Tóm tắt và giải hóa lớp 8 bài 33: Điều chế khí hiđro – Phản ứng thế
Tóm tắt và giải hóa lớp 8 bài 33: Điều chế khí hiđro – Phản ứng thế
Mục lục
Dưới đây là bài tóm tắt và giải hóa lớp 8 bài 33 mà bạn có thể tham khảo để học hóa tốt hơn !
1. Tóm tắt hóa học lớp 8 bài 33:
– 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).
– Thu khí H2 vào ống nghiệm bằng cách đẩy không khí hay đẩy nước.
– Nhận biết khí H2 bằng que đóm đang cháy.
– 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 khác trong hợp chất.
2. Hướng dẫn giải bài tập Hóa học 8 bài 33:
Bài 1 trang 117
Những phản ứng hóa học nào dưới đây có thể được dùng để điều chế hiđro trong phòng thi nghiệm ?
a) Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2 ↑
b) 2H2O 
2H2 ↑ + O2 ↑
c) 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 ↑
Bài giải :
Những phản ứng hóa học dưới đây có thể được dùng để điều chế hiđro trong phòng thí nghiệm là : a), c)
a) Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2 ↑
c) 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 ↑
Bài 2 trang 117
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
Bài giải :
a. PTHH: 2Mg + O2 → 2MgO
→ Phản ứng oxi hóa – khử (phản ứng hóa hợp)
b. PTHH: 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2
→ Phản ứng oxi hóa – khử (phản ứng phân hủy)
c. PTHH: Fe + CuCl2 → FeCl2 + Cu
→ Phản ứng oxi hóa – khử (phản ứng thế)
Bài 3 trang 117
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 ?
Bài giải :
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 khí oxi (M = 32) nặng hơn không khí (M = 29).
Đối với khí hiđro thì không thể được vì khí hiđro (M = 2) rất nhẹ so với không khí (M = 29). Vì vậy đối với khí H2 thì phải đặt ống nghiệm thẳng đứng và miệng ống nghiệm hướng xuống dưới.
Bài 4 trang 117
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 điều chế được 2,24 lít khí hiđro (ở đktc) ?
Bài giải :
a. Phương trình hóa học có thể điều chế hiđro :
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 ↑ (1)
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2 ↑ (2)
Fe + H2SO4 (loãng) → FeSO4 + H2 ↑ (3)
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 ↑ (4)
b) Số mol khí hiđro là :
nH2 = VH2 / 22,4 = 2,24/22,4 = 0,1 (mol)
Theo phương trình hóa học (1) và (2): ∑nZn = ∑nH2 = 0,1 (mol)
Khối lượng kẽm cần dùng là:
mZn = nZn x MZn = 0,1 x 65 = 6,5 (g)
Theo phương trình hóa học (3) và (4): ∑nFe = ∑nH2 = 0,1 (mol)
Khối lượng sắt cần dùng là:
mFe = nFe x MFe = 0,1 x 56 = 5,6 (g)
Bài 5 trang 117
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.
Bài giải :
Số mol sắt là :
nFe = mFe / MFe = 22,4/56 = 0,4 (mol)
Số mol axit sunfuric là :
nH2SO4 = mH2SO4 / MH2SO4 = 24,5/98 = 0,25 (mol)
Phương trình phản ứng :
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 ↑
1 mol 1 mol
0,4 mol 0,25 mol
So sánh tỉ lệ số mol :
0,4/1 > 0,5/1 ⇒ Fe dư, H2SO4 hết → Tính theo số mol H2SO4
Theo phương trình :
nFe (pư) = nH2SO4 = 0,25 mol ⇒ nFe dư = 0,4 – 0,25 = 0,15 (mol)
Khối lượng sắt dư sau phản ứng là :
mFe dư = nFe dư x MFe = 0,15 x 56 = 8,4 (g)
b) Theo phương trình :
nH2 = nH2SO4 = 0,25 (mol)
Thể tích khí hiđro thu được là :
VH2 = nH2 x 22,4 = 0,25 x 22,4 = 5,6 (lít)
3. Hướng dẫn giải bài tập Sách bài tập Hóa học 8 bài 33:
Bài 33.1 trang 46
Cho các phản ứng hoá học sau :
(1) Cu + 2AgNO3 →Cu(NO3)2 + 2Ag ↓
(2) Na2O + H2O → 2NaOH
(3) Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 ↑
(4) CuO + 2HCl →CuCI2 + H2O
(5) 2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2 ↑
(6) Mg + CuCl2 →MgCl2 + Cu ↓
(7) CaO + CO2 →CaCO3
(8) HCl + NaOH →NaCl + H2O
Số phản ứng thuộc loại phản ứng thế là
A. 3. B. 4. C. 5. D. 6
Bài giải :
Các phản ứng thế là (1), (3), (5), (6)
⇒ Chọn đáp án B.
