Trước hết thu được khí nito -196 oC, sau đó là khí oxi -183 oC.Sản xuất khí oxi từ nước Điện phân nước trong các bình điện phân sẽ thu được hai chất khí riêng biệt - Không khí là một hỗn
Trang 21 Oxi-Không khí 4
1.1 Tính chất của oxi 4
1.1.1 Tính chất vật li 4
1.1.2 Tính chất hóa học 4
1.2 Sự oxi hóa - Phản ứng hóa hợp - Ứng dụng của oxi 5
1.2.1 Sự oxi hóa 5
1.2.2 Phản ứng hóa hợp 5
1.2.3 Ứng dụng của oxi 5
1.3 Oxit 6
1.3.1 Định nghĩa 6
1.3.2 Công thức 6
1.3.3 Phân loại 6
1.3.4 Cách gọi tên 6
1.4 Điều chế khí Oxi - Phản ứng phân hủy 7
1.4.1 Điều chế oxi trong phòng thí nghiệm 7
1.4.2 Sản xuất Oxi trong công nghiệp 7
1.4.3 Phản ứng phân hủy 8
1.5 Không khí - Sự cháy 8
1.5.1 Thành phần của không khí 8
1.5.2 Sự cháy và sự oxi hóa chậm 9
1.5.3 Các dạng bài tập thường gặp 9
1.6 Bài tập tự luận 15
1.7 Bài tập trắc nghiệm 30
1.8 Bài tập nâng cao 50
Trang 31.9 Các đề kiểm tra 1 tiết 55
Trang 4- Kí hiệu hóa học của nguyên tố oxi là: O; Công thức hóa học của khí oxi là
O2; Nguyên tử khối là 16; Phân tử khối là 32
- Oxi là nguyên tố hóa học phổ biến nhất, chiếm 49, 4% vỏ trái đất Trongkhông khí, oxi chiếm khoảng 21% khối lượng
Tác dụng với phi kim
a) Tác dụng với lưu huỳnh
S cháy trong không khí với ngọn lửa nhỏ, màu xanh nhạt Cháy trong khíoxi mãnh liệt hơn, tạo thành khí lưu huỳnh đioxit (SO2) hay còn gọi là khísunfurơ
S(r) + O2(k) → SO2(k)b) Với photpho
Photpho cháy mạnh trong oxi cho ngọn lửa sáng chói, tạo ra khói trắng dàyđặt bám vào thành lọ dưới dạng bột tan được trong nước Bột trắng đó là
Trang 5điphotpho pentaoxit.
4P (r) + 5O2(k) → 2P2O5(r)Tác dụng với kim loại
3F e(r) + 2O2(k) → F e3O4(r)Tác dụng với hợp chất
CH4(k) + 2O2(k) → CO2(k) + 2H2O(h) Chú ý:
- Khí có trong bùn ao, khí bioga là khí Metan, có CTHH: CH4
Trang 6Oxit có công thức tổng quát MxOy, trong đó nx = 2y (n là hóa trị của M và
2 là hóa trị của O)
Oxit được phân làm 2 loại chính:
Oxit axit:
Thường là oxit của phi kim và tương ứng với một axit
Ví dụ 1.3.2 SO3tương ứng với axit H2SO4; SO2 tương ứng với axit H2SO3;
CO2 tương ứng với axit H2CO3;
Oxit bazơ:
Là oxit của kim loại và tương ứng với một bazơ
Ví dụ 1.3.3 N a2O tương ứng với N aOH; CaO tương ứng với Ca(OH)2;CuO tương ứng với Cu(OH)2
Tổng quát
Tên oxit = tên nguyên tố + oxit
Ví dụ 1.3.4 N a2O (natri oxit); N O (nitơ oxit)
Trang 7Nếu kim loại có nhiều hóa trị.
