Tóm tắt lý thuyết A- OXI 1. Vị trí và cấu tạo Vị trí: ô 8, chu kì 2, nhóm VIA Cấu hình electron: 1s22s22p4 Công thức: O = O CTPT: O2 2. Tính chất vật lí Chất khí không màu, không mùi, không vị, nặng hơn không khí (d=1,1), ít tan trong nước Oxi hóa lỏng ở - 1830 C. Oxi lỏng có màu xanh da trời Hình 1: Oxi lỏng có màu xanh da trời3. Tính chất hoá học \({\rm{ }}\mathop {{O_{2\;}}}\limits^0 + {\rm{ }}2.2e\; \to \;{\rm{ }}\mathop O\limits^{ - 2} \) ⇒ Đa số trong các hợp chất nguyên tố oxi có số oxi hóa -2 (trừ hợp chất với Flo và peoxit). \({\chi _{\rm{O}}} = 3,44{\rm{ < }}{\chi _{\rm{F}}} = 3,98\) ⇒ Oxi là một phi kim hoạt động, có tính oxi hóa mạnh. 3.1. Tác dụng với kim loại (trừ Au, Pt…) Video 1: Phản ứng giữa Magie với oxi Hiện tượng: Magie cháy sáng Phương trình phản ứng: 2Mg + O2 $\overset{t^0}{\rightarrow}$ 2MgO Video 2: Phản ứng giữa sắt và Oxi Hiện tượng: Sắt cháy sáng trong bình chứa Oxi Phương trình phản ứng: 3Fe + 2O2 $\overset{t^0}{\rightarrow}$ Fe3O4 Lưu ý: Fe3O4 là hỗn hợp của FeO và Fe2O3 3.2. Tác dụng với phi kim (trừ halogen) Cacbon cháy trong không khí (nhóm than củi nấu bếp) C + O2 $\overset{t^0}{\rightarrow}$ CO2 Đốt cháy Photpho đỏ trong bình chứa khí Oxi P + O2 $\overset{t^0}{\rightarrow}$ P2O5 Video 3: Đốt cháy Photpho đỏ trong bình chứa khí Oxi Đốt bột lưu huỳnh trong oxi xảy ra hiện tượng lưu huỳnh cháy với ngọn lửa màu xanh. S + O2 $\overset{t^0}{\rightarrow}$ SO2 Video 4: Lưu huỳnh cháy trong oxi3.3. Tác dụng với hợp chất CO cháy trong không khí: CO + O2 $\overset{t^0}{\rightarrow}$ CO2 (CO là sản phẩm do C cháy không hoàn toàn trong không khí. CO tiếp tục cháy để tạo CO2) Lưu ý: Phụ nữ sau sinh con có tập tục nằm than. Điều này không tốt cho sức khỏe.Than khi đốt cháy sinh ra khí CO2. Đây là khí độc không tốt cho mẹ, đặc biệt là con nhỏ. Hệ hô hấp của bé còn yếu mà lại được đặt trong căn phòng “ngập tràn” CO2 khiến bé hít thở khó khăn, có trường hợp dẫn tới ngạt thở tử vong. CO2 cũng khiến cho bé mắc các bệnh về phổi sau này. Rượu etylic cháy khi phản ứng với oxi C2H5OH + 3O2 $\overset{t^0}{\rightarrow}$ 2CO2 + 3H2O Video 5: Rượu etylic cháy khi phản ứng với oxi4. Ứng dụng Oxi có vai trò quyết định đối với sự sống của con người. Thuốc nổ nhiên liệu tên lửa. Hàn cắt kim loại Y khoa Công nghiệp hóa chất. Luyện thép. Hình 2: Ứng dụng của khí oxi1) Bình thở khí oxi 2) Hàn cắt kim loại 3) Luyện gang - thép 4) Nhiên liệu tên lửa Hình 3: Biểu đồ những ứng dụng chính của Oxi5. Điều chế 5.1. Điều chế khí oxi trong phòng thí nghiệm Nguyên tắc: Phân hủy hợp chất chứa oxi kém bền với nhiệt như KMnO4 (rắn), KClO3 (rắn), H2O2 ... Phương trình phản ứng: 2KMnO4 $\overset{t^0}{\rightarrow}$ K2MnO4 + MnO2 + O2↑ 2KClO3 $\overset{t^0}{\rightarrow}$ 2KCl + 3O2↑ (Điều kiện: xúc tác MnO2) H2O2 $\overset{t^0}{\rightarrow}$ H2O + O2↑ Hình 4: Điều chế Oxi bằng cách nhiệt phân KMnO4 Video 6: Điều chế Oxi bằng cách nhiệt phân Kali pemanganat KMnO42KMnO4 $\overset{t^0}{\rightarrow}$ K2MnO4 + MnO2 + O2↑ 5.2. Sản xuất Oxi trong công nghiệp 5.2.1. Từ không khí: chưng cất phân đoạn không khí lỏng Video 7: Thí nghiệm ảo mô phỏng quá trình chưng cất phân đoạn không khí lỏng 5.2.2. Từ nước: điện phân Điện phân nước người ta thu được khí oxi ở cực dương (anot) và khí hiđro ở cực âm (catot). 