Giải bài tập SGK Hóa học lớp 8. Bài 33. Điều chế khí hiđro – Phản ứng thế

Bài 1. Những phản ứng hóa học nào dưới đây có thể dùng để điều chế hiđro trong phòng thí nghiệm?

a. Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂

b. 2H₂O  2H₂ + O₂

c. 2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂

Giải bài 1:

• Những phản ứng hóa học dưới đây có thể được dùng để điều chế hiđro trong phòng thí nghiệm:

a. Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂

c. 2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂

• Phản ứng b không dùng để điều chế hidro trong phòng thí nghiệm

Bài 2. Lập phương trình hóa học của phản ứng sau đây và cho biết chúng thuộc loại phản ứng hóa học nào?

a. Mg + O₂ → MgO

b. KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

c. Fe + CuCl₂ → FeCl₂ + Cu

Giải bài 2

a. 2Mg + O₂ → 2MgO

Phản ứng hóa hợp

b. 2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

Phản ứng phân hủy.

c. Fe + CuCl₂ → FeCl₂ + Cu

Phản ứng thế.

Bài 3. Khi thu khí oxi vào ống nghiệm bằng cách đẩy không khí, phải để vị trí ống nghiệm như thế nào? Vì sao? Đối với khí hiđro, có làm như thế được không? Vì sao?

Giải bài 3: Khi thu khí oxi vào ống nghiệm bằng cách đẩy không khí, phải để vị trí ống nghiệm nằm thẳng đứng, miệng ống nghiệm hướng lên trên vì trọng lượng khí oxi (32g) lớn hơn trọng lượng không khí (29g). Đối với khí hiđro thì không thể được vì trọng lượng khí hiđro rất nhẹ (2g) so với không khí (29g). Đối với khí H₂ thì phải đặt ống nghiệm thẳng đứng và miệng ống nghiệm hướng xuống dưới.

Bài 4: Trong phòng thí nghiệm có các kim loại kẽm và sắt, dung dịch axit clohiđric HCl và axit sunfuric H₂SO₄ loãng:

a. Viết phương trình hóa học có thể điều chế hiđro

b. Phải dùng bao nhiêu gam kẽm, bao nhiêu gam sắt để diều chế được 2,24 lít khí hiđro (ở đktc)?

Giải bài 4

a. Phương trình hóa học có thể điều chế hiđro.

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂ ↑

Fe + H₂SO₄ (loãng) → FeSO₄ + H₂ ↑

Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂ ↑

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂ ↑

b. Số mol khí hiđro là: n = 2,24/22,4 = 0,1 (mol)

Khối lượng kẽm cần dùng là: m = 0,1 x 65 = 6,5 (g)

Khối lượng sắt cần dùng là: m = 0,1 x 56 = 5,6 (g).

Bài 5. Cho 22,4 g sắt tác dụng với dung dịch loãng có chứa 24,5 g axit sunfuric.

a. Chất nào còn dư sau phản ứng và dư bao nhiêu gam?

b. Tính thể tích khí hiđro thu được ở đktc.

Giải bài 5

a. Số mol sắt là: n = 22,4/56 = 0,4 (mol)

Số mol axit sunfuric là: n = 24,5/98 = 0,25 (mol)

Phương trình phản ứng:

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂ ↑
1mol    1mol      1mol
0,25mol  0,25mol    0,25mol

Theo phương trình phản ứng hóa học, cứ 1 mol sắt tác dựng thì cần 1mol H₂SO₄. Do đó, 0,25 mol sắt tác dụng thì cần 0,25 mol H₂SO₄.

Vậy, số mol sắt dư là: n_dư = 0,4 – 0,25 = 0,15 (mol)

Khối lượng sắt dư là: m_dư = 0,15 x 56 = 8,4 (g)

b. Theo phương trình phản ứng hóa học, ta có: n_H2 = n_Fe = 0,25 mol

Thể tích khí hiđro thu được ở đktc là: V_H2 = 0,25 x 22,4 = 5,6 (lít).