)2KMnO K MnO MnO O
c)Fe CuCl FeCl Cu
Hướng dẫn giải
Phản ứng a) 2Mg + O2 → 2MgO. Phản ứng oxi húa khử ( phản ứng húa hợp). Phản ứng b) là phản ứng oxi- húa khử (phản ứng phõn hủy).
Phản ứng c) là phản ứng thế.
Cõu 3. Khi thu khớ oxi vào ống nghiệm bằng cỏch đẩy khụng khớ phải để vị trớ ống nghiệm
như
thế nào? Vỡ sao? Đối với khớ hiđro, cú làm thế được khụng? Vỡ sao?
Hướng dẫn giải
Vỡ khớ O2 (M =32) nặng hơn khụng khớ (M = 29) nờn khi thu khớ oxi ta cú thể để ống nghiệm nghiờng hoặc để đứng cũn khớ H2 nhẹ hơn khụng khớ nờn khi thu khớ phải ỳp ngược ống nghiệm khụng được để đứng ống nghiệm.
Cõu 4. Trong phũng thớ nghiệm húa học cú cỏc kim loại kẽm và sắt, dung dịch HCl và axit
H2SO4.
a) Viết cỏc phương trỡnh húa học cú thể điều chế hiđro.
b) Phải dựng bao nhiờu gam kẽm, bao nhiờu gam sắt để điều chế được 2,24 lớt khớ
hiđro (đktc)?
Phương trỡnh húa học của phản ứng: 2 4 4 2 2 4 4 2 2 2 2 2 Fe H SO FeSO H (1) Zn H SO ZnSO H (2) Fe 2HCl FeCl H (3) Zn 2HCl ZnCl H (4) 2 H 2,24 n 0,1mol 22, 4
Theo phương trỡnh (3) mFecần dựng: mFe 56.0,1 5,6 gam Theo phương trỡnh (4)mZn cần dựng:mZn 0,1.65 6, 5gam
Cõu 5. Cho 22,4g sắt tỏc dụng với dung dịch loóng cú chứa 24,5g axit sunfuric. a) Chất nào cũn dư sau phản ứng và dư bao nhiờu gam?
b) Tớnh thể tớch khớ hiđro thu được ở đktc. Hướng dẫn giải 2 4 Fe H SO 22, 4 24,5 n 0, 4 mol;n 0,25mol 56 98
Phương trỡnh húa học của phản ứng:
2 4 4 2
Fe H SO FeSO H
0,25 0,25 0,25
So sỏnh tỉ lệ 0,4/1 > 0,25/1 ⇒ Fe dư
a) Khối lượng sắt dư là:mFe (0, 4 0, 25).56 8, 4 gam
b) Thể tớch khớ hiđro là:
2
H
V 0, 25.22, 4 5,6 lit
Cõu 6. Cho cỏc phản ứng húa học sau:
3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 4 2 4 3 2 2 2 2 3 2
(1)Cu 2AgNO Cu(NO ) 2Ag (2)Na O H O 2NaOH (3)Fe 2HCl FeCl H (4)CuO 2HCl CuCl H O (5)2 Al 3H SO Al (SO ) 3H (6)Mg CuCl MgCl Cu (7)CaO CO CaCO (8) HCl NaOH NaCl H O Số phản ứng thuộc loại phản ứng thế là: A. 3. B. 4. C. 5. D. 6. Hướng dẫn giải Chọn B gồm (1), (3), (5), (6)
Cõu 7. Một học sinh làm thớ nghiệm như sau:
(1). Cho dung dịch axit HCl tỏc dụng với đinh Fe sạch. (2). Đun sụi nước.
(3). Đốt một mẫu cacbon. Hỏi:
a) Trong những thớ nghiệm nào cú sản phẩm mới xuất hiện, chất đú là chất gỡ? b) Trong thớ nghiệm nào cú sự biểu hiện của thay đổi trạng thỏi?
c) Trong thớ nghiệm nào cú sự tiờu oxi? Hướng dẫn giải
a) Sản phẩm mới xuất hiện ở thớ nghiệm 1 đú là FeCl2 và H2.