Tên gọi = tên kim loại (hóa trị tương ứng) + oxit
Ví dụ 1.3.5 F eO sắt (II) oxit; F e2O3 sắt (III) oxit
Nếu phi kim có nhiều hóa trị
Tên gọi = tên phi kim (tiền tố đi trước nếu có) + oxit (tiền tố đi
trước nếu có).Tiền tố: mono (1); đi (2); tri (3); tetra (4); penta (5)
Ví dụ 1.3.6 CO (cacbon monooxit hoặc cacbon oxit); CO2 (cacbon đioxithoặc khí cacbonic); SO2 (lưu huỳnh đioxit hoặc khí sunfurơ); SO3 (lưu huỳnhtrioxit); P2O5 (điphotpho pentaoxit);
Kết luận
Trong phòng thí nghiệm khí oxi được điều chế bằng cách đun nóng nhữnghợp chất giàu oxi và dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao như KClO3 và KM nO4
Nguyên liệu sản xuất là từ không khí hoặc nước
Trang 8Sản xuất khí oxi từ không khí
Hóa lỏng không khí ở nhiệt độ thấp và áp suất cao, sau đó cho không khí lỏngbay hơi Trước hết thu được khí nito (-196 oC), sau đó là khí oxi (-183 oC).Sản xuất khí oxi từ nước
Điện phân nước trong các bình điện phân sẽ thu được hai chất khí riêng biệt
- Không khí là một hỗn hợp khí trong đó khí oxi chiếm khoảng 1/5 thể tích,chính xác hơn là oxi chiếm 21% thể tích không khí, phần còn lại hầu hết làkhí nitơ
- Ngoài khí oxi và nitơ, không khí còn chứa hơi nước, khí cacbonic (CO2),khí hiếm như neon (N e), argon (Ar), bụi khói, Các khí này chiếm tỉ lệ rấtnhỏ, khoảng 1% không khí
- Bảo vệ không khí trong lành, tránh gây ô nhiễm không khí
- Không khí bị ô nhiễm, không những gây ra những tác hại đối với sức khỏecon người, động vật, thực vật, mà còn phá hoại dần các công trình xâydựng như nhà cửa, cầu cống, di tích lịch sử,
- Phải xử lí khí thải của các nhà máy, các lò đốt, các phương tiện giao thông, để hạn chế đến mức thấp nhất việc đưa vào khí quyển các khí có hại như
SO2, CO2, CO, khói bụi,
Trang 9- Bảo vệ không khí trong sạch là nhiệm vụ của mỗi người của mỗi quốc giatrên hành tinh chúng ta Bảo vệ rừng, trồng rừng, trồng cây xanh là nhữngbiện pháp tích cực để bảo vệ không khí trong lành.
Sự cháy
- Sự cháy là sự oxi hóa, có tỏa nhiệt và phát sáng
- Sự cháy của một chất trong không khí và trong oxi có gì giống nhau và khácnhau?
• Giống nhau: đều là quá trình oxi hóa (sự oxi hóa)
• Khác nhau: Sự cháy trong không khí xảy ra chậm hơn, tạo ra nhiệt độthấp hơn khi cháy trong oxi Đó là vì trong không khí thể tích Nito gấp
4 lần thể tích oxi, diện tích tiếp xúc của các chất cháy với các phân tửoxi ít hơn nhiều lần nên sự cháy diễn ra chậm hơn Một phần nhiệt bịtiêu hao để đốt nóng khí nito nên nhiệt độ đạt được thấp hơn
Sự oxi hóa chậm
Đó là sự oxi hóa có tỏa nhiệt nhưng không phát sáng
Điều kiện phát sinh và các biện pháp để dập tắt sự cháy
Điều kiện phát sinh sự cháy:
- Chất phải nóng đến nhiệt độ cháy,
- Phải có đủ khí oxi để xảy ra cháy
Các biện pháp dập tắt sự cháy:
- Hạ nhiệt độ của chất cháy xuống dưới nhiệt độ cháy
- Cách li chất cháy với khí oxi
Dạng 1: Viết phương trình hóa học
- Khi viết PTHH chú ý viết sản phẩm theo quy tắc hóa trị
- Đối với phi kim: cố gắng thuộc sản phẩm Trong chương trình lớp 8 (cơ bản)chỉ có một số phi kim tác dụng với O2 là C, S, P, H2 tạo sản phẩm tương ứng
là CO2; SO2; P2O5; H2O
Trang 10- Đối với kim loại: viết sản phẩm theo quy tắc hóa trị.
- Riêng ở lớp 8, khi Fe tác dụng với oxi ở nhiệt độ cao tạo sản phẩm sắt từ
- Hợp chất hữu cơ CxHy hoặc CxHyOz tác dụng với O2 tạo ra khí cacbonic
Ví dụ 1.6.4 Propan có CTHH là C3H8, khi cháy tạo ra khí cacbon đioxit
và hơi nước, tỏa nhiều nhiệt Viết PTHH biểu diễn sự cháy đó
Ví dụ 1.6.5 Viết PTHH biểu diễn phản ứng cháy trong oxi của:
a) Các phi kim: C, S, P Biết P tạo thành P2O5
b) Các kim loại: N a, Zn, Al, F e, Cu Biết F e tạo thành F e3O4
c) Các hợp chất: CO, N O, CH4, C2H6, C3H8, biết CO và N O khi cháy trongoxi tạo thành CO2 và N O2, các hợp chất còn lại tạo thành sản phẩm khí CO2
và hơi nước
Dạng 2: Tính toán theo phương trình hóa học
Trang 11Nắm chắc kiến thức về lập PTHH, cân bằng hóa học, và các công thức tínhtoán toán liên quan tới chuyển khối lượng thể tích và lượng chât.
