Trang chủ » Hóa Học lớp 8 »
Như chúng ta đã biết, những ứng dụng của hidro là không thể bàn cãi. Nhưng khí hidro không có sẵn cho chúng ta sử dụng vào đời sống và sản xuất. Vậy, trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp, khí hidro được điều chế như thế nào? Phản ứng điều chế khí hidro thuộc loại phản ứng gì? Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu những vấn đề này trong bài viết sau đây các bạn nhé!
Điều chế khí Hidro trong PTN và công nghiệp
Phương pháp điều chế khí hidro trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp như thế nào? Chúng ta cùng tìm hiểu ngay sau đây nhé!
1. Điều chế khí hidro trong phòng thí nghiệm
– 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 nước
- Dùng than khử oxi của H2O trong lò khí than
- Điều 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 Fe
- Vậy 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!
Soạn VNEN ngữ văn 8 tập 2
Soạn VNEN ngữ văn 8 tập 1
Soạn siêu hay văn 8 tập 1
Soạn siêu hay văn 8 tập 2
Trong phòng thí nghiệm, khi thu khí hidro bằng phương pháp đẩy nước, người ta nên lắp đặt ống nghiệm thu khí như thế nào. Vì sao?
Cho hình vẽ điều chế oxi trong phòng thí nghiệm:
– Viết phương trình hóa học của phản ứng.
– Vì sao có thể thu khí oxi bằng phương pháp đẩy nước?
– Vì sao miệng ống nghiệm đựng KMnO4 lắp hơi nghiêng xuống?
– Nêu vai trò của bông khô?
– Khi dừng thí nghiệm nên tắt đèn cồn trước hay tháo ống dẫn khí ra trước? Tại sao?
Câu 12: Khi thu khí H2 vào ống nghiệm bằng cách đẩy không khí, ta úp ngược ống nghiệm vì khí H2:
A. Tan ít trong nước B. Nặng hợn không khí
C. Nhẹ hơn không khí D. Nhiệt độ hóa lỏng thấp
Câu 13: Để điều chế khí hiđro trong phòng thí nghiệm, người ta cho các kim loại Mg, Al, Zn, Fe tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng. Nếu lấy cùng một khối lượng thì kim loại nào cho nhiều khí hiđro nhất?
A. Mg B. Al C. Zn D. Fe
Câu 14: Hòa tan hoàn toàn 10,2 gam hỗn hợp [Mg và Al] vào dung dịch H2SO4 loãng, thu được 8,96 lít khí hiđro [đktc]. Khối lượng của Mg và Al lần lượt là:
A. 4,8 gam và 5,4 gam B. 8,4 gam và 4,5 gam
C. 5,8 gam và 4,4 gam D. 3,4 gam và 6,8 gam
Câu 15: Một học sinh tiến hành thí nghiệm điều chế khí hiđro bằng cách cho kim loại Fe tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng, thu được 3,36 lít khí hiđro [đktc]. Khối lượng của Fe cần dùng là bao nhiêu?
A. 8,4 gam B. 6,8 gam C. 9,2 gam D. 10,2 ga
Để điều chế oxi trong phòng thí nghiệm, bạn An thiết kế thí nghiệm như hình vẽ sau đây. Biết rằng chất X là KMnO4. Sau khi xem hình, bạn Bình đưa ra nhận xét:
[a] Có thể thay chất X bằng CaCO3
[b] Có thể thu khí oxi bằng phương pháp đẩy không khí và để ngửa bình
[c] Có thể thu khí oxi bằng phương pháp đẩy không khí và để úp bình
[d] Phải làm khô khí oxi trước khi dùng phương pháp đẩy nước
[e] Còn thiếu một ít bông đặt ở đầu ống nghiệm chứa chất X.
Em hãy giúp bạn An xác định các nhận xét đúng – sai [không cần giải thích ]
Hình vẽ mô tả quá trình điều chế khí metan trong phòng thí nghiệm
Một học sinh dựa vào thí nghiệm trên đã nêu ra các phát biểu sau:
[a] Khí metan dễ tan trong nước nên cần phải thu bằng phương pháp đẩy H2O.
[b] Các chất rắn trong X là CaO, NaOH, CH3COONa.
[c] Ống nghiệm đựng chất rắn khi lắp cần phải cho miệng hơi chúc xuống dưới.
[d] Khi kết thúc thí nghiệm phải tắt đèn cồn trước rồi mới tháo ống dẫn khí.
[e] CaO là chất bảo vệ ống thủy tinh, tránh bị nóng chảy.
Số phát biểu đúng trong các phát biểu trên là
A. 2
B. 4
C. 1
D. 3
Hình vẽ mô tả quá trình điều chế khí metan trong phòng thí nghiệm
Một học sinh dựa vào thí nghiệm trên đã nêu ra các phát biểu sau:
[a] Khí metan dễ tan trong nước nên cần phải thu bằng phương pháp đẩy H2O.
[b] Các chất rắn trong X là CaO, NaOH, CH3COONa.
[c] Ống nghiệm đựng chất rắn khi lắp cần phải cho miệng hơi chúc xuống dưới.
[d] Khi kết thúc thí nghiệm phải tắt đèn cồn trước rồi mới tháo ống dẫn khí.
[e] CaO là chất bảo vệ ống thủy tinh, tránh bị nóng chảy
Số phát biểu đúng trong các phát biểu trên là
A. 2
B. 4
C. 1
D. 3.
Hình vẽ mô tả quá trình điều chế khí metan trong phòng thí nghiệm
Một học sinh dựa vào thí nghiệm trên đã nêu ra các phát biểu sau:
[a] Khí metan dễ tan trong nước nên cần phải thu bằng phương pháp đẩy H2O.
[b] Các chất rắn trong X là CaO, NaOH, CH3COONa.
[c] Ống nghiệm đựng chất rắn khi lắp cần phải cho miệng hơi chúc xuống dưới.
[d] Khi kết thúc thí nghiệm phải tắt đèn cồn trước rồi mới tháo ống dẫn khí.
[e] CaO là chất bảo vệ ống thủy tinh, tránh bị nóng chảy.
Số phát biểu đúng trong các phát biểu trên là
A. 2
B. 4
C. 1
D. 3
Trong phòng thí nghiệm người ta lắp đặt bộ dụng cụ điều chế khí X theo phương pháp dời chỗ nước như hình bên.
Hãy lựa chọn 2 cặp chất tương ứng với [1] và [2] phù hợp để có thể điều chế được khí X. Viết phương trình phản ứng xảy ra. Tại sao khí X có thể thu được bằng phương pháp đó