2H2O (điện phân) → 2H2 ↑ + O2↑ Lưu ý: trong tự nhiên oxi còn đươc sinh ra do quá trình quang hợp của cây xanh. Nó có ý nghĩa làm giảm CO2 trong không khí, chống ô nhiễm môi trường. Do đó, cần phải có ý thức trồng và bảo vệ cây xanh vì đó cũng là bảo vệ cuộc sống của chính chúng ta. Hình 5: Quá trình quang hợp tạo khí OxiB. OZON 1. Tính chất Ozon là một dạng thù hình của oxi. (Thù hình là các dạng cấu tạo khác nhau của cùng một nguyên tố, ví dụ như than chì và kim cương…) Ozon là chất khí màu xanh nhạt, có mùi đặc trưng. Hóa lỏng ở -1120 C. Tan nhiều trong nước hơn oxi. O3 có tính oxi hoá mạnh hơn O2, do O3 → O2 + O O2 + Ag → không phản ứng 2Ag + O3 → Ag2O + O2 O3 +2 KI + H2O → 2KOH + I2 + O2 (Dấu hiệu nhận biết oxi và ozon) 2. Ozon trong tự nhiên Ozon được tạo thành trong khí quyển khi có sự phóng điện( tia chớp, sét). 3O2 $\overset{t^0}{\rightarrow}$ 2O3 Trên mặt đất, ozon được sinh ra do sự oxi hóa một số chất hữu cơ. 3. Ứng dụng Trong công nghiệp,người ta dùng ozon để tẩy trắng tinh bột, dầu ăn và nhiều vật phẩm khác,… Trong y học, Ozon được dùng để chữa sâu răng. Trong đời sống, người ta dùng ozon để sát trùng nước sinh hoạt. Lưu ý: Hiện nay tầng ozon đang bị phá huỷ nghiêm trọng, một trong những nguyên nhân đó là do trong khí thải có chất làm lạnh CFC. Tuy đã bị cấm nhưng hậu quả của nó còn để lại đến hàng trăm năm sau. Bài tập minh họa Bài 1: Theo các em vì sao người bán cá thường xóc chậu cá, hoặc bao đựng cá hoặc dùng vòi sục khí vào chậu cá? Hướng dẫn: Người bán cá thường xóc chậu cá, hoặc bao đựng cá hoặc dùng vòi sục khí vào chậu cá để cung cấp oxi cho cá hô hấp. Vì khí Oxi ít tan trong nước. Bài 2: Có hai bình khí riêng biệt chứa O2 và O3. Hãy dùng phương pháp hóa học để phân biệt, viết phản ứng xảy ra Hướng dẫn: Dùng dung dịch KI có hồ tinh bột làm thuốc thử, nếu khí nào phản ứng với thuốc thử tạo dung dịch màu xanh đen là O3. O3 + 2KI + H2O → I2 + 2KOH + O2 Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn 7,2 gam kim loại M (có hoá trị không đổi trong hợp chất) trong hỗn hợp khí Cl2 và O2. Sau phản ứng thu được 23 gam chất rắn và thể tích hỗn hợp khí đã phản ứng là 5,6 lít (ở đktc). Kim loại M là: Hướng dẫn: \(m\)rắn sau \(-\ m_M = m_{Cl_2} + m_{O_2} \Rightarrow 71n_{Cl_2} + 32n_{O_2} = 23 - 7,2 = 15,8 \ g\)⇒ \(n\)khí \(= n_{Cl_2} + n_{O_2} = 0,25\ mol\) \(\Rightarrow n_{Cl_2} = 0,2;\ n_{O_2} = 0,05\ mol\) Gọi hóa trị của M là x ⇒ Bảo toàn e: \(x \times n_M = 2n_{Cl_2} + 4n_{O_2}\) \(\Rightarrow x \times \frac{7,2}{M} = 2 \times 0,2 + 4 \times 0,05\) ⇒ M = 12x +) x = 2 ⇒ M = 24 g (Mg)