Bài 33.2 trang 47
Một học sinh làm các thí nghiệm sau :
(1) Cho dung dịch axit HCl tác dụng với đinh Fe sạch.
(2) Đun sôi nước.
(3) Đốt một mẩu cacbon.
Hỏi :
a) Trong những thí nghiệm nào có sản phẩm mới xuất hiện, chất đó là chất gì ?
b) Trong thí nghiệm nào có sự biểu hiện của thay đổi trạng thái ?
c) Trong thí nghiệm nào có sự tiêu hao oxi ?
Bài giải :
a) Những thí nghiệm có sản phẩm mới xuất hiện là :
Thí nghiệm (1): Fe + HCl → FeCl2 + H2
Thí nghiệm (3): C + O2 → CO2
Sản phẩm mới: Ở thí nghiệm (1) là FeCl2 và H2 ; ở thí nghiệm (3) là khí CO2
b) Thí nghiệm (2): nước chuyển từ thể lỏng sang thể hơi.
c) Thí nghiệm (3): có sự tiêu hao oxi do sự cháy xảy ra.
Bài 33.3 trang 47
a) Viết phương trình hoá học của phản ứng điều chế hiđro trong phòng thí nghiệm.
b) Nguyên liệu nào được dùng để điều chế H2 trong phòng thí nghiệm, trong công nghiệp ?
Bài giải :
a) Phương trình hoá học của phản ứng điều chế hiđro trong phòng thí nghiệm :
Kim loại + Axit HCl (hoặc axit H2SO4 loãng) → Muối + H2
Phương trình :
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2 ↑
2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2 ↑
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 ↑
b) Nguyên liệu để điều chế H2 trong phòng thí nghiệm :
Kim loại: Fe, Zn, Al, Mg.
Axit: HCl, H2SO4 loãng.
Nguyên liệu dể điều chế H2 trong công nghiệp :
- Chủ yếu là khí thiên nhiên, chủ yếu là CH4 (metan) có lẫn O2 và hơi nước :
- Tách hiđro từ khí than cốc hoặc từ khí chế biến dầu mỏ, được thực hiện bằng cách làm lạnh, ở đó tất cả các khí, trừ hiđro, đều bị hoá lỏng.
Bài 33.4 trang 47
Một em học sinh tự làm thí nghiệm ở nhà, cho đinh sắt sạch vào giấm ăn (dung dịch axit axetic CH3COOH).
Thí nghiệm trên và thí nghiệm điều chế hiđro trong sách giáo khoa (bài 33) có những hiện tượng gì khác nhau, em hãy so sánh. Cho biết khí thoát ra là khí gì. Cách nhận biết.
Bài giải :
– So với thí nghiệm trong sách giáo khoa, thí nghiệm này có ít bọt khí xuất hiện trên bề mặt mảnh sắt, khí thoát ra khỏi dung dịch giấm ăn chậm, mảnh sắt tan dần chậm hơn mảnh Zn.
– Khí thoát ra là khí hiđro.
– Nhận biết:
Đưa que đóm đang cháy vào đầu ống dẫn khí, khí thoát ra sẽ cháy được trong không khí với ngọn lửa màu xanh nhạt, đó là khí hiđro.
Bài 33.5 trang 47
Trong phòng thí nghiệm có các kim loại kẽm và magie, các dung dịch axit sunfuric loãng H2SO4 và axit clohiđric HCl.
a) Hãy viết các phương trình hoá học của phản ứng để điều chế khí H2.
b) Muốn điều chế được 1,12 lít khí hiđro (đktc) phải dùng kim loại nào, axit nào để chỉ cần một khối lượng nhỏ nhất ?
