Bài 33: Điều chế khí hiđro

Trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp nhiều lúc người ta cần tới khí Hiđro. Làm thế nào để điều chế của khí Hiđro? Phản ứng điều chế khí hiđro thuộc loại phản ứng nào? Chúng ta cùng nhau tìm hiểu nội dung bài giảng Điều chế khí hiđro - Phản ứng thế.

Tóm tắt lý thuyết

1.1. Điều chế H₂

1.1.1. Trong phòng thí nghiệm

Cách tiến hành

Nguyên liệu thường được dùng để điều chế H₂ trong phòng thí nghiệm là axit HCl và kim loại Zn.
Cho viên kẽm vào dung dịch axit HCl

Video 1: Phản ứng điều chế khí H₂ từ phản ứng của Zn và Axit HCl

Hiện tượng - Giải thích

Hiện tượng:
- Khi cho viên kẽm vào dung dịch axit HCl → dung dịch sôi lên và có khí thoát ra, viên kẽm tan dần.
- Sau khi phản ứng kết thúc, lấy 1-2 giọt dung dịch trong ống nghiệm đem cô cạn → thu được chất rắn màu trắng.
Giải thích: Phương trình hóa học: Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂

Kết luận

Để điều chế H₂ trong phòng thí nghiệm người ta có thể thay dung dịch axit HCl bằng H₂SO₄ loãng và thay Zn bằng Fe, Al, …
Ống nghiệm vừa tiến hành thí nghiệm nóng lên rất nhiều chứng tỏ phản ứng xảy ra là phản ứng toả nhiệt.
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.

Phương pháp và điều chế khí Hiđro

Hình 1: Phương pháp và điều chế khí Hiđro

A - Thu khí bằng phương pháp đẩy nước

B - Thu khí Hiđro bằng phương pháp đẩy không khí

Khi thu O₂ bằng cách đẩy không khí người ta phải chú ý để miệng bình hướng lên trên, vì O₂ nặng hơn không khí.
⇒ Vậy khi thu H₂ bằng cách đẩy không khí ta phải hướng miệng ống nghiệm xuống dưới vì khí H₂ nhẹ hơn không khí.

1.1.2. Trong công nghiệp

Video 2: Thí nghiệm điện phân nước để điều chế Oxi, Hidro

Người ta điều chế H₂ bằng cách điện phân nước hoặc dùng than khử oxi của H₂O trong lò khí than hoặc điều chế H₂ từ khí thiên nhiên, khí dầu mỏ
Ví dụ:

Điều chế khí Hiđro trong công nghiệp

Hình 2: Điều chế khí Hiđro trong công nghiệp

A) Từ thiên nhiên - khí dầu mỏ B) Điện phân nước C) Từ nước và than

1.2. Phản ứng thế là gì?

1.2.1. Ví dụ

Phương trình phản ứng:

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
Phương trình phản ứng:
Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H2

(đơn chất) (hợp chất) (hợp chất) (đơn chất)
Nhận xét: Nguyên tử Fe đã thay thế nguyên tử H trong hợp chất H₂SO₄

1.2.2. Kết luận

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 1 nguyên tố trong hợp chất.

1.3. Tổng kết

Sơ đồ tư duy bài Điều chế khí Hiđro - Phản ứng thế

Hình 3: Sơ đồ tư duy bài Điều chế khí Hiđro - Phản ứng thế

Bài tập minh họa

Bài 1:

Trong những phản ứng sau, phản ứng nào là phản ứng thế ? Hãy giải thích sự lựa chọn đó?

a. 2Mg + O₂ 2MgO

b. KMnO₄K₂MnO₄+MnO₂+O₂

c. Fe + CuCl₂ FeCl₂ + Cu

d. Mg(OH)₂ MgO + H₂O

e. Fe₂O₃ + H₂ Fe + H₂O

f. Cu + AgNO₃ → Ag + Cu(NO₃)₂

Hướng dẫn:

Phản ứng thế là: c ; e ; g vì các nguyên tử của đơn chất (Fe , H₂ , Cu) đã thay thế nguyên tử của 1 nguyên tố trong hợp chất (CuCl₂ ; Fe₂O₃ ; AgNO₃).

3. Luyện tập Bài 33 Hóa học 8

Sau bài học cần nắm:

Cách điều chế H2 trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp
Khái niệm phản ứng thế.

3.1. Trắc nghiệm

Trắc nghiệm Hóa học 8 Bài 33 có phương pháp và lời giải chi tiết giúp các em luyện tập và hiểu bài.

Câu 1:
Phản ứng nào dưới đây có thể tạo được khí Hiđro
- A. Cu + HCl
- B. CaO + H₂O
- C. Fe + H₂SO₄
- D. CuO + HCl
Câu 2:
Có mấy phương pháp thu khí hiđro?
- A. 1
- B. 2
- C. 3
- D. 4
Câu 3:
Đâu là phản ứng thế trong các phương trình sau:
- A. CuO + HCl → CuCl₂ + H₂O
- B. NaOH + HCl → NaCl + H₂O
- C. Cu + 2FeCl₃ → CuCl₂ + 2FeCl₂
- D. Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