Bài 33. Điều chế Hiđro - Phản ứng thế
Lý thuyết
Mục lục
* * * * *
Bài 33.1 Trang 46 Sách bài tập (SBT) Hóa học 8
Cho các phản ứng hoá học sau :
Cu + 2AgNO3 \( \to \) Cu(NO3)2 + 2Ag \( \downarrow \)
Na2O + H2O \( \to \) 2NaOH
Fe + 2HCl \( \to \) FeCl2 + H2 \( \uparrow \)
CuO + 2HCl \( \to \)CuCI2 + H2O
2Al + 3H2SO4 \( \to \) Al2(SO4)3 + 3H2 \( \uparrow \)
Mg + CuCl2 \( \to \) MgCl2 + Cu \( \downarrow \)
CaO + CO2 \( \to \) CaCO3
HCl + NaOH \( \to \) NaCl + H2O
SỐ phản ứng thuộc loại phản ứng thế là
A. 3. B. 4. C. 5. D. 6
Hướng dẫn giải
Phương án B. Đó là các phản ứng (1), (3), (5), (6).
Bài 33.2 Trang 47 Sách bài tập (SBT) Hóa học 8
Một học sinh làm các thí nghiệm sau :
(1) Cho dung dịch axit HCl tác dụng với đinh Fe sạch.
(2) Đun sôi nước.
(3) Đốt một mẩu cacbon.
Hỏi :
a) Trong những thí nghiệm nào có sản phẩm mới xuất hiện, chất đó là chất gì ?
b) Trong thí nghiệm nào có sự biểu hiện của thay đổi trạng thái ?
c) Trong thí nghiệm nào có sự tiêu hao oxi ?
Hướng dẫn giải
a) Những thí nghiệm có sản phẩm mới xuất hiện là :
\(Fe + 2HCl \to FeC{l_2} + {H_2} \uparrow \)
Sắt(II) clorua Khí hiđro
\(C + {O_2} \to C{O_2}\)
Khí cacbonic
Sản phẩm mới: Ở thí nghiệm (1) làỞ thí nghiệm (1) là FeCl2 và H2 ; ở thí nghiệm (3) là khí CO2
b) Trong thí nghiệm (2), nước có sự thay đổi trạng thái. .
c) Thí nghiệm (3) có sự tiêu hao oxi, do sự cháy.
Bài 33.3 Trang 47 Sách bài tập (SBT) Hóa học 8
a) Viết phương trình hoá học của phản ứng điều chế hiđro trong phòng thí nghiệm.
b) Nguyên liệu nào được dùng để điều chế H2 trong phòng thí nghiệm, trong công nghiệp ?
Hướng dẫn giải
a) Phương trình hoá học của phản ứng điều chế hiđro trong phòng thí nghiệm : Kim loại + Axit HCl (hoặc axit H2SO4 loãng) \( \to \) Muối + H2
\(Zn + 2HCl \to ZnC{l_2} + {H_2} \uparrow \)
\(2Al + 3{H_2}S{O_4} \to A{l_2}{(S{O_4})_3} + 3{H_2} \uparrow \)
b) Nguyên liệu để điều chế H2 trong phòng thí nghiệm :
- Chọn kim loại thích hợp như : Fe, Zn, Al, Mg.
- Chọn những axit thích hợp như : HCl, H2SO4 loãng (không dùng axit nitric HNO3)
Nguyên liệu để điều chế H2 trong công nghiệp :
- Chủ yếu từ khí thiên nhiên. Khí này chủ yếu chứa metan có lẫn O2 và hơi nước.
\(2C{H_4} + {O_2} + 2{H_2}O\buildrel {800 \div {{900}^o}C} \over\longrightarrow 2C{O_2} + 6{H_2} \uparrow \)
Tách hiđro từ khí than cốc hoặc từ khí chế biến dầu mỏ, được thực hiện bằng cách làm lạnh, ở đó tất cả các khí, trừ hiđro, đều bị hoá lỏng.
