Giải bài tập SBT Hóa 8 Bài 24: Tính chất của oxi

Phát biểu nào sau đây đúng ?

A. Oxi là chất khí tan ít trong nước và nhẹ hơn không khí.

B. Oxi là chất khí tan vô hạn trong nước và nặng hơn không khí.

C. Khí oxi dễ dàng tác dụng được với nhiều đơn chất (kim loại, phi kim) và hợp chất.

D. Ở nhiệt độ cao, khí oxi dễ dàng tác dụng được với nhiều đơn chất (kim loại, phi kim) và hợp chất.

Phương pháp giải

Dựa vào tính chất vật lí và hóa học của oxi để lựa chọn đáp án đúng. Đồng thời, với ý đúng nên viết phương trình hóa học để minh h

Hướng dẫn giải

3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄

S + O₂ → SO₂

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

⇒ Chọn D.

Viết phương trình hóa học của phản ứng giữa O₂ với:

a) 3 kim loại hóa trị I, II, III.

b) 3 phi kim, thí dụ như C, S, P,…

c) 3 hợp chất, thí dụ như:

• Khí ga (butan C₄H₁₀) sinh ra khí cacbonic và nước.

• Khí ammoniac (NH₃) sinh ra khí nito và nước.

• Khí hidro sunfua (H₂S) sinh ra khí sunfuaro và nước.

Phương pháp giải

Dựa vào tính chất hóa học của oxi, đồng thời ghi nhớ công thức hóa học của oxi ghi kết hợp với kim loại và phi kim để viết phương trình hóa học đúng.

Hướng dẫn giải

Phương trình hóa học của phản ứng giữa O₂ với:

a) 3 kim loại: 

4Na + O₂ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2Na₂O

2Mg + O₂ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2MgO

4Al + 3O₂ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2Al₂O₃

b) 3 phi kim:    

C + O₂ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) CO₂

S + O₂ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) SO₂

4P + 5O₂ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2P₂O₅

c) 3 hợp chất:  

C₄H₁₀ + 13O₂ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 8CO₂ + 10H₂O

4NH₃ + 3O₂ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2N₂ + 6H₂O

2H₂S + 3O₂ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2SO₂ + 2H₂O

Oxi trong không khí là đơn chất hay hợp chất? Vì sao cá sống được trong nước? Những lĩnh vực hoạt nào của con người cần thiết phải dùng bình nén oxi để hô hấp?

Phương pháp giải

Để  trả lời những câu hỏi trên cần ghi nhớ: Oxi trong không khí là đơn chất. Trong nước có oxi hòa tan. Trong môi trường không có oxi cần dùng đến bình nén oxi để hô hấp.

Hướng dẫn giải

Oxi trong không khí là đơn chất.

Cá sống được trong nước vì trong nước có hoà tan khí oxi.

Những lĩnh vực hoạt động của con người cần thiết phải dùng bình nén oxi để hô hấp là : thợ lặn, phi công lái máy bay, phi công vũ trụ, bệnh nhân khó thở, công nhân làm việc ở các hầm mỏ sâu...

Trong 3 bình giống hệt nhau và có chứa thể tích oxi như nhau. Đồng thời ta cho vào 3 bình: bình 1 một cục than đang cháy, bình 2 hai cục than đang cháy, bình 3 ba cục than đang cháy (các cục than có kích thước như nhau).

Em hãy nhận xét về hiện tượng xảy ra trong phòng thí nghiệm?

Phương pháp giải

Dựa vào hiện tượng 3 bình trên ta thấy: 3 bình chứa lượng oxi như nhau và các cục than có kích thước như nhau => bình nào chứa ít cục than hơn sẽ cháy lâu hơn.

Hướng dẫn giải

Ở bình (1) cục than cháy lâu hơn ở bình (2). Bình (2) cục than cháy lâu hơn ở bình (3) vì lượng oxi ở 3 bình như nhau.

Người và động vật trong quá trình hô hấp hấp thụ O₂, thở ra khí CO₂. Nguyên liệu xăng, dầu trong quá trình đốt cháy cũng cần O₂ và thải CO₂. Như vậy lượng O₂ phải mất dần, nhưng trong thực tế hàng nghìn năm nay, tỉ lệ về thể tích của oxi trong không khí luôn luôn xấp xỉ bằng 20%. Hãy giải thích.

