Giải vở bài tập Hóa 8 Bài 33: Điều chế khí hiđro - Phản ứng thế

Với lời giải VBT Hóa 8 Bài 33: Điều chế khí hiđro - Phản ứng thế hay, chi tiết sẽ giúp học sinh lớp 8 dễ dàng trả lời câu hỏi và làm bài tập trong Vở bài tập Hóa học 8.

I. Điều chế khí hiđro

1. Trong phòng thí nghiệm:

HS vẽ hình mô tả thí nghiệm dùng ống nghiệm điều chế hiđro và đốt cháy khí hiđro trong không khí và nhận xét hiện tượng:

- Có các bọt khí xuất hiện trên bề mặt mảnh kẽm rồi thoát ra khỏi lòng chất lỏng, mảnh kẽm tan dần.

- Đưa que đóm còn tàn đỏ vào đầu ống dẫn khí, khí thoát ra không làm cho than hồng bùng cháy.

- Đưa que đóm đang cháy vào đầu ống dẫn khí, khí thoát ra sẽ cháy được trong không khí với ngọn lửa màu xanh nhạt, đó là khí hiđro.

- Cô cạn một giọt dung dịch, sẽ được chất rắn màu trắng đó là ZnCl₂.

Phản ứng hóa học xảy ra: Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑

Trong phòng thí nghiệm, điều chế hiđro bằng cách cho kim loại kẽm (hoặc sắt, nhôm) tác dụng với dung dịch HCl, H₂SO₄ loãng.

Thu khí H₂ vào ống nghiệm bằng cách đẩy không khí hoặc đẩy nước

Nhận ra H₂ bằng cách đốt bằng que đóm đang cháy

2. Trong công nghiệp. Điều chế H₂ trong công nghiệp bằng cách: 

Điện phân nước hoặc dùng than khử oxi của H₂O trong lò khí than hoặc điều chế H₂ từ khí tự nhiên, khí dầu mỏ.

II. Phản ứng thế là gì?

Trong hai phản ứng:

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂↑

Nguyên tử của đơn chất Zn và Fe đã thay thế nguyên tử hiđro của HCl và H₂SO₄.

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 một nguyên tố khác trong hợp chất.

Bài 1 trang 123 VBT Hóa học 8: Những phương trình hóa học nào dưới đây có thể dùng để điều chế hiđro trong phòng thí nghiệm?

a. Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂↑

b. 2H₂O $\stackrel{dp}{\to }$ 2H₂↑ + O₂↑

c. 2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂↑

Lời giải

Những phản ứng được dùng để điều chế hiđro trong phòng thí nghiệm:

a. Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂↑

c. 2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂↑

Bài 2 trang 123 VBT Hóa học 8: Lập phương trình hóa học của phản ứng sau đây và cho biết chúng thuộc loại phản ứng hóa học nào?

a. Mg + O₂ → MgO

b. KMnO₄ $\stackrel{t^o}{\to }$ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

c. Fe + CuCl₂ → FeCl₂ + Cu

Lời giải

Phản ứng	Thuộc loại
a. 2Mg + O2 → 2MgO	Phản ứng hóa hợp
b. 2KMnO4 $\stackrel{t^o}{\to }$ K2MnO4 + MnO2 + O2↑	Phản ứng phân hủy
c. Fe + CuCl2 → FeCl2 + Cu↓	Phản ứng thế

Bài 3 trang 123 VBT Hóa học 8: Khi thu khí oxi vào ống nghiệm bằng cách đẩy không khí, phải để vị trí ống nghiệm như thế nào? Vì sao? Đối với khí hiđro, có làm như thế được không? Vì sao?

Lời giải

Khi thu khí oxi vào ống nghiệm bằng cách đẩy không khí, phải để vị trí ống nghiệm nằm thẳng đứng, miệng ống nghiệm hướng lên trên vì khí oxi nặng hơn không khí.

