Tóm tắt lý thuyết 1. Điều chế H2 1.1. Trong phòng thí nghiệm 1.1.1. Cách tiến hành Nguyên liệu thường được dùng để điều chế H2 trong phòng thí nghiệm là axit HCl và kim loại Zn. Cho viên kẽm vào dung dịch axit HCl Video 1: Phản ứng điều chế khí H2 từ phản ứng của Zn và Axit HCl 1.1.2. Hiện tượng - Giải thích Hiện tượng: Khi cho viên kẽm vào dung dịch axit HCl → dung dịch sôi lên và có khí thoát ra, viên kẽm tan dần. Sau khi phản ứng kết thúc, lấy 1-2 giọt dung dịch trong ống nghiệm đem cô cạn → thu được chất rắn màu trắng. Giải thích: Phương trình hóa học: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 1.1.3. Kết luận Để điều chế H2 trong phòng thí nghiệm người ta có thể thay dung dịch axit HCl bằng H2SO4 loãng và thay Zn bằng Fe, Al, … Ống nghiệm vừa tiến hành thí nghiệm nóng lên rất nhiều chứng tỏ phản ứng xảy ra là phản ứng toả nhiệt. Khí H2 ít tan trong nước và nhẹ hơn không khí nên ta có thể thu H2 theo 2 cách: Đẩy nước và đẩy không khí. Hình 1: Phương pháp và điều chế khí Hiđro A - Thu khí bằng phương pháp đẩy nước B - Thu khí Hiđro bằng phương pháp đẩy không khí Khi thu O2 bằng cách đẩy không khí người ta phải chú ý để miệng bình hướng lên trên, vì O2 nặng hơn không khí. ⇒ Vậy khi thu H2 bằng cách đẩy không khí ta phải hướng miệng ống nghiệm xuống dưới vì khí H2 nhẹ hơn không khí. 1.2. Trong công nghiệp Video 2: Thí nghiệm điện phân nước để điều chế Oxi, Hidro Người ta điều chế H2 bằng cách điện phân nước hoặc dùng than khử oxi của H2O trong lò khí than hoặc điều chế H2 từ khí thiên nhiên, khí dầu mỏ Ví dụ: Hình 2: Điều chế khí Hiđro trong công nghiệp A) Từ thiên nhiên - khí dầu mỏ B) Điện phân nước C) Từ nước và than 2. Phản ứng thế là gì? 2.1. Ví dụ Phương trình phản ứng: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 (đơn chất) (hợp chất) (hợp chất) (đơn chất) Nhận xét: Nguyên tử Zn đã thay thế nguyên tử H trong hợp chất HCl Phương trình phản ứng: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 (đơn chất) (hợp chất) (hợp chất) (đơn chất) Nhận xét: Nguyên tử Fe đã thay thế nguyên tử H trong hợp chất H2SO4 2.2. Kết luận 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 1 nguyên tố trong hợp chất. 3. Tổng kết Hình 3: Sơ đồ tư duy bài Điều chế khí Hiđro - Phản ứng thế Bài tập minh họa Bài 1: Trong những phản ứng sau, phản ứng nào là phản ứng thế ? Hãy giải thích sự lựa chọn đó? a. $2Mg + O_2 \overset{t^0}{\rightarrow} 2MgO$ b. $KMnO_4 \overset{t^0}{\rightarrow} K_2MnO_4+MnO_2+O_2$ c. $Fe + CuCl_2 \overset{t^0}{\rightarrow} FeCl_2 + Cu$ d. $Mg(OH)_2 \overset{t^0}{\rightarrow} MgO + H_2O$ e. $Fe_2O_3 + H_2 \overset{t^0}{\rightarrow} Fe + H_2O$ f. $Cu + AgNO_3 → Ag + Cu(NO_3)_2$ Hướng dẫn: Phản ứng thế là: c ; e ; g vì các nguyên tử của đơn chất ($Fe , H_2 , Cu$) đã thay thế nguyên tử của 1 nguyên tố trong hợp chất ($CuCl_2 ; Fe_2O_3 ; AgNO_3$).