Bài giải :
a. Phương trình hóa học có thể điều chế hiđro :
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 ↑ (1)
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2 ↑ (2)
Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2 ↑ (3)
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 ↑ (4)
b) Số mol khí hiđro là :
nH2 = VH2 / 22,4 = 1,12/22,4 = 0,05 (mol)
Để điều chế 0,05 mol H2 thì nZn = nMg = 0,05 (mol) và MMg < MZn
→ Dùng Mg sẽ cần khối lượng nhỏ hơn.
nHCl = 2.nH2 = 0,05 x 2 = 0,1 mol ⇒ mHCl = 0,1 x 36,5 = 3,65 (g)
nH2SO4 = nH2 = 0,05 mol ⇒ mH2SO4 = 0,05 x 98 = 4,9 (g)
→ Dùng axit HCl sẽ cần khối lượng nhỏ hơn.
⇒ Nên với những chất đã cho muốn dùng với khối lượng nhỏ nhất để điều chế H2 ta dùng Mg và axit HCl.
Bài 33.6 trang 47
Trong giờ thực hành hoá học, học sinh A cho 32,5 g kẽm vào dung dịch H2SO4 loãng, học sinh B cho 32,5 g sắt cũng vào dung dịch H2SO4 loãng ở trên. Hãy cho biết học sinh nào thu được khí hiđro nhiều hơn (đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất).
Bài giải :
Số mol kẽm và sắt là :
nZn = mZn / MZn = 32,5/65 = 0,5 (mol)
nFe = mFe / MFe = 32,5/56 = 0,58 (mol)
Phương trình phản ứng :
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2 ↑
0,5 mol → 0,5 mol
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 ↑
0,58 mol → 0,58 mol
Vậy thí nghiệm của học sinh B sẽ thu được nhiều khí H2 hơn.
Bài 33.7 trang 47
Trong giờ thực hành hoá học, một học sinh nhúng một đinh sắt vào dung dịch muối đồng sunfat CuSO4. Sau một thời gian, lấy đinh sắt ra khỏi dung dịch muối. Thanh sắt bị phủ một lớp màu đỏ gạch và dung dịch có muối sắt(II) sunfat FeSO4.
a) Hãy viết phương trình hoá học.
b) Hãy cho biết phản ứng trên thuộc loại phản ứng nào.
Bài giải :
a) Phương trình hóa học :
Fe + CuSO4 → Cu + FeSO4
b) Phản ứng trên là phản ứng thế vì nguyên tử Fe đã thế chỗ nguyên tử Cu trong CuSO4
Bài 33.8 trang 48
Cho 6,5 g kẽm vào bình dung dịch chứa 0,25 mol axit clohiđric.
a) Tính thể tích khí hiđro thu được ở đktc.
b) Sau phản ứng còn dư chất nào ? Khối lượng là bao nhiêu gam ?
Bài giải :
Ta có : nHCl = 0,25 (mol)
Số mol Zn là :
nZn = mZn / MZn = 6,5/65 = 0,1 (mol)
a) Phương trình hóa học :
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 ↑
1 mol 2 mol 1 mol
0,1 mol 0,25 mol
Tỉ lệ số mol là :
0,1/1 < 0,25/2 ⇒ HCl dư, Zn hết → Tính theo số mol Zn.
Số mol H2 là :
nH2 = 0,1 x 1 / 1 = 0,1 (mol)
Thể tích khí hiđro thu được :
VH2 = nH2 x 22,4 = 0,1 x 22,4 = 2,24 (lít)
b) Chất dư là HCl.
Theo phương trình hóa học trên, số mol và khối lượng HCl dư là:
nHCl = 0,25 – 0,2 = 0,05 (mol)
mHCl = nHCl x MHCl = 0,05 x 36,5 = 1,825 (g)
Bài 33.9 trang 48
Cho mạt sắt vào một dung dịch chứa 0,2 mol H2SO4 loãng. Sau một thời gian, bột sắt tan hoàn toàn và người ta thu được 1,68 lít khí hiđro (đktc).
a) Viết phương trình hoá học.
b) Tính khối lượng mạt sắt đã phản ứng.
c) Để có lượng sắt tham gia phản ứng trên, phải cho bao nhiêu gam sắt(III) oxit tác dụng với khí hiđro ?
