Trong phòng thí nghiệm :

\(Chất\ rắn :Al,Mg,Zn,Fe,...\\ Dung\ dịch : HCl,H_2SO_4\ loãng,...\\ Mg+ 2HCl \to MgCl_2 + H_2\\ Zn + H_2SO_4 \to ZnSO_4 + H_2\\ Fe + 2HCl \to FeCl_2 + H_2\)

Trong công nghiệp : 

\(2H_2O \xrightarrow{đp} 2H_2 + O_2\)

– Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế khí hidro bằng cách cho axit (HCl, H2SO4 loãng,…) tác dụng với kim loại (Zn, Fe, Al,…).

phuong-phap-dieu-che-khi-hidro-trong-phong-thi-nghiem

Một số ứng điều chế khí H2 trong phòng thí nghiệm:

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2

Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2

2. Điều chế khí hidro trong công nghiệp

Trong công nghiệp, những phương pháp điều chế khí hidro là:

Điện phân nướcDùng than khử oxi của H2O trong lò khí thanĐiều chế từ khí tự nhiên, khí dầu mỏ

Điều chế khí hidro từ điện phân nước

phuong-phap-dieu-che-khi-hidro-trong-phong-cong-nghiep

3. Phản ứng thế là gì?

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

Ví dụ:

Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2 ↑

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 ↑

Bài tập về điều chế khí Hiđro và phản ứng thế

Câu 1. Những PTHH nào dùng để điều chế khí hidro trong PTN?

a) Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2

b) 2H2O(điện phân)→ 2H2 + O2

c) 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2

Trả lời:

PTHH dùng để điều chế khí H2 trong PTN là (a) và (c)PTHH dùng để điều chế khí H2 trong công nghiệp là: (b)

Câu 2. Lập PTHH của các sơ đồ phản ứng sau và cho biết chúng thuộc loại PƯHH nào?

a) Mg + O2 —> MgO

b) KMnO4 —> K2MnO4 + MnO2 + O2

c) Fe + CuCl2 —> FeCl2 + Cu

Trả lời:

a) 2Mg + O2 → 2MgO ⇒ Phản ứng hóa hợp, phản ứng oxi hóa khử.

b) 2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2⇒ Phản ứng phân hủy.

c) Fe + CuCl2 → FeCl2 + Cu ⇒ Phản ứng thế.

Câu 3. Khi thu khí O2 vào ống nghiệm bằng cách đẩy không khí, phải để ống nghiệm như thế nào? Đối với khí hidro có làm thế được không? Tại sao?

Trả lời:

Để thu khí O2 vào ống nghiệm bằng cách đẩy không khí, người ta thường để ống nghiệm đứng vì khí O2 nặng hơn không khí. Với khí H2, người ta thu nó bằng cách để úp ống nghiệm để đẩy không khí vì khí H2 nhẹ hơn không khí.

Câu 4. Trong PTN có các kim loại Zn, Fe, dd axit HCl và dung dịch axit H2SO4 loãng:

a) Viết các PTHH có thể điều chế H2.

b) Phải dùng bao nhiêu gam Zn, Fe để điều chế được 2,24 lít khí H2 (đktc).

Trả lời:

a) Các PTHH có thể điều chế H2:

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2   (1)

Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2   (2)

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2   (3)

Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2   (4)

b) Theo đề bài, ta có:

– Số mol khí H2 là:

nH2 = V/22,4 = 2,24/22,4 = 0,1 (mol)

– Theo các PTHH, ta thấy: nH2 = nZn = nFe = 0,1 (mol)

Số gam Zn cần dùng ở thí nghiệm (1) và (2) là:

mZn =0,1 x 65 = 6,5 (gam)

Số gam Fe cần dùng ở thí nghiệm (3) và (4) là:

mFe =0,1 x 56 = 5,6 (gam)

Câu 5. Cho 22,4 gam Fe tác dụng với dd loãng có chứa 24,5 gam axit sunfuric H2SO4.

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

b) Tính thể tích khí H2 thu được (đktc).

Trả lời:

a) Ta có PTHH của phản ứng:

Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2

– Số mol Fe và H2SO4 là:

nFe = 22,4/56 = 0,4 (mol)

nH2SO4 = 24,5/98 = 0,25 (mol)

– Theo phương trình hóa học:

Cứ 1 mol H2SO4tham gia phản ứng với 1 mol FeVậy 0,25 mol H2SO4tham gia phản ứng với 0,25 mol Fe

⇒ nFe (dư) = 0,4 – 0,25 = 0,15 (mol)

⇒ mFe (dư) =0,15 x 56 = 8,4 (gam)

b) Theo PTHH, ta có:

nH2 = nH2SO4 = 0,25 (mol)

Thể tích khí H2 thu được (đktc) là:

VH2 = nH2 x 22,4 = 0,25 x 22,4 = 5,6 (lít)

Lời kết

Vậy là chúng ta vừa tìm hiểu xong cách điều chế khí hidro trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp. Bên cạnh đó là khái niệm về phản ứng thế. Chúc các bạn luôn học tốt và đam mê hóa học nhé!