Ví dụ 1.6.6 Đốt cháy 5,6 lít khí C2H4 trong không khí, sau phản ứng thuđược khí cabonic và hơi nước
a Viết phương trình phản ứng
b Tính thể tích (đktc) khí cacbonic thu được
c Tính khối lượng nước sau phản ứng
Ví dụ 1.6.7 Đốt cháy hoàn toàn 20 dm3 khí axetilen (C2H2) có chứa 3%tạp chất không cháy
a Viết phương trình phản ứng cháy
b Tính thể tích (đktc) khí oxi cần dùng
c Tính khối lượng khí cacbonic và khối lượng nước tạo thành
Ví dụ 1.6.8 Đốt cháy lưu huỳnh trong oxi, sau phản ứng người ta thu được4,48 lít khí lưu huỳnh trioxit (đktc)
a) Viết phương trình phản ứng
b) Tính khối lượng lưu huỳnh tham gia phản ứng cháy
c) Tính thể tích (đktc) khí oxi cần thiết để phản ứng xảy ra hoàn toàn
Ví dụ 1.6.9 Đốt cháy hoàn toàn 17,6 g propan (C3H8) trong không khí.a) Tính thể tích khí cacbonic thu được sau phản ứng (đktc)
b) Tính khối lượng nước tạo thành
Ví dụ 1.6.10 Một bình phản ứng chứa 11,2 lít oxi (đktc) Với thể tích này
có thể đốt cháy: a) Bao nhiêu gam nhôm? b) Bao nhiêu gam C2H5OH?
Dạng 3: Phân loại và gọi tên oxit
1) Đặc điểm oxit: 2 nguyên tố (MxOy)
2) Oxit gồm 2 loại:
• Oxit axit: chứa phi kim (hoặc một số kim loại có hóa trị cao ví dụ: M n(VII), Cr(VII) ) và tương ứng với 1 axit Ví dụ : SO3 có axit tươngứng là H2SO4
• Oxit bazơ: chứa kim loại và tương ứng với 1 bazơ.Ví dụ: K2O có bazơtương ứng là KOH
3) Tên gọi:
Cách gọi chung: Tên nguyên tố + oxit
• Với kim loại nhiều hóa trị:
Tên oxit bazơ: Tên kim loại (kèm hóa trị) + oxit
Trang 12• Với phi kim nhiều hóa trị:
Tên oxit axit: Tên phi kim (kèm tiền tố chỉ số nguyên tử phi kim) +oxit (kèm tiền tố chỉ số nguyên tử oxi) Các tiền tố: 2 – đi; 3 – tri; 4 –têtra; 5 – penta
Ví dụ 1.6.11 Phân loại các oxit sau và gọi tên các oxit đó SO2, K2O, M gO, P2O5,
N2O5, Al2O3, F e2O3, CO2
Ví dụ 1.6.12 Trong các CTHH sau: BaO, C2H6O, ZnO, SO3, KOH, CO2.a) CTHH nào là CTHH của oxit
b) Phân loại oxit axit và oxit bazơ
c) Gọi tên các oxit đó
Ví dụ 1.6.13 Cho các oxit sau: SO2, CaO, Al2O3, P2O5
a) Các oxit này có thể được tạo thành từ các đơn chất nào?
b) Viết phương trình phản ứng điều chế các oxit trên
Ví dụ 1.6.14 Oxit của nguyên tố R có hóa trị III chứa 70% về khối lượngnguyên tố R Hãy cho biết oxit trên thuộc loại oxit axit hay oxit bazơ
Ví dụ 1.6.15 Một hợp chất oxit chứa 50% về khối lượng của S Xác địnhCTHH của oxit
Ví dụ 1.6.16 CTHH của một sắt oxit có tỉ lệ khối lượng mF e : mO = 7 : 3.Xác định CTHH của oxit
Dạng 4: Xác định sự oxi hóa khử
- Tiến hành các bước như cách lập PTHH
- Xác định sự oxi hóa: sự tác dụng của oxi với một chất
Trang 13Ví dụ 1.6.23 Tính lượng vôi tôi (Ca(OH)2) thu được từ 29,4 tạ vôi sốngCaO tác dụng với nước Biết rằng vôi sống chứa 5% tạp chất.