Và ở thớ nghiệm 3 đú là CO2. TN1: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
b) Đú là TN2, nước chuyển từ thể lỏng sang thể hơi.
c) Đú là TN3 cú sự tiờu hao oxi do sự chỏy xảy ra.TN3: C + O2 → CO2 Cõu 8. a) Viết phương trỡnh phản ứng điều chế hiđro trong phũng thớ nghiệm.
b) Nguyờn liệu nào được dựng để điều chế H2 trong phũng thớ nghiệm, trong cụng
nghiệp.
Hướng dẫn giải
a) Điều chế hiđro trong phũng thớ nghiệm:
Kim loại (trước H) + Axit HCl (hoặc H SO2 4) Muối H2
2 2
2 4 2 4 3 2
Zn 2HCl ZnCl H
2Al 3H SO Al (SO ) 3H
b) Nguyờn liệu để điều chế H2 trong phũng thớ nghiệm:
- Kim loại: Fe, Zn, Al, Mg.
- Axit: HCl, H2SO4 loóng.(khụng dựng axit nitric) Nguyờn liệu dể điều chế H2 trong cụng nghiệp:
- Chủ yếu là khớ thiờn nhiờn, chủ yếu là CH4 ( metan) cú lẫn O2 và hơi nước:
0
800 900 C
4 2 2 2 2
2CH O 2H O 2CO 6H
- Tỏch hiđro từ khớ than cốc hoặc từ chế biến dầu mỏ, được thực hiện bằng cỏch làm lạnh, ở đú tất cả cỏc khớ, trừ hiđro, đều bị húa lỏng.
Cõu 9 Một em học sinh tự làm thớ nghiệm ở nhà, cho đinh sắt sạch vào giấm ăn ( dung dịch
axit axetic CH3COOH).
Thớ nghiệm trờn và thớ nghiệm điều chế hiđro trong sỏch giỏo khoa ( Bài 33) cú những hiện tượng gỡ khỏc nhau, em hóy so sỏnh. Cho biết khớ thoỏt ra là khớ gỡ? Cỏch nhận biết.
Hướng dẫn giải
- So với thớ nghiệm ở SGK, thớ nghiệm này cú ớt bọt khớ xuất hiện trờn bề mặt mảnh sắt, khớ thoỏt ra khỏi
dung dịch giấm ăn chậm, mảnh sắt tan dần chậm hơn mảnh Zn. - Khớ thoỏt ra là khớ hiđro.
- Nhận biết:
* Đưa que đúm đang chỏy vào đầu ống dẫn khớ, khớ thoỏt ra sẽ chỏy trong khụng khớ với ngọn lửa màu xanh nhạt, đú là khớ H2.
* Đưa que đúm cũn tàn đỏ vào ống dẫn khớ, khớ thoỏt ra khụng làm cho than hồng bựng chỏy.
Cõu 10. Trong phũng thớ nghiệm cú cỏc kim loại kẽm và magie, cỏc dung dịch axit sunfuric
loóng H2SO4 và axit clohiđric HCl.
a) Hóy viết cỏc phương trỡnh phản ứng để điều chế khớ H2.
b) Muốn điều chế được 1,12 lit khớ hiđro (đktc) phải dựng kim loại nào, axit nào chỉ
Hướng dẫn giải 2 2 2 4 4 2 2 2 2 4 4 2 a) Zn 2HCl ZnCl H (1) Zn H SO ZnSO H (2) Mg 2HCl MgCl H (3) Mg H SO MgSO H (4) b) 2 H 1,12 n 0,05mol 22, 4
Muốn điều chế 1,12 lớt khớ hiđro với khối lượng kim loại và axit nhỏ nhất cần phải dựng kim loại magie và axit clohiđric. Theo cỏc phương trỡnh húa học trờn thỡ khối lượng nguyờn tử Mg nhỏ hơn khối lượng nguyờn tử kẽm. Khối lượng phõn tử axit HCl nhỏ hơn khối lượng phõn tử axit H2SO4 .