Bài 33.4 Trang 47 Sách bài tập (SBT) Hóa học 8
Một em học sinh tự làm thí nghiệm ở nhà, cho đinh sắt sạch vào giấm ăn (dung dịch axit axetic CH3COOH).
Thí nghiệm trên và thí nghiệm điều chế hiđro trong sách giáo khoa (bài 33) có những hiện tượng gì khác nhau, em hãy so sánh. Cho biết khí thoát ra là khí gì. Cách nhận biết.
Hướng dẫn giải
- So với thí nghiệm trong sách giáo khoa, thí nghiệm này có ít bọt khí xuất hiện trên bề mặt mảnh sắt, khí thoát ra khỏi dung dịch giấm ăn chậm, mảnh sắt tan dần chậm hơn mảnh Zn.
- Khí thoát ra là khí hiđro.
- Nhận biết:
+ Đưa que đóm còn tàn đỏ vào đầu ống dẫn khí, khí thoát ra không làm cho than hồng bùng cháy.
+ Đưa que đóm đang cháy vào đầu ống dẫn khí, khí thoát ra sẽ cháy được trong không khí với ngọn lửa màu xanh nhạt, đó là khí hiđro.
Bài 33.5 Trang 47 Sách bài tập (SBT) Hóa học 8
Trong phòng thí nghiệm có các kim loại kẽm và magie, các dung dịch axit sunfuric loãng H2SO4 và axit clohiđric HCl.
a) Hãy viết các phương trình hoá học của phản ứng để điều chế khí H2.
b) Muốn điều chế được 1,12 lít khí hiđro (đktc) phải dùng kim loại nào, axit nào để chỉ cần một khối lượng nhỏ nhất ?
Hướng dẫn giải
a) Phương trình hoá học của phản ứng điều chế H2:
Zn + 2HCl \( \to \) ZnCl2 + H2\( \uparrow \) (1)
Zn + H2SO4 \( \to \) ZnSO4 + H2\( \uparrow \) (2)
Mg + 2HCl \( \to \) MgCl2 + H2\( \uparrow \) (3)
Mg + H2SO4 \( \to \) MgSO4 + H2 \( \uparrow \)(4)
b) \({n_{{H_2}}} = {{1,12} \over {22,4}} = 0,05(mol)\)
Muốn điều chế 1,12 lít khí hiđro với khối lượng kim loại và axit nhỏ nhất cần phải dùng kim loại magie và axit clohiđric. Theo các phương trình hoá học trên thì khối lượng nguyên tử Mg nhỏ hơn khối lượng nguyên tử Zn. Khối lượng phân tử axit HCl nhỏ hơn khối lượng phân tử axit H2SO4
Bài 33.6 Trang 47 Sách bài tập (SBT) Hóa học 8
Trong giờ thực hành hoá học, học sinh A cho 32,5 g kẽm vào dung dịch H2SO4 loãng, học sinh B cho 32,5 g sắt cũng vào dung dịch H2SO4 loãng ở trên. Hãy cho biết học sinh nào thu được khí hiđro nhiều hơn (đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất).
Hướng dẫn giải
\({n_{Zn}} = {{32,5} \over {65}} = 0,5(mol);{n_{Fe}} = {{32,5} \over {56}} = 0,58(mol)\)
Phương trình hóa học :
\(Zn + {H_2}S{O_4} \to ZnS{O_4} + {H_2} \uparrow (1)\)
0,5 mol \( \to \) 0,5 mol
\(Fe + {H_2}S{O_4} \to FeS{O_4} + {H_2} \uparrow (2)\)
0,58 mol \( \to \) 0,58 mol
Học sinh B thu được số mol \({H_2}\) nhiều hơn.
Bài 33.7 Trang 47 Sách bài tập (SBT) Hóa học 8
Trong giờ thực hành hoá học, một học sinh nhúng 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 có muối sắt(II) sunfat FeSO4.
a) Hãy viết phương trình hoá học.
b) Hãy cho biết phản ứng trên thuộc loại phản ứng nào.