Đối với khí hiđro thì không thể được vì khí hiđro rất nhẹ so với không khí. Đối với khí H₂ thì phải đặt ống nghiệm thẳng đứng và miệng ống nghiệm hướng xuống dưới.

Bài 4* trang 123 VBT Hóa học 8: Trong phòng thí nghiệm có các kim loại kẽm và sắt, dung dịch axit clohiđric HCl và axit sunfuric H₂SO₄ loãng:

a. Viết phương trình hóa học có thể điều chế hiđro;

b. Phải dùng bao nhiêu gam kẽm, bao nhiêu gam sắt để điều chế được 2,24 lít khí hiđro (ở đktc)?

Lời giải

a. Các phản ứng hóa học có thể điều chế hiđro:

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂ ↑               (1)

Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂ ↑            (2)

Fe + H₂SO₄ (loãng) → FeSO₄ + H₂↑ (3)

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂ ↑                (4)

b. Số mol H₂ cần điều chế là: $n_{H_2}=\frac{2,24}{22,4}=0,1mol$

Theo phương trình, để có 0,1 mol H₂ cần 0,1 mol Zn

Khối lượng kẽm cần dùng là: m_Zn = 0,1.65 = 6,5 (g)

Theo phương trình, để có 0,1 mol H₂ cần 0,1 mol Fe

Khối lượng sắt cần dùng là: m_Fe = 0,1.56 = 5,6 (g).

Bài 5 trang 123 VBT Hóa học 8: Cho 22,4 g sắt tác dụng với dung dịch loãng có chứa 24,5 g axit sunfuric.

a) Chất nào còn dư sau phản ứng và dư bao nhiêu gam?

b) Tính thể tích khí hiđro thu được ở đktc.

Lời giải

a) Phương trình hóa học: Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂ ↑

Số mol Fe: n_Fe = $\frac{2,24}{56}$ = 0,4 mol. Số mol H₂SO₄: $n_{H_{2}S{O}_4}=\frac{24,5}{98}=0,25mol$

Theo phương trình, cứ 1 mol sắt tác dụng với 1 mol H₂SO₄.

Vậy ở đây sẽ có 0,25 mol sắt tác dụng với 0,25 mol H₂SO₄.

Chất còn dư là Fe (số mol: 0,15mol; khối lượng: 0,15.56 = 8,4g)

b) Số mol H₂ thu được là: $n_{H_2}$ = n_Fe = 0,25 mol

Thể tích H₂ (đktc): $V_{H_2}$ = 0,25.22,4 = 5,6 lít

Bài 33.1 trang 124 VBT Hóa học 8: Cho các phản ứng hoá học sau:

(1) Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag ↓

(2) Na₂O + H₂O → 2NaOH

(3) Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂ ↑

(4) CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O

(5) 2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂ ↑

(6) Mg + CuCl₂ → MgCl₂ + Cu ↓

(7) CaO + CO₂ → CaCO₃

(8) HCl + NaOH → NaCl + H₂O

Số phản ứng thuộc loại phản ứng thế là

A. 3.            B. 4.             C. 5.             D. 6.

Lời giải

Chọn B

Đó là các phản ứng (1), (3), (5), (6).

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 một nguyên tố khác trong hợp chất.

Bài 33.5* trang 124 VBT Hóa học 8: Trong phòng thí nghiệm có các kim loại kẽm và magie, các dung dịch axit sunfuric loãng H₂SO₄ và axit clohiđric HCl.

a) Hãy viết các phương trình hoá học của phản ứng để điều chế khí H₂.

b) Muốn điều chế được 1,12 lít khí hiđro (đktc) phải dùng kim loại nào, axit nào để chỉ cần một khối lượng nhỏ nhất ?

