1. Điều chế hidro
a. Trong phòng thí nghiệm
- Trong phòng thí nghiệm, khí hiđro được điều chế bằng cách cho axit [HCl hoặc H2SO4 loãng] tác dụng với kim loại kẽm [hoặc sắt, nhôm,…]
- Nguyên liệu:
+ Kim loại: Zn, Fe, Al,…
+ Dung dịch axit: HCl loãng, H2SO4 loãng.
PTHH: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
b. Trong công nghiệp
* Phương pháp điện phân nước.
2H2O $\xrightarrow{điện\,phân}$ 2H2↑ + O2↑
* Dùng than khử oxi của H2O ở nhiệt độ cao: C + H2O $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ CO + H2
* Điều chế từ khí tự nhiên, khí mỏ dầu.
2. Phản ứng thế
- Phản ứng thế là phản ứng hóa học của đơn chất và hợp chất trong đó nguyên tử của đơn chất thay thế nguyên tử của một nguyên tố khác trong hợp chất
Ví dụ: PTHH: 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.
Sơ đồ tư duy: Điều chế khí hiđro - phản ứng thế
Điều chế Hiđro trong phòng thí nghiệm sẽ giúp cho các em biết hiểu biết các kiến thức cơ bản nhất về cách để điều chế khí Hiđro: nguyên liệu, phương pháp, phương trình phản ứng và một số lưu ý khi điều chế.
a. Hóa chất
Hóa chất để điều chế khí hiđro bao gồm: dung dịch axit HCl hoặc H2SO4 loãng; kim loại hoạt động trung bình như Zn, Fe, Al,…
b. Dụng cụ
Phễu có khóa, lọ thủy tinh miệng hẹp, ống nghiệm, ống dẫn khí, chậu thủy tinh, nút cao su.
Khí Hiđro ít tan trong nước và nhẹ hơn không khí nên ta có thể điều chế Hiđro theo 2 phương pháp sau:
– Thu khí Hiđro bằng phương pháp đẩy nước [1]
– Thu khí Hiđro bằng phương pháp đẩy không khí [2]
Điều kiện nhiệt độ thường
- Lắp dụng cụ như hình.
- Mở khóa cho axit HCl chảy từ từ xuống lọ đựng kim loại Zn, đến khi phản ứng hóa học xảy ra ta thấy hiện tượng có khí thoát ra tạo bọt và đẩy nước ra hết ống nghiệm thu khí Hiđro [TH đẩy nước].
Zn + HCl → ZnCl 2 + H 2
- Lắp nút cao su phải lắp kín, tránh trường hợp lượng khí hidro thoát ra ngoài làm cho lượng khí Hidro thu được ở ống nghiệm ít.
- Không để lẫn không khí ở cuối ống nghiệm đựng nước khi úp ống thu khí, tránh trường hợp không thu được hiđro tinh khiết.
Điều chế Hiđro trong phòng thí nghiệm
1. Giải chi tiết 66 đề thi vào 10 chuyên hóa 63 tỉnh, thành phố
2. 15 chủ đề bồi dưỡng học sinh giỏi, 45 đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh hóa 9
3. 28 chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 8
Facebook: Sinhh Quách
Fanpage: PageHoahocthcs
Liên hệ: Facebook: Sinhh Quách
Fanpage: TrangHoahocthcs
♥Cảm ơn bạn đã xem: Điều chế Hiđro trong phòng thí nghiệm
Trong bài viết hôm nay chúng ta sẽ cùng tìm hiểu vậy phản ứng thế là gì? Phương pháp, cách thức để điều chế Hiđro trong công nghiệp và trong phòng thí nghiệm được thực hiện như thế nào?
Phản ứng thế là gì? Cách điều chế Hiđro trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp thuộc phần: Chương 5: Hiđro – Nước
1. Điều chế khí hiđro trong phòng thí nghiệm
- Trong phòng thí nghiệm để điều chế H2 thường sử dụng axit HCl [hoặc H2SO4 loãng] và kim loại Zn [hoặc Fe, hoặc Al].
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑
- 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 b] thu khí hidro bằng cách đẩy không khí
2. Điều chế hiđro trong công nghiệp
- Trong công nghiệp người ta điều chế hiđro bằng cách điện phân nước hoặc dùng than khử oxi của nước trong lò khí than hoặc điều chế H2 từ khí thiên nhiên, khí dầu mỏ.
2H2O -điện phân→ 2H2 + O2
II. Phản ứng thế là gì?
- Phản ứng thế là phản ứng hóa học trong đó nguyên tử của đơn chất thay thế nguyên tử của một nguyên tố khác trong hợp chất. Ví dụ:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑
* Bài 1 trang 117 SGK Hóa 8: Những phản ứng hóa học nào dưới đây có thể được dùng để điều chế hiđro trong phòng thi nghiệm?