Phương pháp giải

Dựa vào sự quang hợp của cây xanh để giải thích vì sao lượng O₂ mất dần, nhưng trong thực tế hàng nghìn năm nay, tỉ lệ về thể tích của oxi trong không khí luôn luôn xấp xỉ bằng 20%

Hướng dẫn giải

Người và động vật trong quá trình hô hấp lấy O₂, thải ra khí CO₂. Nhiên liệu trong quá trình đốt cháy cũng cần O₂ và thải ra CO₂, nhưng lượng O₂ không mất dần do sự quang hợp của cây xanh đã hấp thụ khí CO₂ và tạo ra lượng  khí oxi rất lớn. Do đó tỉ lệ oxi trong không khí (tính theo thể tích) luôn luôn xấp xỉ bằng 20%.

Có những chất sau: O₂, Mg, P, Al, Fe. Hãy chọn một trong những chất trên và hệ số thích hợp điền vào chỗ trống trong phương trình phản ứng sau:

4Na +...\(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2Na₂O

... + O₂ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2MgO

...+ 5O₂ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2P₂O₅

...+ 3O₂ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2Al₂O₃

...+...\(\xrightarrow{{{t^o}}}\) Fe₃O₄

Phương pháp giải

Cần nắm rõ tính chất hóa học của oxi và dựa vào chất đầu và cuối để suy ra chất còn lại và viết phương trình hóa học.

Hướng dẫn giải

4Na + O₂ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2Na₂O

4P + 5O₂ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2P₂O₅

4Al + 3O₂ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2Al₂O₃

3Fe + 2O₂ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) Fe₃O₄

Đổ đầy nước vào hộp cat-tông ( hộp đựng nước uống Vinamilk) kín, đun hộp đó trên bếp lửa, hộp cát-tông không cháy mà nước lại sôi.

a) Ở nhiệt độ nào thì nước sôi?

b) Trong thời gian nước sôi nhiệt độ có thay đổi không?

c) Vỏ cac-tông cháy ở nhiệt độ trên hay dưới 100^oC. Tại sao?

d) Điều gì xảy ra nếu trong hộp không chứa nước?

Phương pháp giải

a) Nước sôi ở nhiệt độ 100°C .

b) Nhiệt độ không thay đổi trong thời gian nước sôi.

c) Khi trong hộp có nước vỏ các-tông không cháy, khi không có nước bên trong vỏ các-tông sẽ cháy ở nhiệt độ > 100°C.

d) Không có nước, hộp các-tông bị cháy

Hướng dẫn giải

a) Ở nhiệt độ 100°C thì nước sôi.

b) Trong thời gian nước sôi, nhiệt độ không thay đổi.

c) Vỏ các-tông không cháy trên bếp lửa khi trong hộp các-tông có đầy nước, khi trong hộp các-tông hết nước, vỏ các-tông sẽ cháy ở nhiệt độ trên 100°C.

d) Nếu trong hộp các-tông không có nước thì vỏ hộp sẽ cháy khi đun hộp trên bếp lửa.

Trong giờ học về sự cháy, một học sinh phát biểu: Cây nến cháy và bóng đèn điện cháy, phát biểu đó có đúng hay không?

Phương pháp giải

Dựa vào sự có mặt của oxi để kết luận có sự cháy  ở cây nến và bóng đèn điện hay không.

Hướng dẫn giải

Phát biểu của em học sinh chỉ đúng câu đầu : Cây nến cháy vì có phản ứng cháy của nến với khí oxi, còn bóng đèn sáng lên không phải là phản ứng cháy (vì không có khí oxi) mà là dây tóc bóng đèn nóng lên thì phát sáng nhờ nguồn điện.

a) Cần bao nhiêu gam oxi để đốt cháy hoàn toàn 5 mol cacbon? 5mol lưu huỳnh?

b) Trong giờ thực hành thí nghiệm, một em học sinh đốt cháy 3,2g lưu huỳnh trong 1,12 lít oxi (đktc). Vậy theo em lưu huỳnh cháy hết hay còn dư?

Phương pháp giải

a) Phương trình hóa học

C + O₂ → CO₂

S + O₂ → SO₂

Dựa vào phương trình => Số mol oxi => Khối lượng oxi cần dùng

b) Phương trình hóa học:  S + O₂ → SO₂

Tính theo phương trình hóa học => Chất dư sau phản ứng.

Hướng dẫn giải

a) C    + O₂    →    CO₂${\mathrm{}}_{}$

5 mol→5 mol

Khối lượng oxi để đốt cháy 5 mol cacbon là : 5 x 32=160(g).

