Tính chất vật lý và hóa học của Hidro – Ứng dụng của Hidro

Hidro là một chất khí quan trọng trong đời sống của chúng ta. Vậy nó có những tính chất gì đặc trưng và nó có lợi gì cho chúng ta? Trong bài hôm nay, chúng ta sẽ cũng tìm hiểu những tính chất vật lý và hóa học của hidro cũng như những ứng dụng của nó trong cuộc sống các bạn nhé!

Tính chất vật lý và hóa học của Hidro

1. Đôi nét về nguyên tố Hidro

– Hidro là chất khí nhẹ nhất.

– Hidro có kí hiệu hóa học là: H.

– Công thức hóa học (của đơn chất khí): H2.

– Nguyên tử khối của hidro: MH = 1. Phân tử khối: MH2 = 2.

tinh-chat-vat-ly-va-hoa-hoc-cua-hidro
Tính chất vật lý và hóa học của Hidro

2. Tính chất vật lý của Hidro

– Hidro là chất khí không màu, không mùi, không vị, là chất khí nhẹ nhất trong không khí và rất ít tan trong nước.

– 1 lít nước (ở 15 °C) hòa tan được 20 ml khí H2.

– Tỉ khối của H2 đối với không khí: dH2/kk = 2/29.

3. Tính chất hóa học của Hidro

Hidro là phi kim có tính khử. Ở những nhiệt độ thích hợp, nó kết hợp được với oxi, oxit kim loại. Đó là những phản ứng hóa học của hidro khá đặc trưng. Các phản ứng này là phản ứng tỏa nhiệt.

a) Hidro tác dụng với oxi

– Hidro phản ứng oxi ở nhiệt độ thích hợp theo PTHH:

2H2 + O2 → 2H2O

– Hỗn hợp H2 và O2 là hổn hợp nổ. Hỗn hợp nổ mạnh nhất khi tỉ lệ H2:O2 là 2:1 về thể tích.

b) Hidro tác dụng với đồng oxit

– Hidro phản ứng với đồng oxit ở nhiệt độ khoảng 400 °C theo PTHH:

H2 + CuO → Cu+ H2O

– Trong PUHH trên, hidro đã chiếm chỗ của oxi trong CuO. Ta nói hidro có tính khử.

Ứng dụng của Hidro

Hidro có nhiều ứng dụng trong đời sống và sản xuất như:

  • Làm nhiên liệu cho động cơ tên lửa, nhiên liệu động cơ thay thế cho xăng.
  • Hàn cắt kim loại với đèn xì oxi-hidro.
  • Là nguyên liệu để sản xuất amonicac NH3, axit clohidric HCl và nhiều hợp chất hữu cơ.
  • Dùng làm chất khử để điều chế kim loại từ những oxit của chúng.
  • Dùng cho khinh khí cầu.
ung-dung-cua-hidro
Hidro ứng dụng để bơm khinh khí cầu

BÀI TẬP ÁP DỤNG

Câu 1. Viết PTHH của phản ứng hidro khử các oxit:

a) Sắt (III) oxit

b) Thủy ngân (II) oxit

c) Chì (II) oxit

Trả lời:

3H2 + Fe2O3 → 2Fe + 3H2O

H2 + HgO → Hg + H2O

H2 + PbO → Pb + H2O

Câu 2. Hãy kể những ứng dụng của hidro mà em biết.

Trả lời:

  • Làm nhiên liệu cho động cơ tên lửa, nhiên liệu động cơ thay thế cho xăng.
  • Hàn cắt kim loại với đèn xì oxi-hidro.
  • Là nguyên liệu để sản xuất amonicac NH3, axit clohidric HCl và nhiều hợp chất hữu cơ.
  • Dùng làm chất khử để điều chế kim loại từ những oxit của chúng.
  • Dùng cho khinh khí cầu.

Câu 3. Điền từ thích hợp vào chỗ trống trong các câu sau đây. Cho các từ, cụm từ sau:

tính oxi hóa; tính khử; chiếm oxi; nhường oxi; nhẹ nhất

Trong các chất khí, hidro là khí …………. . Khí hidro có …………. .