          Đánh giá bài viết 

 

 

Ây dà, thanh niên cop mạng lại xuất hiện rồi~ =)))

Câu trả lời đúng là C.

PT: 2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2

Từ phản ứng này ⇒ có thể điều chế khí H2

Khí H2 nhẹ hơn không khí nên úp ngược ống nghiệm sẽ thu được khí H2

\(a.-KhíH_2:\\ 2KOH+2Al+2H_2O\rightarrow2KAlO_2+3H_2\\ 2Al+3H_2SO_4\rightarrow Al_2\left(SO_4\right)_3+3H_2\\ -KhíNH_3\\ 2KOH+\left(NH_4\right)_2SO_4\rightarrow K_2SO_4+2NH_3+2H_2O\\2 KOH+NH_4HSO_3\rightarrow K_2SO_3+NH_3+2H_2O\\ -KhíCO_2:\\ H_2SO_4+CaCO_3\rightarrow CaSO_4+H_2O+CO_2\\-KhíH_2S:\\ FeS+H_2SO_4\rightarrow FeSO_4+H_2S\\ -KhiSO_2\\ 2NH_4HSO_3+H_2SO_4\rightarrow\left(NH_4\right)_2SO_4+2SO_2+2H_2O\)

b. Để nhận biết các khí : \(H_2,NH_3,H_2S,SO_2\)

+ Khí nào có mùi trứng thối là H₂S

+ Khí nào có mùi khai là NH₃

+ Khí nào có mùi hắc là SO₂

+ Khí không mùi là H₂

 

Đáp án A

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2

a) Đặt khối lượng của ba kim loại là 1 gam

→ nFe = 1/56 mol, nZn = 1/65 mol, nAl = 1/27 mol

→ Số mol H2 do sắt tạo thành: nH2 (1) = 1/56 mol

Số mol H2 do kẽm tạo thành: nH2 (2) = 1/65 mol

Số mol H2 do nhôm tạo thành: nH2 (3) = 1/18 mol

→ Số mol H2 (2) < (1) < (3)

→ Nếu lấy cùng khối lượng mỗi kim loại trên thì nhôm có thể tạo ra nhiều khí nhất.

b) Đặt số mol khí H2 tạo thành là 1 mol

→ nFe = 1 mol → m Fe = 56 gam

nZn = 1 mol → mZn = 65 gam

nAl = 2/3 mol → mAl = 18 gam

→ Để tạo thành được 1 mol khí H2 thì dùng Al sẽ tốn ít kim loại nhất

`4H_2 + Fe_3 O_4` $\xrightarrow{t^o}$ `3Fe + 4H_2 O`

`n_{Fe} = (33,6)/56 = 0,6 (mol)`

`a.`

Theo phương trình: `n_{Fe_3 O_4} = 1/3n_{Fe} = 0,2 (mol)`

`-> m_{Fe_3 O_4} = 0,2 . 232 = 46,4 (g)`

`b.`

Theo phương trình: `n_{H_2} = 4/3n_{Fe} = 0,8 (mol)`

`-> V_{H_2} = 0,8 . 22,4 = 17,92 (l)`

`c.`

`2H_2 O` $\xrightarrow{\text{điện phân}}$ `2H_2 + O_2`

Theo phương trình: `n_{H_2 O} = H_2 = 0,8 (mol)`

`-> m_{H_2 O} = 0,8 . 18 = 14,4 (g)`

a) Khối lượng Fe3­O4 cần dùng để điều chế 33,6 g Fe:

232 x 0,2 = 46,4 (g)

b) Thể tích khí cần dùng: 0,8 x 22,4 =17,92 (lít).

Các phương trình hoá học điều chế khí hiđro :

Zn + 2HCl →  ZnCl 2  + H2 ↑(1)

Zn +  H 2 SO 4  →  ZnSO 4  + H2 ↑(2)

Đáp án A

\(n_{H_2}=\dfrac{4,48}{22,4}=0,2\left(mol\right)\)

PTHH:
\(2KMnO_4\xrightarrow[]{t^o}K_2MnO_4+MnO_2+O_2\\ 2H_2+O_2\xrightarrow[]{t^o}2H_2O\)

Theo PTHH: \(n_{KMnO_4}=2n_{O_2}=2.\dfrac{1}{2}n_{H_2}=0,2\left(mol\right)\)

\(\Rightarrow m_{KMnO_4}=0,2.158=31,6\left(g\right)\)