Lời giải

a) Phương trình hoá học của phản ứng điều chế H₂:

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑                (1)

Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂↑             (2)

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂↑              (3)

Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂↑            (4)

b) Xác định phản ứng điều chế hiđro dùng khối lượng kim loại và axit nhỏ nhất:

Muốn điều chế 1,12 lít khí hiđro với khối lượng kim loại và axit nhỏ nhất cần phải dùng kim loại magie và axit clohiđric. Theo các phương trình hoá học trên thì khối lượng nguyên tử Mg nhỏ hơn khối lượng nguyên tử Zn. Khối lượng phân tử axit HCl nhỏ hơn khối lượng phân tử axit H₂SO₄.

Bài 33.11 trang 125 VBT Hóa học 8: Điện phân hoàn toàn 2 lít nước ở trạng thái lỏng (biết khối lượng riêng D của nước là 1 kg/lít), thể tích khí hiđro và thể tích khí oxi thu được (ở đktc) lần lượt là

A. 1244,4 lít và 622,2 lít.                     B. 3733,2 lít và 1866,6 lít.

C. 4977,6 lít và 2488,8 lít.                   D. 2488,8 lít và 1244,4 lít.

Lời giải

Chọn D

Phương trình hóa học của phản ứng điện phân nước:

2H₂O $\stackrel{dp}{\to }$ 2H₂↑ + O₂↑

$n_{H_{2}O}=\frac{{\mathrm{2.1.10}}^3}{18}\approx 111,11mol$

Tính số mol oxi: $n_{O_2}=\frac{1}{2}.n_{H_{2}O}=55,555mol$

Tính số mol hiđro: $n_{H_2}=n_{H_{2}O}=111,11mol$

Tính thể tích oxi: $V_{O_2}=55,555.22,4=1244,4$ lít

Tính thể tích hiđro: $V_{H_2}=111,11.22,4=2488,8$ lít

Bài 33.12 trang 125 VBT Hóa học 8: So sánh thể tích khí hiđro (đktc) thu được trong mỗi trường hợp sau:

a) 0,1 mol Zn tác dụng với dung dịch H₂SO₄ loãng, dư.

    0,1 mol Al tác dụng với dung dịch H₂SO₄ loãng, dư.

b) 0,2 mol Zn tác dụng với dung dịch HCl dư.

    0,2 mol Al tác dụng với dung dịch HCl dư.

Lời giải

a) Phản ứng Zn tác dụng với dung dịch H₂SO₄ loãng, dư:

Số mol hiđro sinh ra: $n_{H_2}=n_{Zn}=0,1mol$

Phản ứng Al tác dụng với dung dịch H₂SO₄ loãng, dư:

Số mol hiđro sinh ra: $n_{H_2}=\frac{0,1.3}{2}=0,15mol$

So sánh: 0,15 > 0,1 (mol)

b) Phản ứng Zn tác dụng với dung dịch HCl loãng, dư:

Số mol hiđro sinh ra: $n_{H_2}=n_{Zn}=0,2mol$

Phản ứng Al tác dụng với dung dịch HCl loãng, dư:

Số mol hiđro sinh ra: $n_{H_2}=\frac{0,2.3}{2}=0,3mol$

So sánh: 0,3 > 0,2 (mol)

Xem thêm các bài Giải Vở bài tập Hóa học 8 hay khác:

• VBT Hóa 8 Bài 34: Bài luyện tập 6
• VBT Hóa 8 Bài 36: Nước
• VBT Hóa 8 Bài 37: Axit. Bazơ. Muối
• VBT Hóa 8 Bài 38: Bài luyện tập 7
• VBT Hóa 8 Bài 40: Dung dịch

Xem thêm các loạt bài Để học tốt Hóa học lớp 8 hay khác:

• Giải bài tập Hóa học 8
• Video Giải bài tập Hóa 8
• Giải sách bài tập Hóa 8
• Lý thuyết & 400 Bài tập Hóa học 8 (có đáp án)
• Top 70 Đề thi Hóa học 8 có đáp án

---