Hướng dẫn giải
a) Phương trình hóa học:
\(Fe + CuS{O_4} \to FeS{O_4} + Cu\)
b) Phản ứng trên là phản ứng thế, nguyên tử Fe đã thế chỗ nguyên tử Cu trong \(CuS{O_4}\).
Bài 33.8 Trang 48 Sách bài tập (SBT) Hóa học 8
Cho 6,5 g kẽm vào bình dung dịch chứa 0,25 mol axit clohiđric.
a) Tính thể tích khí hiđro thu được ở đktc.
b) Sau phản ứng còn dư chất nào ? Khối lượng là bao nhiêu gam ?
Hướng dẫn giải
\({n_{Zn}} = {{6,5} \over {65}} = 0,1(mol);{n_{HCl}} = 0,25(mol)\)
a) Phương trình hóa học :
\(Zn + 2HCl \to ZnC{l_2} + {H_2} \uparrow \)
1 mol 2 mol 1 mol
0,1 mol 0,2 mol 0,1 mol
\({V_{{H_2}}}\) thu được: 0,1 x 22,4 = 2,24(lít) \(
b) Chất dư là HCl:
Theo phương trình hóa học trên, số mol và khối lượng HCl dư là:
\({n_{HCl}} = 0,25 - 0,2 = 0,05(mol)\)
\({m_{HCl}} = 0,05 \times 36,5 = 1,825(g)\) .
Bài 33.9 Trang 48 Sách bài tập (SBT) Hóa học 8
Cho mạt sắt vào một dung dịch chứa 0,2 mol H2SO4 loãng. Sau một thời gian, bột sắt tan hoàn toàn và,người ta thu được 1,68 lít khí hiđro (đktc).
a) Viết phương trình hoá học.
b) Tính khối lượng mạt sắt đã phản ứng.
c) Để có lượng sắt tham gia phản ứng trên, phải cho bao nhiêu gam sắt(III) oxit tác dụng với khí hiđro ?
Hướng dẫn giải
a) Phương trình hóa học:
\(Fe + {H_2}S{O_4} \to FeS{O_4} + {H_2} \uparrow \)
b) Khối lượng mạt sắt đã phản ứng:
\(Fe\,\,\,\,\,\,\,\,\, + \,\,\,\,\,\,\,\,{H_2}S{O_4} \to FeS{O_4} + {H_2} \uparrow \)
1 mol 1 mol 1mol
0,075 mol 0,075 mol 0,075 mol (\({n_{{H_2}}} = {{1,68} \over {22,4}} = 0,075\) )
Theo phương trình hóa học trên ta nhận thấy số mol axit cho dư (0,2 mol), nên tính khối lượng mặt sắt theo số mol hidro:
\({m_{Fe}} = 0,075 \times 56 = 4,2(g)\)
c) Phương trình hóa học :
\(F{e_2}{O_3}\,\,\,\,\,\,\,\, + \,\,\,\,\,\,\,3{H_2}\buildrel {{t^o}} \over\longrightarrow 2Fe\,\,\,\,\, + \,\,\,\,3{H_2}O\)
1 mol 3 mol 2 mol
x mol 0,075 mol
\(x = {{0,075} \over 2} = 0,0375(mol)\)
Khối lượng \(F{e_2}{O_3}\) cần dùng để điều chế lượng sắt trên là:
\({m_{F{e_2}{O_3}}} = 0,0375 \times 160 = 6(g)\)
Bài 33.10 Trang 48 Sách bài tập (SBT) Hóa học 8
Người ta cho kẽm hoặc sắt tác dụng với dung dịch axit clohiđric HCl để điều chế khí hiđro. Nếu muốn điều chế 2,24 lít khí hiđro (đktc) thì phải dùng số gam kẽm hoặc sắt lần lượt là
A. 6,5 g và 5,6 g. B. 16 g và 8 g.
C. 13 g và 11,2 g. D. 9,75 g và 8,4 g.
Hướng dẫn giải
Phương án A.