S      + O₂     →   SO₂${\mathrm{}}_{}$

5 mol→5 mol

Khối lượng oxi để đốt cháy 5 mol lưu huỳnh là : 5 x 32=160(g).

b) Số mol lưu huỳnh: 3,2/32=0,1(mol)

Số mol oxi: 1,12/22,4 = 0,05(mol)

 S + O₂ → SO₂${\mathrm{}}_{}$

Tỷ lệ số mol của S và O₂ 0,05/1 < 0,1/1$\to$O₂ hết và S dư.

Tính thể tích khí oxi và thể tích không khí (đktc) cần thiết để đốt cháy:

a) 1mol cacbon    

b) 1,5mol photpho

Cho biết oxi chiếm 20% thể tích không khí.

Phương pháp giải

a) Phương trình hóa học: C + O₂ → CO₂

b) Phương trình hóa học: 4P + 5O2 → 2P₂O₅

Dựa vào phương trình => n_O2=> V_O2 

V_kk=V_O2.100.20

Hướng dẫn giải

a) Phương trình hóa học của phản ứng đốt cháy cacbon:

C       +    O₂    →    CO₂${\mathrm{}}_{}$

1 mol → 1mol

Thể tích oxi (đktc) cần dùng để đốt cháy 1 mol C là: 1 x 22,4=22,4(lít).

Thể tích không khí (đktc) cần dùng để đốt cháy 1 mol C là:

22,4/20×100 = 112(lit)

b) Phương trình hóa học của phản ứng đốt cháy photpho:

4P + 5O₂ → 2P₂O₅

4mol          5mol

1,5mol       x mol

x=5×1,54=1,875(mol)

Thể tích oxi (đktc) cần dùng để đốt cháy 1,5 mol P là:

1,875 x 22,4 =42 (lít)

Thể tích không khí (đktc) cần dùng để đốt cháy 1,5 mol P là:

42/20×100 = 210( lit)

Tính khối lượng của N/2 nguyên tử oxi, của N/4 phân tử oxi và so sánh hai kết quả này.

Phương pháp giải

M_O = 16; M_O2 = 32

Tính N/2 nguyên tử và N/4 phân tử để so sánh.

Hướng dẫn giải

Khối lượng của N nguyên tử oxi bằng 16 g

→ Khối lượng của N/2 nguyên tử oxi bằng 8 g;  Khối lượng của N phân tử oxi bằng 32 g.

→  Khối lượng của N/4 phân tử oxi bằng 8 g; Hai khối lượng này giống nhau.

Đốt cháy 1 kg than trong khí oxi, biết trong than có 5% tạp chất không cháy.

a) Tính thể tích oxi(đktc) cần thiết để đốt cháy 1kg than trên.

b) Tính thể tích khí cacbonic (đktc) sinh ra trong phản ứng.

Phương pháp giải

Tính khối lượng than nguyên chất => số mol than nguyên chất

Phương trình hóa học: C + O₂ → CO₂ 

Dựa vào phương trình => Số mol oxi và CO₂

=> Thể tích tương ứng cần tìm.

Hướng dẫn giải

Lượng than nguyên chất:

\({m_C} = \frac{{1000.95}}{{100}} = 950(g)\)

\({n_C} = \frac{{950}}{{12}} = 79,17mol\)

Ta có phương trình hóa học: C + O₂ → CO₂

\({n_{{O_2}}} = \frac{{79,17.1}}{1} = 79,17mol\)

a) V_O2 = n_O2.22,4 = 79,17.22,4 = 1773,4 (l).

b) n_CO2 = n_O2 = 79,17(mol) → V_CO2 = V_O2 = 1773,4(l)

Người ta dùng đèn xì oxi-axetilen để hàn và cắt kim loại. Phản ứng cháy axetilen C₂H₂ trong oxi tạo thành khí cacbonic và hơi nước. Hãy tính thể tích khí oxi (đktc) cần thiết để đốt cháy 1 mol khí axetilen.

Phương pháp giải

Phương trình hóa học:

2C₂H₂ + 5O₂ → 4CO₂ + 2H₂O

Dựa vào phương trình => thể tích oxi cần dùng.

Hướng dẫn giải

Phương trình hóa học:

2C₂H₂ + 5O₂ → 4CO₂ + 2H₂O

1mol    2,5mol

Thể tích oxi (đktc) dùng để đốt cháy 1 mol C₂H₂ là: 2,5.22,4 = 56 (lít).

Hãy cho biết 1,5.10²⁴ phân tử oxi:

a) Là bao nhiêu mol phân tử oxi?

b) Có khối lượng là bao nhiêu gam?

c) Có thể tích là bao nhiêu lít (đktc)?