Trong phản ứng hóa học giữa H2 và CuO, H2 có …………. vì …………. của chất khác; CuO có …………. vì …………. cho chất khác.

Trả lời:

  • nhẹ nhất – tính khử
  • tính khử – chiếm oxi – tính oxi hóa – nhường oxi

Câu 4. Khử 48 g đồng (II) oxit CuO bằng khí H2. Hãy:

a) Tính số gam kim loại Cu thu được

b) Tính thể tích khí H2 cần dùng (ở đktc)

Trả lời:

– Ta có PTHH của phản ứng khử CuO bằng H2:

H2 + CuO → Cu + H2O

– Số mol CuO là:

nCuO = mCuO/MCuO = 48 / 80 = 0,6 (mol)

– Theo phương trình hóa học:

• Khử 1 mol CuO cần dùng 1 mol H2 và phản ứng tạo ra 1 mol Cu

• Vậy khử 0,6 mol CuO cần dùng 0,6 mol H2 và phản ứng tạo ra 0,6 mol Cu

a) Khối lượng kim loại đồng Cu thu được là:

mCu = nCu x MCu = 0,6 x 64 = 38,4 (g)

b) Thể tích khí H2 (đktc) cần dùng là:

VH2 = nH2 x 22,4 = 0,6 x 22,4 = 13,44 (lít)

Câu 5. Khử 21,7 g thủy ngân (II) oxit bằng khí H2. Hãy:

a) Số gam Hg thu được

b) Tính thể tích khí H2 cần dùng (ở đktc)

Trả lời:

– Ta có PTHH của phản ứng khử HgO bằng H2:

H2 + HgO → Hg + H2O

– Số mol HgO là:

nHgO = mHgO/MHgO = 21,7 / 217 = 0,1 (mol)

– Theo phương trình hóa học:

• Khử 1 mol HgO cần dùng 1 mol H2 và phản ứng tạo ra 1 mol Hg

• Vậy khử 0,1 mol HgO cần dùng 0,1 mol H2 và phản ứng tạo ra 0,1 mol Hg

a) Khối lượng Hg thu được là:

mHg = nHg x MHg = 0,1 x 201 = 20,1 (g)

b) Thể tích khí H2 (đktc) cần dùng là:

VH2 = nH2 x 22,4 = 0,1 x 22,4 = 2,24 (lít)

Câu 6. Tính số gam H2O thu được khi cho 8,4 lít khí H2 tác dụng với 2,8 lít khí O2. Các thể tích đo ở đktc.

Trả lời:

– PTHH của phản ứng:

2H2 + O2 → 2H2O

– Số mol của H2 và O2 gia phản ứng:

nH2 = VH2/22,4 = 8,4 / 22,4 = 0,375 (mol)

nO2 = VO2/22,4 = 2,8 / 22,4 = 0,125 (mol)

– Theo phương trình hóa học:

• Cứ 1 mol O2 sẽ tham gia phản ứng với 2 mol H2

• Vậy 0,125 mol O2 sẽ tham gia phản ứng với 0,25 mol H2

⇒ H2 dư (0,375 – 0,25 = 0,125 mol) trong phản ứng với oxi.

Ta có: nH2O = 2nO2 = 0,25 mol

⇒ mH2O = nH2O x MH2O = 0,25 x 18 = 4,5 (g)

Lời kết

Như vậy là chúng ta vừa tìm hiểu xong tính chất của hidro và những ứng dụng của nó. Đây là một nguyên tố có nhiều điều để chúng ta khám phá. Hi vọng các bạn sẽ góp nhặt được cho mình những kiến thức cần thiết cho mình. Chúc các bạn luôn học tốt môn hóa và tìm được những điều thú vị trong môn học này. Hãy ghé tham tudienhoahoc.com thướng xuyên để mang về cho mình những kiến thức bổ ích các bạn nhé! Chúc các bạn vui!

SHARE

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here