Bài 33. Điều chế Hiđro - Phản ứng thế

I. ĐIỀU CHẾ KHÍ HIDRO 

1,Trong phòng thí nghiệm 

Trong phòng thí nghiệm khí hidro được điều chế bằng cách cho axit (HCl hoặc H2SO4 loãng ) tác dụng với kim loại kẽm ( hoặc sắt , nhôm ) .

khi đó ta sẽ có phương trình phản ứng chung là : HA + R = RA + 1/2 H

2. Trong công nghiệp .

Người ta điều chế khí hidro bằng điện phân nước hoặc dùng than khử oxi của H2O trong lò khí than hoặc điều chế hidro từ khí tự nhiên, khí dầu mỏ .

Thí dụ : 2H2\(\underrightarrow{đp}\)   2H2   + O2 

II. PHẢN ỨNG THẾ LÀ GÌ ?

Phản ứng thế là phản ứng hóa học giữa đơn chất và hợp chất , trong đó nguyên tử của đơn chất thay thế của một nguyên tố khác trong hợp chất. 

BÀI TẬP 

Câu 1.

Những phản ứng hóa học nào dưới đây có thể dùng để điều chế hiđro trong phòng thí nghiệm?

a. Zn + H2SO4 → ZnSO+ H2

b. 2H2O  \(\underrightarrow{đp}\) 2H2 + O2

c. 2Al + 6HCl  → 2AlCl3 + 3H2

Trả lời 

Những phản ứng hóa học dưới đây có thể được dùng để điều chế hiđro trong phòng thí nghiệm:

a. Zn + H2SO→ ZnSO+ H2

c. 2Al + 6HCl  → 2AlCl3 + 3H2

Câu 2.

Lập phương trình hóa học của phản ứng sau đây và cho biết chúng thuộc loại phản ứng hóa học nào?

a. Mg + O2 → MgO

b. KMnO4  → K2MnO4 + MnO2 + O2

c. Fe + CuCl→ FeCl2 + Cu

trả lời 

a. 2Mg + O2 → 2MgO

Phản ứng hóa hợp

b. 2KMnO4  → K2MnO4 + MnO2 + O2

Phản ứng phân hủy.

c. Fe + CuCl2 → FeCl+ Cu

Phản ứng thế.

Câu 3.

Khi thu khí oxi vào ống nghiệm bằng cách đẩy không khí, phải để vị trí ống nghiệm như thế nào? Vì sao? Đối với khí hiđro, có làm như thế được không? Vì sao?

Trả lời 

Khi thu khí oxi vào ống nghiệm bằng cách đẩy không khí, phảo để vị trí ống nghiệm nằm thẳng đứng, miệng ống nghiệm hướng lên trên vì trọng lượng khí oxi (32g) lớn hơn trọng lượng không khí (29g). Đối với khí hiđro thì không thể được vì trọng lượng khí hiđro rất nhẹ (2g) so với không khí (29g). Đối với khí H2 thì phải đặt ống nghiệm thẳng đứng và miệng ống nghiệm hướng xuống dưới.

Câu  4*.

Trong phòng thí nghiệm có các kim loại kẽm và sắt, dung dịch axit clohiđric HCl và axit sunfuric H2SO4 loãng:

a. Viết phương trình hóa học có thể điều chế hi đro;

b. Phải dùng bao nhiêu gam kẽm, bao nhiêu gam sắt để diều chế được 2,24 lít khí hiđro (ở đktc)?

Trả lời 

a. Phương trình hóa học có thể điều chế hiđro.

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 ↑

Fe + H2SO(loãng) → FeSO4 + H2 ↑

Zn + H2SO4 → ZnSO+ H2 ↑

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 ↑

b. Số mol khí hiđro là: n =  = 0,1 (mol)

Khối lượng kẽm cần dùng là: m = 0,1x65 = 6,5 (g)

Khối lượng sắt cần dùng là: m = 0,1x56 = 5,6 (g).

Câu 5.

Cho 22,4 g sắt tác dụng với dung dịch loãng có chứa 24,5 g axit sunfuric.

a. Chất nào còn dư sau phản ứng và dư bao nhiêu gam?

b. Tính thể tích khí hiđro thu được ở đktc.

Trả lời 

a. Số mol sắt là: n =  = 0,4 (mol)

Số mol axit sunfuric là: n =  = 0,25 (mol)

Phương trình phản ứng:

Fe   +   H2SO4   →  FeSO4 + H2 ↑

1mol      1mol                   1mol  

0,25mol   0,25mol              0,25mol               

Theo phương trình phản ứng hóa học, cứ 1 mol sắt tác dựng thì cần 1mol H2SO4. Do đó, 0,25 mol sắt tác dụng thì cần 0,25 mol H2SO4.

Vậy, số mol sắt dư là: ndư = 0,4 – 0,25 = 0,15 (mol)

Khối lượng sắt dư là: m = 0,15x56 = 8,4 (g)

b. Theo phương trình phản ứng hóa học, ta có: nH2 = nFe = 0,25 mol

thể tích khí hiđro thu được ở đktc là: VH2 = 0,25x22,4 = 5,6 (lít).

 

 

Hỏi đáp

Hỏi đáp, trao đổi bài Gửi câu hỏi cho chủ đề này
Luyện trắc nghiệm Trao đổi bài

Tài trợ


Tính năng này đang được xây dựng...