Bài 33: Điều chế Hiđro - Phản ứng thế

\(FeO+H_2-^{t^o}>Fe+H_2O\\ Fe_2O_3+3H_2-^{t^o}>2Fe+3H_2O\\ Fe_3O_4+4H_2-^{t^o}>3Fe+4H_2O\\ PbO+H_2-^{t^o}>Pb+H_2O\)

\(Mg+2HCl->MgCl_2+H_2\\ Mg+H_2SO_4->MgSO_4+H_2\\ Zn+2HCl->ZnCl_2+H_2\\ Zn+H_2SO_4->ZnSO_4+H_2\\ 2Al+6HCl->2AlCl_3+3H_2\\ 2Al+3H_2SO_4->Al_2\left(SO_4\right)_3+3H_2\\ Fe+2HCl->FeCl_2+H_2\\ Fe+H_2SO_4->FeSO_4+H_2\)

Ta có: \(n_{KMnO_4}=\dfrac{15,8}{158}=0,1\left(mol\right)\)

PT: \(2KMnO_4\underrightarrow{t^o}K_2MnO_4+MnO_2+O_2\)

Theo PT: \(n_{O_2}=\dfrac{1}{2}n_{KMnO_4}=0,05\left(mol\right)\)

\(\Rightarrow m_{O_2}=0,05.32=1,6\left(g\right)\)

Ta có: \(n_S=\dfrac{3,2}{32}=0,1\left(mol\right)\)

\(n_{O_2}=\dfrac{6,72}{22,4}=0,3\left(mol\right)\)

PT: \(S+O_2\underrightarrow{t^o}SO_2\)

Xét tỉ lệ: \(\dfrac{0,1}{1}< \dfrac{0,3}{1}\), ta được O₂ dư.

Theo PT: \(n_{SO_2}=n_S=0,1\left(mol\right)\)

\(\Rightarrow V_{SO_2}=0,1.22,4=2,24\left(l\right)\)

\(n_{Zn}=\dfrac{0.975}{65}=0.015\left(mol\right)\)

\(Zn+2HCl\rightarrow ZnCl_2+H_2\uparrow\)

0,015      0,03    0,015     0,015

=>\(V=0.015\cdot22.4=0.336\left(lít\right)\)

nH2=\(\dfrac{3,92}{22,4}\)=0,175(mol)

ZnO+H2--to-->Zn+H2O

x_____x_____x___x

CuO+H2-to-->Cu+H2O

y____y______y___y

ta có hệ \(\left\{{}\begin{matrix}81x+80y=14,1\\x+y=0,175\end{matrix}\right.\)

=>x=0,1 mol, y=0,075 mol

=>m chất rắn=x=0,1.65+0,075.64=11,3(g)

=>m H2O=y=18(0,1+0,075)=3,15(g)

a: \(ZnO+H_2\rightarrow Zn+H_2O\)

x                           x

\(CuO+H_2\rightarrow Cu+H_2O\)

y                      y

b: \(n_{H_2}=\dfrac{3.92}{22.4}=0.175\left(mol\right)\)

Theo đề, ta có: x+y=0,175 và 81x+80y=14,1

=>x=0,1; y=0,075

=>\(n_{Zn}=0.1mol;n_{Cu}=0.075mol\)

\(m=0.1\cdot65+0.075\cdot64=11.3\left(g\right)\)

36gHCl hay 36,5 g HCl :>

\(n_{Zn}=\dfrac{39}{65}=0,6\left(mol\right)\\ n_{HCl}=\dfrac{36,5}{36,5}=1\left(mol\right)\\ pthh:Zn+2HCl\rightarrow ZnCl_2+H_2\) 
 \(LTL:\dfrac{0,6}{1}>\dfrac{1}{2}\) 
=> Zn DƯ 
\(n_{Zn}=\dfrac{1}{2}n_{HCl}=0,5\left(mol\right)\\ m_{Zn\left(d\right)}=\left(0,6-0,5\right).65=6,5\left(g\right)\\ n_{H_2}=\dfrac{1}{2}n_{HCl}=0,5\left(mol\right)\\ V_{H_2}=0,5.22,4=11,2\left(l\right)\\ n_{CuO}=\dfrac{36}{80}=0,45\left(mol\right)\\ pthh:CuO+H_2\underrightarrow{t^o}Cu+H_2O\) 
          \(LTL:\dfrac{0,45}{1}< \dfrac{0,5}{1}\) 
=> khí sinh ra có khử hết CuO

a)\(n_{Fe_3O_4}=\dfrac{11,6}{232}=0,05mol\)

   \(3Fe+2O_2\underrightarrow{t^o}Fe_3O_4\)

    0,15    0,1      0,05

   \(m_{Fe}=0,15\cdot56=8,4g\)

   \(m_{O_2}=0,1\cdot32=3,2g\)

b)\(2KMnO_4\underrightarrow{t^o}K_2MnO_4+MnO_2+O_2\)

     0,2                                                0,1

   \(m_{KMnO_4}=0,2\cdot158=31,6g\)

\(a,n_{Fe_3O_4}=\dfrac{11,6}{232}=0,05\left(mol\right)\)

PTHH: 3Fe + 2O₂ --t^o--> Fe₃O₄

           0,15<--0,1<----------0,05

\(\rightarrow\left\{{}\begin{matrix}m_{Fe}=0,15.56=8,4\left(g\right)\\m_{O_2}=0,1.32=3,2\left(g\right)\end{matrix}\right.\)

b, PTHH: 2KMnO₄ --t^o--> K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

                  0,2<--------------------------------------0,1

=> m_KMnO4 = 0,2.158 = 31,6 (g)

A: KMnO₄

B: H₂O

C: KClO₃

D: Na₂O

G: P₂O₅

(1) 2KMnO₄ --to--> K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

(2) 2H₂O --đp--> 2H₂ + O₂

(3) 2KClO₃ --to, MnO₂--> 2KCl + 3O₂

(4) 4Na + O₂ --to--> 2Na₂O

(5) 2H₂ + O₂ --to--> 2H₂O

(6) 4P + 5O₂ --to--> 2P₂O₅

(7) Na₂O + H₂O ---> 2NaOH

(8) P₂O₅ + 3H₂O ---> 2H₃PO₄

a)\(4P+5O_2\underrightarrow{t^o}2P_2O_5\)  phản ứng hóa hợp

   \(CaCO_3\underrightarrow{t^o}CaO+CO_2\)   phân ứng phân hủy

b)\(2Na+O_2\underrightarrow{t^o}2NaO\)    phản ứng hóa hợp

   \(CaCO_3\underrightarrow{t^o}CaO+CO_2\)  phản ứng phân hủy

c)\(Na_2O+H_2O\rightarrow2NaOH\)  phản ứng hóa hợp

   \(2Na+2H_2O\rightarrow2NaOH+H_2\)

d)\(2Fe+3Cl_2\underrightarrow{t^o}2FeCl_3\)  phản ứng hóa hợp

   \(AgNO_3+NaCl\rightarrow AgCl\downarrow+NaNO_3\) phản ứng thế