\({n_{{H_2}}} = {{2,24} \over {22,4}} = 0,1(mol)\)
Phương trình hóa học :
\(Zn + 2HCl \to ZnC{l_2} + {H_2}\)
1 mol 1 mol
0,1 mol \(\leftarrow \) 0,1 mol
\({m_{Zn}} = 0,1 \times 65 = 6,5(g)\)
\(Fe + 2HCl \to FeC{l_2} + {H_2}\)
1 mol 1 mol
0,1 mol 0,1 mol
\({m_{Fe}} = 0,1 \times 56 = 5,6(g)\)
Bài 33.11 Trang 48 Sách bài tập (SBT) Hóa học 8
Điện phân hoàn toàn 2 lít nước ở trạng thái lỏng (biết khối lượng riêng D của nước là 1 kg/lít), thể tích khí hiđro và thể tích khí oxi thu được (ở đktc) lần lượt là
A. 1244,4 lít và 622,2 lít. B. 3733,2 lít và 1866,6 lít.
C. 4977,6 lít và 2488,8 lít. D. 2488,8 lít và 1244,4 lít.
Hướng dẫn giải
Phương trình hóa học của phản ứng điện phân nước :
\(2{H_2}O\buildrel {dienphan} \over\longrightarrow 2{H_2}\,\,\,\,\,\,\,\,\, + \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,{O_2}\)
2 mol 2 mol 1 mol
\(\left( {{{2 \times 1000} \over {18}}} \right)mol\) x mol y mol
\(x = {{2 \times 2 \times 1000} \over {18 \times 2}} = 111,11(mol)\)
\(y = {{2 \times 1000} \over {18 \times 2}} = 55,555(mol)\)
\({V_{{H_2}}}\) sinh ra là : 111,11 x 22,4 = 2488,8( lít)
\({V_{{O_2}}}\) sinh ra là : 55.555 x 22,4 = 1244,4 (lít).
Bài 33.12 Trang 48 Sách bài tập (SBT) Hóa học 8
So sánh thể tích khí hiđro (đktc) thu được trong mỗi trường hợp sau :
a) 0,1 mol Zn tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng, dư.
1 mol AI tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng, dư.
b) 0,2 mol Zn tác dụng với dung dịch HCl dư.
2 mol AI tác dụng với dung dịch HCl dư.
Hướng dẫn giải
a) Phương trình hóa học:
\(Zn\,\,\, + \,\,\,\,\,\,{H_2}S{O_4} \to ZnS{O_4} + {H_2}\)
1 mol 1 mol
0,1 mol 0,1 mol
\(2Al\,\,\,\,\, + \,\,\,\,\,\,3{H_2}S{O_4} \to A{l_2}{(S{O_4})_3} + 3{H_2}\)
2 mol 3 mol
0,1 mol x mol
\(x = {{0,1 \times 3} \over 2} = 0,15(mol)\)
Thể tích khí hidro do 0,1 mol nhôm sinh ra nhiều hơn 0,1 mol kẽm sinh ra:
b) Phương trình hóa học:
\(Zn\,\,\,\,\,\,\,\, + \,\,\,\,\,\,\,2HCl \to ZnC{l_2}\,\,\,\,\, + \,\,\,\,\,\,\,\,{H_2}\)
1 mol 1 mol
0,2 mol 0,2 mol
\(2Al\,\,\,\,\,\,\,\, + 6HCl \to 2AlC{l_3}\,\,\, + \,3{H_2}\)
2 mol 3 mol
0,2 mol y mol
\(y = {{0,2 \times 3} \over 2} = 0,3(mol)\)
Thể tích khí hidro do 0,2 mol nhôm sinh ra nhiều hơn do 0,2 mol kẽm sinh ra:
Có thể bạn quan tâm
Có thể bạn quan tâm
