Hiện nay, để sản xuất amoniac, người ta điều chế nitơ và hiđro bằng cách chuyển hoá có xúc tác một hỗn hợp gồm không khí, hơi nước và khí metan (thành phần chính của khí thiên nhiên). Phản ứng giữa khí metan và hơi nước tạo ra hiđro và cacbon đioxit. Để loại khí oxi và thu khí nitơ, người ta đốt khí metan trong một thiết bị kín chứa không khí.Hãy viết phương trình hoá học của phản ứng điều chế khí hiđro, loại khí oxi và tổng hợp khí amoniac?

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Phương trình điều chế hiđro

CH₄ + 2H₂O -^{to, xt}→ CO₂ + 4H₂

Phương trình loại khí oxi:

CH₄ + 2O₂ -^to→ CO₂ + 2H₂O

Phương trình tống hợp amoniac:

N₂ + 3H₂ -^{450-500o, Fe, 200-300atm}→ 2NH₃

Nhóm nito

Cơ bản - Trắc nghiệm

Đáp án:

• Câu A. 3

• Câu B. 5

• Câu C. 4

• Câu D. 2

Trộn 0,25 mol bột Al với 0,15 mol bột Fe2O3 rồi tiến hành phản ứng nhiệt nhôm trong điều kiện không có không khí (giả sử chỉ có phản ứng khử Fe2O3 về Fe) thu được hỗn hợp rắn X. Cho X tác dụng với dung dịch NaOH (dư) thu được dung dịch Y, m gam chất rắn khan Z và 0,15 mol H2. Tính hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm và m?

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

    n_{Al dư} = 2n_H2/ 3 = 0,1 mol

    ⇒ H = (0,25 – 0,1)/0,25 .100% = 60%

 ⇒ m_Z = 160.(0,15 – 0,075) + 56.0,15 = 20,4 g

Hãy phân tích biệt khí CO và khí H2 bằng phương pháp hóa học. Viết phương trình hóa học của phản ứng để minh họa.

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Cách 1. Đốt cháy khí rồi dẫn sản phẩm cháy qua bình đựng nước vôi trong dư. Mẫu tạo tủa là CO₂⇒CO. Mẫu còn lại là H₂

CO + O₂ → CO₂

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O

Cách 2. Cho hai mẫu thử tác dụng với PdCl₂, mẫu tạo kết tủa đen là CO mẫu còn lại là H₂

PdCl₂+CO+H₂O → Pd↓ (đen) + CO₂↑ + 2HCl

So sánh sự ăn mòn hoá học với sự ăn mòn điện hoá học.

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Điều kiện xảy ra ăn mòn

Thường xảy ra ở những thiết bị lò đốt hoặc những thiết bị thường xuyên phải tiếp xúc với hơi nước và khí oxi

 Các điện cực phải khác nhau, có thể là cặp hai kim loại khác nhau hoặc cặp kim loại - phi kim hoặc cặp kim loại - hợp chất hóa học (như Fe₃C). Trong đó kim loại có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn sẽ là cực âm.
- Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với nhau qua dây dẫn, các điện cực phải tiếp xúc với dung dịch chất điện li.

Cơ chế của sự ăn mòn

Thiết bị bằng Fe tiếp xúc với hơi nước, khí oxi thường xảy ra phản ứng:
3Fe + 4H₂O   Fe₃O₄ + 4H₂↑
3Fe + 2O₂   Fe₃O₄

- Sự ăn mòn điện hóa một vật bằng gang (hợp kim Fe- C) (hoặc thép) trong môi trường không khí ẩm có hòa tan khí CO₂, SO₂, O₂... sẽ tạo ra một lớp dung dịch điện li phủ bên ngoài kim loại.
- Tinh thế Fe (cực âm), tinh thể C là cực dương.
Ở cực dương: xảy ra phản ứng khử:
2H⁺ + 2e → H₂ ;

O₂ + 2H₂O + 4e → 4OH^-
Ở cực âm: xảy ra phản ứng oxi hóa: 
Fe → Fe²⁺ + 2e
Những Fe²⁺ tan vào dung dịch chứa oxi → Fe³⁺ và cuối cùng tạo gỉ sắt có thành phần Fe₂O₃.nH₂O

Bản chất của sự ăn mòn

Là quá trình oxi hóa - khử, trong đó các e của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường, ăn mòn xảy ra chậm

Là sự ăn mòn kim loại do tác dụng của dung dịch chất điện li và tạo nên dòng điện.
Mòn điện hóa xảy ra nhanh hơn ăn mòn hóa học.