Trình bày những phương pháp điều chế oxi: a) Trong phòng thí nghiệm. b) Trong công nghiệp.

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

a) Phương pháp điều chế oxi trong phòng thí nghiệm:

2KMnO₄ -^to→ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑

2KClO₃ -^MnO₂→ 2KCl + 3O₂↑ .

2H₂O -^MnO₂→ 2H₂ + O₂↑

b) Phương pháp điều chế oxi trong công nghiệp:

- Từ không khí: Không khí sau khi đã loại bỏ CO₂ và hơi nước, được hóa lỏng áp suất 200 atm.

Chưng cất phân đoạn không khí lỏng thu được khí oxi ở -183^oC.

Khí oxi được vận chuyển trong những bình thép có thể tích 100 lít (p = 150 atm).

H2O      ------điện phân---------> H2  + 0,5O2

Hấp thu hết 6,72 lít CO2 (ở đktc) vào dung dịch chứa x mol NaOH và y mol Na2CO3 thu được 300ml dung dịch X. Cho từ từ đến hết 200ml dung dịch X vào 100ml dung dịch Y gồm HCl 1,0M và H2SO4 1,0M, thu được 5,376 lít khí (ở đktc). Mặt khác 100 ml dung dịch X tác dụng với dung dịch BaCl2 dư thu được 7,88 gam kết tủa. Giá trị của (x + y) là

Nâng cao - Tự luận

Đáp án:

Số mol CO₂ = 0,3 mol
Số mol H⁺ =0,1.1+0,1.1.2=0,3 mol
Số mol CO₂ = 0,24 mol
NaHCO₃  + HCl→ NaCl + CO₂ + H₂O
a----------- a -------------a (mol)
Na₂CO₃ + 2HCl →NaCl + CO₂ + H₂O
b------------- 2b -------------b (mol)

Ta có a+b=0,24
a+ 2b = 0,3 mol

=> a=0,18mol; b=0,06 mol 

=> Tỉ lệ mol NaHCO₃ : Na₂CO₃ = 3:1
Số mol Na₂CO₃ = nBaCO₃ = 0,04 mol
=> Trong dd X: Na⁺ : ; HCO₃ ^- : 0,36 mol; CO3^2- : 0,12 mol .

BTĐT => nNa⁺ =0,6 mol
BTC=> y=0,18 mol
BTNa=> x= 0,24 mol
=> x+y=0,42 mol

Dung dịch A là FeSO4 có lẫn tạp chất Fe2(SO4)3. Để xác định nồng độ mol của mỗi chất trong dung dịch A, người ta tiến hành những thí nghiệm sau: Thí nghiệm 1: Thêm dần dần dung dịch NaOH vào 20ml dung dịch A cho đến dư, đun nóng. Lọc lấy kết tủa, nung ở nhiệt độ cao đến khi khối lượng không đổi, được chất rắn duy nhất có khối lượng 1,2 gam. Thí nghiệm 2: Thêm vài giọt dung dịch H2SO4 vào 20 ml dung dịch A, rồi nhỏ dần dần từng giọt dung dịch KMnO4 vào dung dịch trên lắc nhẹ. Khi đun dung dịch có màu hồng thì ngừng thí nghiệm, người ta đã dùng hết 10 ml dung dịch KMnO4 0,2 M. a. Giải thích quá trình thí nghiệm và viết các phương trình hóa học. b. Tính nồng độ mol của mỗi chất có trong dung dịch A ban đầu. c. Bằng phương pháp hóa học nào có thể loại bỏ được tạp chất trong dung dịch A ban đầu. Viết phương trình hóa học của phản ứng đã dùng.

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

a. Thí nghiệm 1:

FeSO₄ + 2NaOH → Fe(OH)₂ + Na₂SO₄ (1)

Fe₂(SO₄)₃ + 6NaOH → 2Fe(OH)₃ + 3NaCl (2)

4Fe(OH)2  + O2   ---t0--> 2Fe2O3 + 4H2O (3)

Fe(OH)3  ---t0---> Fe2O3     + 3H2O (4)

Thí nghiệm 2:

10FeSO₄ + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ → 5Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 8H₂O (5)

n_FeSO4 = 5n_KMnO4 = 5.0,01.0,2 = 0,01 mol

Theo các phương trình hóa học (1,3) ⇒ n_Fe2O3 (3) = 1/2 . n_FeSO4 = 0,005

⇒ n_{Fe2(SO4)3 ban đầu} = n_Fe2O3 – n_Fe2O3 (3) = 1,2/160 - 0,005 = 0,0025 mol

b. Xác định nồng độ mol

C_{M FeSO4} = 0,01/0,02 = 0,5 M

C_{M Fe2(SO4)3} = 0,0025/0,02 = 0,125 M

c. Ngâm một đinh sắt vào A sẽ loại được Fe₂(SO₄)₃

Fe + Fe₂(SO₄)₃ → 3FeSO₄

Trong pin điện hóa, sự oxi hóa chỉ xảy ra ở đâu?

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Trong pin điện hóa, sự oxi hóa chỉ xảy ra ở cực âm.

Cho 6,5g kẽm vào dung dịch có chứa7,3g axit clohiđric. Khối lượng kẽm clorua có trong dung dịch tạo thành là 13,6g. Tính khối lượng khí hiđro bay lên

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Theo định luật bảo toàn khối lượng:

m_kẽm + m_axit = m_{kẽm clorua} + m_hiđro

⇒ m_hiđro = 6,5 + 7,3 – 13,6 = 0,2 gam.