I.TÓM TẮT LÍ THUYẾT
1. Điều chế khí oxi trong phòng thí nghiệm
Trong phòng thí nghiệm, khí oxi được điều chế bằng cách đun nóng những hợp chất giàu oxi và dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao như KMnO4 và KClO3.
1.1. Thí nghiệm
* Phản ứng nhiệt phân Kali pemanganat KMnO4
- Khí oxi duy trì sự sống và sự cháy nên làm cho que đóm còn tàn than hồng bùng cháy.
- Phương trình hóa học: 2KMnO4 \[\overset{{{t}^{o}}}{\mathop{\to }}\,\] K2MnO4 + MnO2 + O2
* Phản ứng nhiệt phân Kali clorat
- MnO2 đóng vai trò là chất xúc tác.
- Phương trình hóa học: 2 KClO3 \[\overset{{{t}^{o}}}{\mathop{\to }}\,\] 2 KCl + 3 O2
1.2. Kết luận
- Kĩ năng tiến hành thí nghiệm:
- Khi làm thí nghiệm phải hơ nóng đều ống nghiệm trước khi tập trung đun ở đáy ống nghiệm để ống nghiệm nóng đều à không bị vỡ.
- Khi đun nóng KMnO4 ta phải đặt miếng bông ở đầu ống nghiệm để tránh thuốc tím theo ống dẫn khí thoát ra ngoài.
- Vì khí oxi nặng hơn không khí nên khi thu khí oxi bằng cách đẩy không khí phải đặt miệng bình hướng lên trên và đầu ống dẫn khí phải để ở sát đáy bình.
- Để biết được khí oxi trong bình đã đầy ta dùng que đóm đặt trên miệng ống nghiệm.
- Khi thu oxi bằng cách đẩy nước ta phải chú ý: rút ống dẫn khí ra khỏi chậu trước khi tắt đèn cồn.
- Trong phòng thí nghiệm, khí oxi được điều chế bằng cách đun nóng những hợp chất giàu oxi và dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao như KMnO4 và KClO3.
- Có 2 cách thu khí oxi:
- Đẩy nước.
- Đẩy không khí.
2. Sản xuất khí Oxi trong công nghiệp
- Trong thiên nhiên nguồn nguyên liệu được dùng để sản xuất khí oxi là nước và không khí.
- Các nguyên liệu để điều chế khí oxi trong phòng thí nghiệm không thể dùng để sản xuất khí oxi trong công nghiệp được vì các nguyên liệu này hiếm và mắc tiền.
- Lượng oxi được điều chế trong phòng thí nghiệm ít, quy mô sản xuất nhỏ và rất đắt.
- Không thể dùng thiết bị để điều chế khí oxi trong phòng thí nghiệm để điều chế khí oxi trong công nghiệp vì những thiết bị đó quá quá phức tạp.
2.1. Sản xuất khí oxi từ không khí
Bằng cách hạ không khí xuống dưới – 2000C, sau đó nâng dần dần nhiệt độ lên – 1830C ta thu được khí N2, hạ -1500C ta thu được khí oxi.
2.2. Sản xuất khí oxi từ nước
Người ta điện phân nước.
H2O điện phân → H2 + O2
3. Phản ứng phân hủy
|
Phản ứng hóa học |
Số chất phản ứng |
Số chất sản phẩm |
|
2 KClO3 \[\overset{{{t}^{o}}}{\mathop{\to }}\,\] 2 KCl + 3 O2 |
1 |
2 |
|
2KMnO4 \[\overset{{{t}^{o}}}{\mathop{\to }}\,\] KMnO4 + MnO2 + O2 |
1 |
2 |
|
CaCO3 \[\overset{{{t}^{o}}}{\mathop{\to }}\,\] CaO + CO2 |
1 |
2 |
⇒ Phản ứng phân hủy là phản ứng từ một chất ban đầu cho ra sản phẩm từ hai chất trở lên.
Phản ứng hóa hợp và phản ứng phân hủy trái ngược nhau.
II.GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Câu 1 : Trang 94 sgk hóa 8
Những chất nào trong số những chất sau được dùng để điều chế oxi trong phòng thí nghiệm :
a) Fe3O4 ;
b) KClO3 ;
c) KMnO4 ;
d) CaCO3 ;
e) Không khí ;
g) H2O.
Bài làm:
Dựa vào phần lí thuyết ta thấy:
- Trong phòng thí nghiệm, oxi được điều chế bằng cách đun nóng những hợp chất giàu oxi và kém bền với nhiệt như KMnO4 và KClO3.
Vậy ta chọn: b) KClO3 ; c) KMnO4.
Câu 2 : Trang 94 sgk hóa 8
Sự khác nhau về điều chế oxi trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp về nguyên liệu, sản lượng và giá thành ?