Cõu 11. Trong giờ thực hành húa học, học sinh A cho 32,5g kẽm vào dung dịch H2SO4
loóng, học sinh B cho 32,5g sắt cũng là dung dịch H2SO4 loóng ở trờn. Hóy cho biết học sinh nào thu
được khớ hiđro nhiều hơn? (đo ở cựng điều kiện nhiệt độ, ỏp suất)
Hướng dẫn giải Zn Fe 32,5 32,5 n 0,5mol;n 0,58mol 65 56 Phương trỡnh húa học: 2 4 4 2 2 4 4 2 Zn H SO ZnSO H (1) 0, 5 mol 0, 5 mol Fe H SO FeSO H (2) 0, 58 mol 0, 58 mol
Học sinh B thu được số mol khớ nhiều hơn.
Cõu 12. Trong giờ thực hành húa học, một học sinh nhỳng một đinh sắt vào dung dịch muối
đồng sunfat CuSO4. Sau một thời gian, lấy đinh sắt ra khỏi dung dịch muối. Thanh sắt bị phủ một lớp
màu đỏ gạch và dung dịch cú muối sắt (II) sunfat FeSO4.
a) Hóy viết phương trỡnh phản ứng.
b) Hóy cho biết phản ứng trờn thuộc loại phản ứng nào? Hướng dẫn giải
a) Phương trỡnh húa học:
4 4
Fe CuSO FeSO Cu
b) Phản ứng trờn là phản ứng thế, nguyờn tử Fe đó thế chỗ nguyờn tử Cu trong
4
CuSO .
Cõu 13. Cho 6,5g kẽm vào bỡnh dung dịch chứa 0,25 mol axit clohidric. a) Tớnh thể tớch khớ hidro thu được ở đktc.
b) Sau phản ứng cũn dư chất nào? Khối lượng là bao nhiờu gam? Hướng dẫn giải Zn HCl 6,5 n 0,1mol;n 0,25mol 65 Phương trỡnh húa học là:
2
2 2
H
Zn 2HCl ZnCl H
1mol 2 mol 1mol
0,1mol 0,2 mol 0,1mol
V 0,1.22, 4 2,24 l
b) Chất dư là HCl.
Theo phương trỡnh húa học trờn, số mol và khối lượng HCl dư là
HCl HCl
n 0,25 0,2 0,05mol m 0,05.36,5 1,825gam
Cõu 14. So sỏnh thể tớch khớ hidro ( đktc) thu được trong mỗi trường hợp sau: a) 0,1 mol Zn tỏc dụng với dung dịch H2SO4 loóng, dư.
0,1 mol Al tỏc dụng với dung dịch H2SO4 loóng, dư
b) 0,2 mol Zn tỏc dụng với dung dịch HCl dư
0,2 Al tỏc dụng với dung dịch HCl dư.
Hướng dẫn giải a) Phương trỡnh húa học: 2 4 4 2 2 4 2 4 3 2 Zn H SO ZnSO H 1mol 1mol 0,1mol 0,1mol 2Al 3H SO Al (SO ) 3H 2 mol 3 mol 0,1mol 0,15 mol
Thể tớch khớ hiđro do 0,1 mol nhụm sinh ra nhiều hơn 0,1 mol kẽm sinh ra: 3,36 l 2,24 l 0,15.22, 4 0,1.22, 4 b) Phương trỡnh húa học: 2 4 4 2 2 4 2 4 3 2 Zn H SO ZnSO H 1mol 1mol 0, 2 mol 0, 2 mol 2Al 3H SO Al (SO ) 3H 2 mol 3 mol 0, 2 mol 0,3 mol
Thể tớch khớ hiđro do 0,2 mol nhụm sinh ra nhiều hơn 0,2 mol kẽm sinh ra:
6,72 l 4,48l
0,3.22, 4 0, 2.22, 4