Bài 31: Tính chất - Ứng dụng của Hiđro

Kí hiệu nguyên tố: H. Nguyên tử khối: 1

Công thức hóa học đơn chất hidro: H₂. Phân tử khối: 2

I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ 

Khí hiđro là chất khí không màu, không mùi, không vị, nhẹ nhất trong các chất khí và tan rất ít trong nước.

II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC 

1. Tác dụng với oxi 

• Thí nghiệm: Đưa ngọn lửa của khí hidro đang cháy vào bình đựng khí oxi.
• Hiện tượng: Ngọn lửa khí hidro cháy mạnh hơn trong bình, trên thành bình xuất hiện những giọt nước nhỏ.

                       Video 1: Thí nghiệm hidro cháy trong khí oxi.

• Kết luận: Hidro tác dụng với oxi ở nhiệt độ cao sinh ra nước. 

Phương trình hóa học:    2H₂   +   O₂          2H₂O           

Lưu ý: Hỗn hợp khí hiđro và khí oxi gây nổ khi cháy, nếu trộn tỉ lệ thể tích hidro và oxi đúng với tỉ lệ phản ứng là 2:1 thì hỗn hợp gây nổ mạnh nhất.

Nguyên nhân là hỗn hợp này cháy rất nhanh và tỏa rất nhiều nhiệt. Nhiệt này làm cho thể tích hơi nước tạo thành sau phản ứng tăng lên đột ngột nhiều lần, do đó làm chấn động mạnh không khí, gây nổ.

2. Tác dụng với đồng oxit 

Thí nghiệm: Cho luồng khí hiđro tinh khiết đi qua ống nghiệm chứa bột đồng (II) oxit CuO màu đen. 

Hiện tượng

Khi chưa đun nóng ống nghiệm: không có hiện tượng hóa học xảy ra.

Khi đun nóng ống nghiệm: đồng (II) oxit CuO từ màu đen chuyển dần thành màu đỏ gạch của đồng, có hơi nước xuất hiện ở thành ống nghiệm.

Kết luận: Ở nhiệt độ thích hợp, khí hidro không những kết hợp được với đơn chất oxi mà nó còn kết hợp được với nguyên tố oxi trong một số oxi kim loại (CuO) tạo thành nước. Trong các phản ứng này, hidro đóng vai trò là chất khử, phản ứng đều tỏa nhiệt.

Phương trình hóa học:      H₂    +   CuO       Cu   +    H₂O

III. ỨNG DỤNG

Khí hidro có nhiều ứng dụng, chủ yếu vì khí hidro có tính chất là rất nhẹ, có tính khử và khi cháy tỏa ra nhiều nhiệt. 

Tận dụng những tính chất đặc biệt này mà người ta sử dụng hidro để:

• Làm nhiên liệu cho đông cơ tên lửa, ô tô.
• Dùng trong đèn xì oxi-hidro để hàn cắt kim loại.
• Là nguyên liệu để sản xuất amoniac, axit và nhiều hợp chất hữu cơ khác.
• Dùng làm chất khử để điều chế một số kim loại từ oxit của chúng.
• Bơm vào khinh khí cầu, bóng thám không vì hidro là khí nhẹ nhất.

IV. TỔNG KẾT

1. Hidro là chất khí nhẹ nhất trong các chất khí.

2. Khí hidro có tính khử, ở nhiệt độ thích hợp, hidro không những kết hợp được với đơn chất oxi mà nó còn kết hợp được với nguyên tố oxi trong một số oxit kim loại. Các phản ứng này đều tỏa nhiệt.

3. Khí hidro có nhiều ứng dụng, chủ yếu là do tính chất rất nhẹ, tính khử và khi cháy tỏa nhiều nhiệt.

Trong quá trình học tập, nếu có bất kỳ thắc mắc nào, các em hãy để lại câu hỏi ở mục hỏi đáp để cùng thảo luận và trả lời nhé. Chúc các em học tốt!