Ví dụ 1.6.24 Kẽm oxit được điều chế bằng cách nung bụi kẽm với khôngkhí trong lò đặc biệt Tính lượng bụi lẽm cần dùng để điều chế 40,5 kg kẽmoxit Biết rằng bụi kẽm chứa 2% tạp chất
Ví dụ 1.6.25 Tính thể tích khí oxi (ở đktc) cần thiết để đốt cháy 1 kg thanbiết than chứa 96%C và 4% S
Dạng 6: Hiệu suất phản ứng
Trang 141 Công thức tính hiệu suất phản ứng:
H = mtt× 100%
mlt
mtt : khối lượng thực tế (tính theo phương trình)(g)
mlt: khối lượng lý thuyết (đề cho) (gam)
H: hiệu suất phản ứng (%)
2 Công thức tính khối lượng chất tham gia khi có hiệu suất:
Do hiệu suất phản ứng nhỏ hơn 100%, nên lượng chất tham gia thực tế đemvào phản ứng phải lớn hơn nhiều để bù sự hao hụt Sau khi tính khối lượngchất tham gia theo phương trình phản ứng, ta tính khối lượng chất tham giakhi có hiệu suất như sau:
mlt = mtt× 100%
H
3 Công thức tính khối lượng chất tham gia khi có hiệu suất:
Do hiệu suất phản ứng nhỏ hơn 100%, nên lượng sản phẩm thực tế thu đượcphải nhỏ hơn nhiều do sự hao hụt Sau khi tính khối lượng sản phẩm theophương trình phản ứng, ta tính khối lượng sản phẩm khi có hiệu suất nhưsau:
mtt = mlt× H
100%
Ví dụ 1.6.26 Nung 4,9 g KClO3 có xúc tác thu được 2,5 g KCl và khí oxi.a) Viết phương trình phản ứng
b) Tính hiệu suất của phản ứng
Ví dụ 1.6.27 Để điều chế 8,775 g muối natri clorua (NaCl) thì cần bao nhiêugam natri và bao nhiêu lít clo (đktc),biết H = 75%
Ví dụ 1.6.28 280 kg đá vôi chứa 25% tạp chất thì có thể điều chế được baonhiêu kg vôi sống, nếu hiệu suất của phản ứng là 80%
Ví dụ 1.6.29 Trộn 10,8 g bột nhôm với bột lưu huỳnh dư Cho hỗn hợpvào ống nghiệm và nung nóng để phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 25,6 g
Al2S3 Tính hiệu suất phản ứng
Ví dụ 1.6.30 Đốt cháy hoàn toàn 1,92 g lưu huỳnh trong bình khí oxi Tínhthể tích khí SO2 (đktc) thu được sau phản ứng, biết hiệu suất phản ứng là90%
Ví dụ 1.6.31 Đốt cháy 51,2 g Cu trong oxi, sau phản ứng thu được 48 gCuO
Trang 15b) Tính khối lượng SO3, biết hiệu suất của phản ứng là 80%.
Dạng 7: Tính toán theo phản ứng phân hủy
Ví dụ 1.6.33 Tính số mol và số kaliclorat cần thiết để điều chế được:
a 48 gam khí oxi
b 4,48 lít khí oxi (đktc)
Ví dụ 1.6.34 Để điều chế 4,48 lít khí oxi (đktc) trong phòng thí nghiệm, cóthể dùng một trong hai chất KClO3 hoặc KM nO4 Hãy tính toán và chọnchất có khôi lượng nhỏ chất
Ví dụ 1.6.35 Nung nóng kaliclorat, chất này bị phân hủy thành kali nitrit(KN O2) và oxi
Dạng 8: Dạng toán biện luận
Ví dụ 1.6.36 Oxit cao nhất của một nguyen tố R có công thức R2Ox, phân
tử khối của oxit là 102 đvC Xác định R
Ví dụ 1.6.37 Cho biết phân tử khối của một oxit kim loại là 160 gam, phầntrăm theo khối lượng của kim loại trong oxit là 70% Lập CTHH của oxit đó
Ví dụ 1.6.38 Oxit của một phi kim có tỉ lệ khối lượng giữa phi kim và oxi
là 1:1 Biết oxit này có tỉ khối hơi đối với nitơ bằng 2,286 Xác định CT oxit
Trang 16a Khi có 6,4g khí oxi tham gia phản ứng
b Khi có 0,3 mol cacbon tham gia phản ứng
c Khi đốt 0,3 mol cacbon trong bình đựng 0,2 mol khí oxi
d Khi đốt 6gam cacbon trong bình đựng 19,2 gam khí oxi
Bài tập 1.3 Khi đố cháy khí metan (CH4); khí axetilen (C2H2); rượu etylic(C2H6O) đều cho sản phẩm là khí cacbonic và hơi nước Hãy viết phươn trìnhhóa học của các phản ứng cháy của các chất trên
Bài tập 1.4 Tính khối lượng oxi cần dùng để đốt cháy hết:
a Tính số gam lưu huỳnh đã cháy
b Tính số gam oxi còn dư sau phản ứng cháy
Bài tập 1.6 Một bình phản ứng chứa 33,6 lít khí oxi (đktc) với thể tích này
có thể đốt cháy:
a Bao nhiêu gam cacbon?