[Nguyên tử Zn và Fe đã thay thế nguyên tử H trong hợp chất HCl và H2SO4]
III. Bài tập vận dụng điều chế hidro, phản ứng thế
a] Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑
b] 2H2O → 2H2↑ + O2↑
c] 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑
° Lời giải bài 1 trang 117 SGK Hóa 8:
- Phản ứng hóa học điều chế H2 trong phòng thí nghiệm là: a] và c]
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑
* Bài 2 trang 117 SGK Hóa 8: Lập phương trình hóa học của các phản ứng sau đây và cho biết chúng thuộc loại phản ứng hóa học nào?
a] Mg + O2 → MgO.
b] 2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2.
c] Fe + CuCl2 → FeCl2 + Cu.
° Lời giải bài 2 trang 117 SGK Hóa 8:
a] 2Mg + O2 → 2MgO
- Là phản ứng oxi hóa khử [phản ứng hóa hợp].
b] 2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2.
- Là phản ứng oxi hóa khử [phản ứng phân hủy].
c] Fe + CuCl2 → FeCl2 + Cu.
- Là phản ứng thế.
* Bài 3 trang 117 SGK Hóa 8: 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 thế được không? Vì sao?
° Lời giải bài 3 trang 117 SGK Hóa 8:
• Cách để ống nghiệm khi thu khí oxi:
- Để ống nghiệm thẳng đứng, miệng ống nghiệm hướng lên trên vì trọng lượng khí oxi [M=32g] lớn hơn trọng lượng không khí [M=29g]
• Cách để ống nghiệm khi thu khí hidro:
- Để ống nghiệm thẳng đứng và miệng ống nghiệm hướng xuống dưới do trọng lượng của khí hidro [M=2g] nhẹ hơn trọng lượng của không khí [M=29g].
* Bài 4 trang 117 SGK Hóa 8: Trong phòng thí nghiệm hóa học có các kim loại kẽm và sắt, dung dịch HCl và axit H2SO4.
a] Viết các phương trình hóa học có thể điều chế hiđro;
b] Phải dùng bao nhiêu gam kẽm, bao nhiêu gam sắt để điều chế được 2,24 lít khí hiđro [đktc]?
° Lời giải bài 4 trang 117 SGK Hóa 8:
a] Phương trình hóa học của phản ứng:
[1] Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑
[2] Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑
[3] Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑
[4] Fe + H2SO4 [l] → FeSO4 + H2↑
b] Theo bài ra thu được 2,24 lít H2 nên:
- Theo phương trình hóa học [1] và [2]: ∑nZn = ∑nH2 = 0,1 [mol]
⇒ Khối lượng kẽm cần dùng là: m = 0,1.65 = 6,5 [g]
- Theo phương trình hóa học [3] và [4]: ∑nFe = ∑nH2 = 0,1 [mol]
⇒ Khối lượng sắt cần dùng là: m = 0,1.56 = 5,6 [g].
* Bài 5 trang 117 SGK Hóa 8: Cho 22,4g sắt tác dụng với dung dịch loãng có chứa 24,5g 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.
° Lời giải bài 5 trang 117 SGK Hóa 8:
- Theo bài ra, có 22,4[g] sắt và 24,5[g] axit sunfuric nên số mol của Fe và H2SO4 là:
- Phương trình hóa học của phản ứng:
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑
1 mol 1 mol
0,4 0,25 mol
- Lập tỉ lệ so sánh, ta thấy:
⇒ Fe dư, H2SO4 phản ứng hết nên các tính toán tính theo số mol của H2SO4
- Theo PTPƯ nFe [pư] = nH2SO4 = 0,25[mol] ⇒ nFe [dư] = 0,4 – 0,25 = 0,15[mol].
⇒ mFe [dư] = n.M = 0,15.56 = 8,4[g].
- Theo PTPƯ thì: nH2 = nH2SO4 = 0,25 [mol].
⇒ VH2 = n.22,4 = 0,25.22,4 = 5,6[lít].
Phản ứng thế là gì? Cách điều chế Hiđro trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp - Hóa 8 bài 33 được biên soạn theo SGK mới và được đăng trong mục Soạn Hóa 8 và giải bài tập Hóa 8 gồm các bàiSoạn Hóa 8được hướng dẫn biên soạn bởi đội ngũ giáo viên dạy giỏi hóa tư vấn và những bài Hóa 8 được soanbaitap.com trình bày dễ hiểu, dễ sử dụng và dễ tìm kiếm, giúp bạn học giỏi hóa 8. Nếu thấy hay hãy chia sẻ và comment để nhiều bạn khác học tập cùng.