Tóm tắt lý thuyết 1. Khí Hiđro có tính khử, ở nhiệt độ thích hợp Hiđro không những kết hợp được với đơn chất oxi mà còn có thể kết hợp với nguyên tố oxi trong một số oxit kim loại. Các phản ứng này đều tỏa nhiệt. 2. Khí Hiđro có nhiều ứng dụng, chủ yếu do tính chất rất nhẹ (nhẹ nhất trong các chất khí), tính khử và khi cháy tỏa nhiều nhiệt. 3. Có thể điều chế khí Hiđro trong phòng thí nghiệm bằng cách cho dung dịch axit clohiđric HCl hoặc dung dịch axit sunfuric H2SO4 loãng tác dụng với kim loại như Zn, Fe, Al. Có thể thu khí Hiđro vào bình bằng hai cách: đẩy không khí và đẩy nước (miệng bình úp xuống dưới) 4. 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 trong hợp chất. 5. Quá trình tách nguyên tử Oxi khỏi hợp chất là sự khử. Chất chiếm oxi hoặc chất nhường oxi cho chất khác là chất khử. 6. Sự tác dụng của oxi với một chất là sự oxi hóa. Đơn chất oxi hoặc chất nhường oxi cho chất khác là chất oxi hóa. 7. Phản ứng oxi hóa khử là phản ứng hóa học trong đó xảy ra đồng thời sự oxi hóa và sự khử. Bài tập minh họa Bài 1: Lập phương trình hóa học của các phản ứng sau và cho biết chúng thuộc loại phản ứng hóa học nào? a) Điphotpho penta oxit + nước → axit photphoric (H3PO4) b) Kẽm + axit sunfuric (H2SO4) → Kẽm sunfat (ZnSO4)+ hiđro c) Thủy ngân (II) oxit $\overset{t^0}{\rightarrow}$ Thủy ngân + oxi Hướng dẫn: a) P2O5 + 3H2O → 2 H3PO4 Đây là phản ứng hóa hợp b) Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑ Đây là phản ứng thế c) HgO $\overset{t^0}{\rightarrow}$ Hg + O2↑ Đây là phản ứng phân hủy Bài 2: Người ta dùng V(lít) khí H2 khử hoàn toàn hỗn hợp hai Oxit kim loại gồm: CuO và Fe2O3 ở nhiệt độ thích hợp. Sau phản ứng thu được 12g hỗn hợp gồm 2 kim loại trong đó có 6,4g Cu. a) Viết các phương trình hóa học xảy ra. b) Hãy tính V(lít) khí H2 cần dùng để khử hỗn hợp 2 Oxit đó. (Các thể tích khí đo ở đktc) Hướng dẫn: a) Phương trình hóa học: H2 + CuO $\overset{t^0}{\rightarrow}$ Cu + H2O (1) 3H2 + Fe2O3 $\overset{t^0}{\rightarrow}$ 2Fe + 3H2O (2) b) Khối lượng của kim loại Fe là: \({m_{Fe}} = {m_{hh}} - {m_{CuO}} = 12 - 6,4 = 5,6(gam)\) Số mol của Sắt và Đồng lần lượt là: \(\begin{array}{l} {n_{Fe}} = \frac{{{m_{Fe}}}}{M} = \frac{{5,6}}{{56}} = 0,1(mol)\\ {n_{CuO}} = \frac{{{m_{CuO}}}}{M} = \frac{{6,4}}{{64}} = 0,1(mol) \end{array}\) Phương trình hóa học: H2 + CuO $\overset{t^0}{\rightarrow}$ Cu + H2O (1) 1 mol 1 mol 0, 1 mol \(\leftarrow\) 0,1 mol 3H2 + Fe2O3 $\overset{t^0}{\rightarrow}$ 2Fe + 3H2O (2) 3 mol 2 mol 0,15 mol \(\leftarrow\) 0,1 mol Theo phương trình (1) và (2) thì số mol Hiđro sinh ra ở hai phản ứng là: \(\begin{array}{l} {n_{{H_2}(1)}} = {n_{Cu}} = 0,1(mol)\\ {n_{{H_2}(2)}} = {n_{Fe}} = 0,15(mol) \end{array}\) Tổng số mol khí Hiđro sinh ra là: \(\sum {{n_{{H_2}}}} = 0,1 + 0,15 = 0,25(mol)\) Thể tích khí Hiđro cần dùng ở đktc là: \({V_{{H_2}}} = 22,4.{n_{{H_2}}} = 22,4 \times 0,25 = 5,6(lit)\)