b Bao nhiêu gam hiđro
c Bao nhiêu gam lưu huỳnh
d Bao nhiêu gam photpho
Bài tập 1.7 Hãy cho biết 3 1024 phân tử oxi có thể tích là bao nhiêu lít?Bài tập 1.8 Tính thể tích khí oxi (đktc) cần dùng để đốt cháy hoàn toàn 1
kg than đá chứa 96% cacbon và 4% tạp chất không cháy
Bài tập 1.9 Đốt cháy 6,2 gam photpho trong bình chứa 6,72 lít khí oxi (đktc)tạo thành điphotpho pentaoxit
a Chất nào còn dư sau phản ứng, với khối lượng là bao nhiêu?
b Tính khối lượng sản phẩm tạo thành
Trang 17Bài tập 1.111 Cho 4 gam hỗn hợp X gồm C và S, trong đó S chiếm 40%khối lượng Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X Tính thể tích khí oxi (đktc) cầndùng.
Bài tập 1.112 Khi cho 0,36N phân tử khí oxi phản ứng vừa hết với a gamsắt, thu được sắt III oxit Tính giá trị của a Lấy N=6.1023
Bài tập 1.113 Tính thể tích khí oxi cần thiết để đốt cháy hoàn toàn khímetan CH4 có trong 1m3 khí chứa 2% tạp chất không cháy Các thể tích khí
b) Lập công thức hóa học của crom (III) oxit
Bài tập 1.116 Cho phản ứng hóa học của ancol etylic:
C2H5OH + O2 → CO2+ H2OĐốt cháy hết 4,6 gam ancol etylic thì thể tích khí oxi (đktc) cần là bao nhiêu?Bài tập 1.117 Đốt cháy 5,6 gam hỗn cacbon và lưu huỳnh cần 6,72 lít khíoxi (đktc) Tính khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu
Bài tập 1.118 Khi đốt cháy 0,3 mol cacbon trong bình chứa 0,2 mol khí oxithì khối lượng khí cacbonic thu được là bao nhiêu?
Bài tập 1.119 Để đốt cháy hoàn toàn a gam cacbon thì cần vừa đủ 1, 5.1024phân tử khí oxi Hãy tính giá trị của a
Bài tập 1.120 Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế oxit sắt từ bằngcách dùng oxi để oxi hóa sắt ở nhiệt độ cao
a) Tính số gam sắt và số gam khí oxi cần dùng để điều chế được 2,32 gamoxit sắt từ
b) Tính số gam kali pemanganat KM nO4 cần dùng để có được lượng oxi dùngcho phản ứng trên
Bài tập 1.121 Khi đốt cháy sắt trong oxi ở nhiệt độ cao, thu được oxit sắt
từ (F e3O4) Để điều chế 4,64 gam oxit sắt từ thì khối lượng sắt và oxi đemdùng là bao nhiêu?
Bài tập 1.122 Trong phản ứng quan hợp của cây xanh:
6CO2+ 6H2O → C6H12O6+ 6O2
Trang 18Biết rằng mỗi hecta cây trồng, mỗi ngày hấp thụ khoảng 374kg CO2 thì thảvào không khí khối lượng oxi bằng bao nhiêu?
Bài tập 1.123 Cho 2,16 gam một kim loại R hóa trị (III) tác dụng hết vớilượng khí oxi dư, thu được 4,08 gam một oxit có dạng R2O3 Xác định tên vàKHHH của kim loại R
Bài tập 1.124 Đốt cháy hoàn toàn m gam rượu etylic C2H5OH bằng V lít(đktc) khí oxi (vừa đủ), thu được CO2 và 5,4 gam H2O
a) Viết PTHH
b) Tính m và V
Bài tập 1.125 Đốt cháy 5 gam hỗn hợp X gồm cacbon và lưu huỳnh trongbình chứa khí oxi dư, thu được 13 gam hỗn hợp CO2 và SO2 Tính thể tíchkhí oxi đã tham gia phản ứng và thành phần phần trăm số mol các chất tronghỗn hợp X