DẠNG II: BÀI TẬP VỀ KHỬ OXIT KIM LOẠI BẰNG H2
A. Lý thuyết và phương pháp giải
- Khí hiđro có tính khử, có thể tác dụng với một số oxit kim loại ở nhiệt độ cao.
VD: H2 + CuO to Cu + H2O 3H2 + Fe2O3
to
2Fe + 3H2O
- H2 không khử được các oxit: Na2O, K2O, BaO, CaO, MgO, Al2O3. - Phương pháp giải:
+ Bước 1: Tính số mol các chất đã cho.
+ Bước 2: Viết phương trình hóa học, cân bằng phản ứng.
+ Bước 3: Xác định chất dư, chất hết (nếu có), tính toán theo chất hết.
+ Bước 4: Tính khối lượng hoặc thể tích các chất theo yêu cầu đề bài.
- Ngoài ra, có thể áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: mtham gia = msản phẩm
B. Ví dụ minh họa.
Ví dụ 1: Khử 48 gam đồng(II) oxit bằng khí hiđro thì khối lượng kim loại đồng thu được là
A. 38,4 gam.
B. 44,8 gam.
C. 48 gam.
D. 51,2 gam.
Hướng dẫn giải:
nCuO = 48 : (64 + 16) = 0,6 mol.
Phương trình phản ứng:
t
2 2
H CuO Cu H O 0,6 0,6 mol
Vậy khối lượng kim loại đồng là 0,6.64 = 38,4 gam.
Đáp án A
Ví dụ 2: Cho 21,7 gam thủy ngân(II) oxit tác dụng với khí hiđro. Thể tích khí hiđro cần dùng là bao nhiêu?
A. 0,336 lít.
B. 1,792 lít.
C. 2,24 lít.
D. 3,36 lít.
Hướng dẫn giải:
nHgO = 21,7 : (201 + 16) = 0,1 mol Ta có phương trình phản ứng là
to
2 2
0,1 0,1 mol HgO H HgH O
Suy ra thể tích hiđro cần dùng là: 0,1.22,4 = 2,24 lít.
Đáp án C
Ví dụ 3: Khử hoàn toàn 8 gam một oxit của kim loại A (có hóa trị II) cần vừa đủ 2,24 lít H2 (đktc). Xác định kim loại A?
A. Fe.
B. Mg.
C. Hg.
D. Cu.
Hướng dẫn giải:
Gọi công thức của oxit là AO (do A có hóa trị II) n hiđro = 2,24 : 22,4 = 0,1 mol
Phương trình phản ứng:
to
2 2
0,1 0,1 mol AO H A H O
Khối lượng của oxit là 0,1.(MA + 16) = 8 gam Suy ra MA + 16 = 80 và MA = 64 (g/mol) Vậy A là Cu
Đáp án D C. Tự luyện.
Câu 1: Chất rắn Cu tạo thành từ phản ứng của CuO và H2 có màu gì?
A. Màu đen.
B. Màu nâu.
C. Màu xanh.
D. Màu đỏ.
Hướng dẫn giải:
H2 tác dụng với CuO ở nhiệt độ cao sinh ra Cu. Kim loại Cu có màu đỏ.
Đáp án D
Câu 2: Trong những oxit sau: CuO, MgO, Al2O3, Ag2O, FeO, Na2O. Ở nhiệt độ cao H2 khử được bao nhiêu oxit kim loại trên?
A. 2.
B. 3.
C. 4.
D. 5.
Hướng dẫn giải:
Ở nhiệt độ cao, H2 khử được các oxit CuO, Ag2O, FeO trong dãy.
Đáp án B
Câu 3: Trong những oxit sau: CuO, NO, Fe2O3, Na2O, CaO. Oxit nào không bị hiđro khử?
A. NO, CaO, Na2O.
B. CuO, NO, Fe2O3. C. Fe2O3, Na2O, CaO.
D. NO, Fe2O3, Na2O.
Hướng dẫn giải:
H2 không tác dụng với các oxit sau: NO, CaO, Na2O.
Đáp án A
Câu 4: Khử hoàn toàn 16 gam sắt(III) oxit bằng khí hiđro. Thể tích khí hiđro (đktc) cần dùng là
A. 2,24 lít.
B. 3,36 lít.
C. 4,48 lít.
D. 6,72 lít.
Hướng dẫn giải:
2 3
Fe O
n 16 0,1mol
56.2 16.3
Ta có phương trình phản ứng:
to
2 3 2 2
0,1 0,3 mol Fe O 3H 2Fe 3H O
Vậy thể tích khí hiđro cần dùng là 0,3.22,4 = 6,72 lít.
Đáp án D
Câu 5: Khử 24 gam đồng(II) oxit bằng khí hiđro thu được 12,8 gam đồng. Hiệu suất của phản ứng là
A. 50%.
B. 60%.
C. 66,67%.
D. 85%.
Hướng dẫn giải:
CuO Cu
24 12,8
n 0,3mol;n 0,2mol
64 16 64
Phương trình phản ứng:
t
2 2
H CuO Cu H O 0,3 0,2 mol
Suy ra hiệu suất của phản ứng là H 0,2.100% 66,67%
0,3 Đáp án C
Câu 6: Người ta điều chế 24 gam đồng bằng cách cho H2 tác dụng với CuO. Khối lương CuO bị khử là
A. 15 gam.
B. 30 gam.
C. 45 gam.
D. 60 gam.
Hướng dẫn giải:
nCu = 24 : 64 = 0,375 mol Phương trình phản ứng:
t
2 2
H CuO Cu H O 0,375 0,375 mol
Khối lượng CuO là: 0,375.(64 + 16) = 30 gam Đáp án B
Câu 7: Cho khí H2 tác dụng với FeO nung nóng thu được 11,2 gam Fe. Thể tích khí H2 (đktc) đã tham gia phản ứng là
A. 1,12 lít.
B. 2,24 lít.
C. 4,48 lít.
D. 6,72 lít.
Hướng dẫn giải:
nFe = 11,2 : 56 = 0,2 mol Phương trình phản ứng:
to
2 2
H FeO Fe H O 0,2 0,2 mol
Vậy thể tích H2 là: 0,2.22,4 = 4,48 lít.
Đáp án C
Câu 8: Cho CuO tác dụng hết với 11,2 lít khí H2 ở nhiệt độ cao. Sau phản ứng thấy có m gam kim loại. Giá trị của m là:
A. 16 gam B. 32 gam C. 72 gam D. 64 gam
Hướng dẫn giải:
H2
n 11,2 0,5mol
22,4
Phương trình phản ứng:
t
2 2
H CuO Cu H O 0,5 0,5 mol
Suy ra khối lượng đồng là 0,5.64 = 32 gam Đáp án B
Câu 9: Tính thể tích hiđro (đktc) cần dùng để điều chế 5,6 gam Fe từ FeO ? A. 1,12 lít.
B. 2,24 lít.
C. 3,36 lít.
D. 4,48 lít.
Hướng dẫn giải:
nFe = 5,6 : 56 = 0,1 mol Phương trình hóa học:
to
2 2
H FeO Fe H O 0,1 0,1 mol
Thể tích H2 là 0,1. 22,4 = 2,24 lít Đáp án B
Câu 10: Một sản phẩm thu được sau khi dẫn khí hiđro qua chì(II) oxit nung nóng là
A. Pb B. H2
C. PbO
D. Không phản ứng Hướng dẫn giải:
to
2 2
H PbO Pb H O Đáp án A
