Trong bài viết này, Admin.edu sẽ cung cấp cho các em những kiến thức cơ bản về Hidro và tính chất hóa học đặc trưng của Hidro.
1.Tính chất vật lý của Hidro
Trong điều kiện thường, Hidro tồn tại ở dạng phân tử H2, bao gồm 2 nguyên tử Hidro. Hidro dù là chất khí nhưng vẫn nhẹ hơn không khí 14,5 lần, đây là lý do vì sao Hidro chỉ tồn tại ở các tầng cao của khí quyển Trái Đất. Ngoài ra, Hidro sẽ tồn tại ở dạng hợp chất.
Tính chất vật lý của Hidro là không màu, không mùi, ít tan trong nước nhưng tan nhiều trong dung môi hữu cơ. Hidro dễ cháy tạo thành hơi nước. Nhiệt độ sôi của Hidro là -252,87 độ C, nhiệt độ nóng chảy là -259,14 độ C.
2.Tính chất hóa học của Hidro
2.1. Phản ứng với kim loại
Tính chất hóa học của Hidro là có khả năng phản ứng với kim loại tạo thành muối Hidrua.
Trong điều kiện nhiệt độ:
M+H2→MH
Trong đó M là kim loại,
Ví dụ:
Mg+H2→MgH2
2Na+H2→2NaH
2.2. Phản ứng với phi kim
Tính chất hóa học đặc trưng của Hidro tiếp theo mà các em cần nhớ chính là Hidro có thể phản ứng với phi kim ở nhiệt độ cao.
Ví dụ:
H2+Cl2→2HC
H2+FeO →Fe+H2O
2.3. Phản ứng với oxi
Tính chất hóa học của Hidro nổi bật nhất chính là tác dụng được với Oxi ở nhiệt độ cao. Đặc biệt, hỗn hợp khí Oxi và khí Hidro sẽ gây nổ và nổ mạnh nhất nếu trộn theo tỷ lệ 2:1 về thể tích.
2H2+O2→2H2O
3. Ứng dụng của Hidro trong đời sống
Từ những tính chất hóa học của Hidro đã nêu trên, chất khí này được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất và đời sống. Cụ thể như sau:
Hidro là nhiên liệu cho động cơ tên lửa, tàu vũ trụ, bơm khinh khí cầu, bơm bóng bay,… Hidro cũng có thể dùng để làm nhiên liệu cho các phương tiện giao thông, thay thế xăng dầu.
Trong ngành luyện kim, Hidro được dùng làm chất khử để điều chế kim loại từ oxit kim loại. Ngoài ra, Hidro còn có thể dùng để làm đèn xì oxi-hidro để cắt kim loại.
Với ngành công nghiệp sản xuất hóa chất, Hidro được biết đến là nguyên liệu để sản xuất NH3 (Amoniac), HCl (Axit Clohidric), Methanol và nhiều hợp chất hữu cơ khác.
4. Phương pháp điều chế Hidro
Khí Hidro có thể điều chế bằng nhiều cách khác nhau như sau:
- Cho hơi nước qua than cacbon nóng đỏ:
H2O+C→CO+H2
- Trong phòng thí nghiệm, Hidro được điều chế bằng phản ứng của dung dịch axit với kim loại:
Zn + 2HCl → ZnCl_2 + H_
- Trong công nghiệp, Hidro được điều chế bằng cách điện phân nước:
2H2O điện phân 2H2+O2
5. Bài tập về tính chất hóa học của Hidro
Để nắm vững những tính chất hóa học đặc trưng của Hidro, Admin.edu chia sẻ đến các em một số bài tập liên quan với lời giải chi tiết và dễ hiểu.
Bài tập 1: Chất nào có thể dùng để điều chế Hidro trong các chất dưới đây?
a. H2O; HCl ; H2SO4
b. HNO3; H3PO4; NaHCO3
c. CaCO3; Ca(HCO3)2; KClO3
d. NH4Cl; KMnO4; KNO3
Lời giải: a là đáp án đúng.
- Ta có thể thu được H2 bằng cách điện phân H2O.
- Ta có thể thu được H2 nguyên chất bằng cách tiến hành cho các kim loại đứng trước Hidro trong dãy hoạt động hóa học tác dụng với HCl, H2SO4.
Bài tập 2: Dẫn 7,84 lít khí H2 (đktc) đi qua oxit nung nóng thu được 22,4 gam kim loại A (phản ứng hoàn toàn). Tìm kim loại A.
Lời giải:
Gọi công thức oxit của kim loại A là AxOy.
Ta có PTHH: yH2 + AxOy → xM + yH2O (điều kiện nhiệt độ)
Từ PTHH ⟹ nA = nH2.(x/y) = 0,35x/y (mol)
⟹ MA = m/n = 22,4/(0,35x/y) = 64y/x
⟹ x = 1 và y = 1 ⟹ MA = 64 (Cu).
Vậy kim loại A là đồng.
Bài tập 3: Dẫn 6,72 lít H2 (đktc) qua 96 gam Fe2O3 nung nóng thu được m gam chất rắn. Tìm giá trị m.
Lời giải:
Ta có nH2 = 0,3 mol và nFe2O3 = 0,6 mol
PTHH: 3H2 + Fe2O3 → 2Fe + 3H2O
Theo tỷ lệ về số mol của H2 + Fe2O3 trong PTHH, chỉ có 0.1 mol Fe2O3 tham gia hết trong phản ứng.
Chất rắn sau phản ứng gồm Fe 0,2 mol và Fe2O3 dư 0,5 mol.
Vậy m = 0,2.56 + 0,5.160 = 91,2 gam.
6. Kết luận
Qua bài viết này, các anh chị Admin.edu đã chia sẻ đến các em kiến thức tổng quát về tính chất hóa học của Hidro cũng như tính chất vật lý, cách điều chế và ứng dụng của Hidro. Hy vọng những kiến thức hữu ích này sẽ giúp các em khi làm bài tập liên quan đến Hidro. Chúc các em học tập thật tốt và thành công!