Bài làm:
Trong phòng thí nghiệm:
Nguyên liệu: các chất giàu oxi và kém bền với nhiệt như KMnO4, KClO3
Sản lượng: nhỏ, đủ để làm thí nghiệm.
Giá thành: cao do hóa chất cần thực hiện cho thí nghiệp đắt.
Trong công nghiệp
Nguyên liệu: có sẵn trong tự nhiên nhiên : không khí, nước
Sản lượng: sản lượng lớn
Giá thành: thấp do không khí và nước là hai nguồn nguyên liệu dồi dào và có sẵn.
Câu 3 : Trang 94 sgk hóa 8
Sự khác nhau giữa phản ứng phân hủy và phản ứng hóa hợp ? Dẫn ra hai thí dụ để minh họa.
Bài làm:
Phản ứng hóa hợp: chất tham gia là hai hai nhiều chất còn chất tạo thành chỉ có một chất.
Ví dụ: H2 + O2 \[\overset{{{t}^{o}}}{\mathop{\to }}\,\] H2O
Phản ứng phân hủy: chất tham gia là một chất còn chất tạo thành là hai hai nhiều chất.
Ví dụ: CaCO3 \[\overset{{{t}^{o}}}{\mathop{\to }}\,\] CO2 + H2O
Câu 4 : Trang 94 sgk hóa 8
Tính số gam Kali clorat cần thiết để điều chế được :
a) 48 g khí oxi ;
b) 44,8 lít khí oxi (đktc).
Bài làm:
Phương trình hóa học:
2KClO3 → 2KCl + 3O2 (1)
Phản ứng 2mol 3mol
a) Ta có: \(n_{O_{2}}=\frac{48}{32}=1,5\) (mol).
Theo phương trình (1) ta có:
\(n_{KClO_{3}}=\frac{2}{3}n_{O_{2}}=\frac{2}{3}.1,5= 1\) (mol).
Vậy khối lượng KClO3 cần thiết là: \(m_{KClO_{3}}=\) n.M = 1.(39 + 35,5 + 48) = 122,5 (g).
b) Ta có: \(n_{O_{2}}=\frac{44,8}{22,4}\) = 2(mol).
Theo phương trình (1) ta có:
\(n_{KClO_{3}}=\frac{2}{3}n_{O_{2}}=\frac{2}{3}.2\) ≈ 1,333 (mol).
Vậy khối lượng KClO3 cần thiết là :
\(m_{KClO_{3}}=\) n.M = 1,333.(39 + 35,5 + 48) = 163,3 (g)
Câu 5 : Trang 94 sgk hóa 8
Nung đá vôi CaCO3 được vôi sống CaO và khí cacbonic CO2.
a) Viết phương trình hóa học của phản ứng.
b) Phản ứng nung vôi thuộc loại phản ứng hóa học nào ? Vì sao ?
Bài làm:
a) Phản ứng khi nung đá vôi:
CaCO3 \[\overset{{{t}^{o}}}{\mathop{\to }}\,\] CO2 + H2O
b) Đây là phản ứng phân hủy vì từ một chất ( canxi cacbonat) tạo ra hai chất (khí cacbonic và nước).
Câu 6 : Trang 94 sgk hóa 8
Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế oxit sắt từ Fe3O4 bằng cách dùng O2 oxi hóa sắt ở nhiệt độ cao.
a) Tính số gam sắt và oxi cần dùng để điều chế được 2,32g oxit sắt từ ?
b) Tính số gam kali penmanganat KMnO4 cần dùng để có được lượng oxi dùng cho phản ứng trên, biết rằng khi nung nóng 2 mol KMnO4 thì thu được 1 mol O2.
Bài làm:
a) Số mol Fe3O4 cần điều chế là:
\(n_{Fe_{3}O_{4}}=\frac{2,32}{(56.3+16.4)}\) = 0,01 (mol).
Phương trình hóa học.
3Fe + 2O2 → Fe3O4
Phản ứng 0,01 mol.
Theo phương trình phản ứng cần dùng:
nFe = 3nFe3O4 = 0,03 (mol) ; nO2 = 2nFe3O4 = 2.0,01= 0,02 (mol)
Vậy khối lượng sắt và oxi cần dùng là:
mFe = \(56.\frac{3.0,01}{1}=1,68\) (g).
mO2 = \(32.\frac{2.0,01}{1}=0,64\) (g).
b) Phương trình hóa học :
2KMnO4 \[\overset{{{t}^{o}}}{\mathop{\to }}\,\] K2MnO4 + O2
2mol 1mol
=>Số mol KMnO4 cần dùng để điều chế 0,02 mol O2 là: 0,04 mol
Vậy số gam penmangarat cần dùng là : m= 0,04. (39 + 55 +64) = 6,32 g.
