A. Tóm tắt lý thuyết
1. Hiđro là chất khí nhẹ nhất trong các chất khí.
2. Khí hiđro có tính khử, ở nhiệt độ thích hợp, hiđro không những kết hợp được với đơn chất oxi, mà nó còn có thể kết hợp được với nguyên tố oxi trong một số oxit bazơ. Các phản ứng này đều tỏa nhiều nhiệt.
3. Hiđro có ứng dụng, chủ yếu do tính chất rất nhẹ, do tính khử và khi cháy tỏa nhiều nhiệt.
B. Hướng dẫn giải bài tập SGK Hóa 8 trang 109:
Bài 1. Viết phương trình hóa học của các phản ứng hiđro khử các oxit sau:
a. Sắt (III) oxit b. Thủy ngân (II) oxit c. Chì (II) oxit.
Hướng dẫn giải
Phương trình phản ứng:
Fe3O4 + 4H2 → 4H2O + Fe
HgO + H2 → H2O + Hg
PbO + H2 → H2O + Pb
Bài 2. Hãy kể những ứng dụng của hiđro mà em biết?
Hướng dẫn giải
Do khí hiđro nhẹ nên được dùng để bơm kinh khí cầu, dùng làm nhiên liệu cho động cơ ôtô thay cho xăng, dùng trong đèn xì oxi – hiđro, làm nhiên liệu cho động cơ tên lửa. Dùng làm chất thử để điều chế một số kim loại và oxit của chúng.
Bài 3. Chọn cụm từ cho thích hợp trong khung để điền vào chỗ trống trong các câu sau:
- Trong các chất khí, hiđro là khí...Khí hiđro có...
- Trong phản ứng giữa H2 và CuO, H2 là ... Vì ... của chất khác; CuO là ... vì ... cho chất khác.
Hướng dẫn giải
- Trong các chất khí, hiđro là khí nhẹ nhất. Khí hiđro có tính khử.
- Trong phản ứng giữa H2 và CuO, H2 là chất khử vì chiếm oxi của chất khác; CuO là oxi hóa vì nhường oxi cho chất khác.
Bài 4. Khử 48 gam đồng (II) oxit bằng khí hiđro. Hãy:
a. Tính số gam đồng kim loại thu được
b. Tính thể tích khí hiđro (đktc) cần dùng.
Hướng dẫn giải
a. Số mol đồng (II) oxit: n = m/M = 48/80 = 0,6 (mol)
Phương trình phản ứng:
CuO + H2\[\overset{{{t}^{0}}}{\mathop{\to }}\,\] H2O + Cu
1 mol 1 mol 1 mol
0,6 0,6 0,6
Khối lượng đồng kim loại thu được: m = n.M = 0,6.64 = 38,4 (g)
b. Thể tích khí hiđro cần dùng ở đktc là: V = 22,4.n = 22,4.0,6 = 13,44 (lít).
Bài 5. Khử 21,7 gam thủy ngân (II) oxit bằng hiđro. Hãy:
a. Tính số gam thủy ngân thu được
b. Tính số mol và thể tích khí hiđro (đktc) cần dùng.
Hướng dẫn giải
a. Số mol thủy ngân (II) oxit là: n = m/M = 21,7/217 = 0,1 (mol)
Phương trình phản ứng:
HgO + H2 → H2O + Hg
1 mol 1 mol 1mol 1 mol
0,1 0,1 0,1 0,1
Khối lượng thủy ngân thu được: m = 0,1.201 = 20,1 (g)
b. Số mol khí hi đro: n = 0,1 mol
Thể tích khí hiđro cần dùng ở đktc là: V = 22,4.0,1 = 2,24 (lít)
Bài 6. Tính số gam nước thu được khi cho 8,4 lít khí hiđro tác dụng với 2,8 lít khí oxi (các thể tích khí đo ở đktc).
Hướng dẫn giải
Số mol khí hiđro là: nH2 = \[\frac{8,4}{22,4}\]= 0,375 (mol)
Số mol khí oxi: nO2 = \[\frac{2,8}{22,4}\]= 0,125 (mol)
Phương trình phản ứng:
2H2 + O2 → 2H2O
2 mol 1 mol 2,18 (g)
0,25 mol 0,125 mol m (g)
Theo phương trình phản ứng, số mol khí hiđro gấp 2 lần số mol khí oxi. Nếu dùng 0,125 mol khí oxi thì số mol khí hiđro sẽ dùng là 2.0,125 = 0,25 (mol). Số mol khí hiđro đã dùng nhiều hơn gấp đôi số mol khí oxi. Như vậy, lượng khí oxi đã tham gia phản ứng hết và lượng khó hiđro còn dư.
Vậy số khối lượng nước thu được là: m = 0,125.2.18 = 4,5 (g).