Bài giải :
a) Phương trình hóa học :
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 ↑
b) Số mol H2 là :
nH2 = VH2 / 22,4 = 1,68/22,4 = 0,075 (mol)
Ta có :
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 ↑
1 mol 1 mol
0,075 mol ← 0,075 mol
Theo phương trình hóa học trên ta nhận thấy số mol axit cho dư (0,2 mol), nên tính khối lượng mặt sắt theo số mol hiđro:
mFe = nFe x MFe = 0,075 x 56 = 4,2 (g)
c) Phương trình hóa học :
Fe2O3 + 3H2 2Fe + 3H2O
1 mol 3 mol 2 mol
0,0375 mol ← 0,075 mol
Khối lượng Fe2O3 cần dùng để điều chế lượng sắt trên là :
mFe2O3 = nFe2O3 x MFe2O3 = 0,0375 x 160 = 6 (g)
Bài 33.10 trang 48
Người ta cho kẽm hoặc sắt tác dụng với dung dịch axit clohiđric HCl để điều chế khí hiđro. Nếu muốn điều chế 2,24 lít khí hiđro (đktc) thì phải dùng số gam kẽm hoặc sắt lần lượt là
A. 6,5 g và 5,6 g B. 16 g và 8 g
C. 13 g và 11,2 g D. 9,75 g và 8,4 g
Bài giải :
Số mol H2 là :
nH2 = VH2 / 22,4 = 2,24/22,4 = 0,1 (mol)
Phương trình phản ứng của Zn và HCl là :
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 ↑
1 mol 2 mol 1 mol
0,1 mol ← 0,1 mol
Khối lượng Zn là :
mZn = nZn x MZn = 0,1 x 65 = 6,5 (g)
Phương trình phản ứng của Fe và HCl là :
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 ↑
1 mol 2 mol 1 mol
0,1 mol ← 0,1 mol
Khối lượng sắt là :
mFe = nFe x MFe = 0,1 x 56 = 5,6 (g)
⇒ Chọn đáp án A.
Bài 33.11 trang 48
Điện phân hoàn toàn 2 lít nước ở trạng thái lỏng (biết khối lượng riêng D của nước là 1 kg/lít), thể tích khí hiđro và thể tích khí oxi thu được (ở đktc) lần lượt là
A. 1244,4 lít và 622,2 lít. B. 3733,2 lít và 1866,6 lít.
C. 4977,6 lít và 2488,8 lít. D. 2488,8 lít và 1244,4 lít.
Bài giải :
mH2O = V x D = 2 x 1 = 2kg = 2000g
nH2O = mH2O / MH2O = 2000/18 = 111,11 (mol)
Phương trình hóa học :
2H2O 2H2 ↑ + O2 ↑
111,11 mol → 111,11 mol → 55,56 mol
Theo phương trình, ta có :
nH2 = nH2O = 111,11 (mol)
VH2 = nH2 x 22,4 = 111,11 x 22,4 = 2288,8 (lít)
VO2 = nO2 x 22,4 = 55,56 x 22,4 = 1244,5 (lít)
⇒ Chọn đáp án D.
Bài 33.12 trang 48
So sánh thể tích khí hiđro (đktc) thu được trong mỗi trường hợp sau :
a) 0,1 mol Zn tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng, dư.
0,1 mol Al tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng, dư.
b) 0,2 mol Zn tác dụng với dung dịch HCl dư.
0,2 mol Al tác dụng với dung dịch HCl dư.
Bài giải :
a) Phương trình phản ứng :
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2 ↑ (1)
1 mol 1 mol
0,1 mol → 0,1 mol
2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2 ↑ (2)
2 mol 3 mol
0,1 mol → 0,15 mol
Ta có : nH2(1) < nH2(2)
⇒ Khí hiđro ở phương trình nhôm sinh ra nhiều hơn khí hiđro ở phương trình kẽm.
b) Phương trình phản ứng :
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 ↑ (3)
1 mol 2 mol 1 mol
0,2 mol → 0,2 mol
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 ↑ (4)
2 mol 2 mol 3 mol
0,2 mol → 0,3 mol
Ta có : nH2(3) < nH2(4)
⇒ Khí hiđro ở phương trình nhôm sinh ra nhiều hơn khí hiđro ở phương trình kẽm.
Đây là nội dung tóm tắt và giải bài tập Chương 5 bài 33: Điều chế khí hiđro – Phản ứng thế trong chương trình hóa học lớp 8 mà các bạn có thể tham khảo. Mời các bạn cùng tham khảo các bài viết tương tự trong chuyên mục : Hóa học lớp 8