Phương pháp giải

a) 1 mol = 6×10²³ nguyên tử hoặc phân tử chất.

b) Sử dụng công thức m= n x  M (g)

c) Sử dụng công thức V= n x  22,4 (lít)

Hướng dẫn giải

a) Số mol phân tử oxi:

\(\frac{{1,{{5.10}^{24}}}}{{{{6.10}^{23}}}} = 2,5(mol)\)

b) Khối lượng của 1,5.10²⁴ phân tử oxi:

m_O2 = n_O2.M_O2 = 2,5.32 = 80(g)

c) Thể tích là: V_O2 = n_O2.22,4 = 2,5.22,4 = 56(l)

a) Trong 16(g) khí oxi có bao nhiêu mol nguyên tử oxi và bao nhiêu mol phân tử oxi?

b) Tính tỉ khối của oxi với nito, với không khí.

Phương pháp giải

a) Áp dụng công thức tính số mol: n=m/M(mol)

b) Áp dụng công thức tính tỉ khối: d_A/B=M_A/M_B

Hướng dẫn giải

a) Trong 16g khí oxi có 16/16 = 1 mol nguyên tử oxi và 16/32 = 0,5 mol phân tử oxi

b) \({d_{{O_2}/N}}_{_2} = \frac{{{M_{{O_2}}}}}{{{M_{{N_2}}}}} = \frac{{32}}{{28}} = 1,14\)

\({d_{{O_2}/kk}} = \frac{{{M_{{O_2}}}}}{{29}} = \frac{{32}}{{29}} = 1,10\)

Cho 3,36 lit khí oxi (ở đktc) phản ứng hoàn toàn với 1 kim loại hóa trị III thu được 10,2g oxit. Xác định tên kim loại.

Phương pháp giải

• Bước 1: Tính số mol oxi.
• Bước 2: Phương trình hóa học:  4R + 3O2 → 2R₂O₃
• Bước 3: Dựa theo phương trình hóa học ta có phương trình toán học ẩn R. Giải phương trình => Kim loại cần tìm.

Hướng dẫn giải

Gọi R là kí hiệu và nguyên tử khối của kim loại hóa trị III .

n_O2 = 3,36 : 22,4 = 0,15 (mol)

Phương trình hóa học của phản ứng ;

4R  +   3O₂    → 2R₂O₃

      3 mol        (4R + 6 x 16) g

     0,15mol     10,2 g

Theo phương trình hóa học trên, ta có :

0,15 x (4R + 6 x 16)= 10,2 x 3

→ 0,6R + 14,4 = 30,6

→  R = 27 (Al)

Vậy R là nhôm.

Để đốt cháy 1 mol chất X cần 6,5 mol O₂, thu được 4 mol khí cacbonic và 5 mol nước. Xác định công thức phân tử của X.

Phương pháp giải

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng để xác định công thức phân tử của X.

Hướng dẫn giải

Theo đề bài, ta có phương trình hóa học:

X + 6,5O₂ → 4CO₂ + 5H₂O

Theo định luật bảo toàn khối lượng, ta có:

1mol chất X phải có 4 mol C (4 mol CO₂), 10 mol H (5 mol H₂O) và không chứa oxi ( vì 2 vế của phương trình hóa học sô mol nguyên tử oxi bằng nhau).

Vậy công thức hóa học của phân tử X là C₄H₁₀.

Đốt cháy hoàn toàn 6,2 g photpho trong bình chứa 8,96 lit khi oxi (ở đktc), sản phẩm thu được là chất rắn, màu trắng. Nếu hiệu suất phản ứng là 80% thì khối lượng chất rắn thu được là bao nhiêu?

Phương pháp giải

Phương trình hóa học: 4P + 5O₂ → 2P₂O₅

\({n_P} = \frac{{6,2}}{{31}} = 0,2mol\)

\({n_{{O_2}}} = \frac{{8,96}}{{22,4}} = 0,4mol\)

Dựa vào phương trình => chất phản ứng hết và chất dư sau phản ứng. 

Số mol P₂O₅ tính theo chất phản ứng hết.

Áp dụng công thức: H%= (m_{thực tế}/m_{lí thuyết})×100%

Hướng dẫn giải

\({n_P} = \frac{{6,2}}{{31}} = 0,2mol\)

\({n_{{O_2}}} = \frac{{8,96}}{{22,4}} = 0,4mol\)

Phương trình hóa học của phản ứng : 

4P + 5O₂ → 2P₂O₅

So sánh tỉ lệ: \(\frac{{0,2}}{{0,4}} < \frac{4}{5}\) lượng oxi dư, vậy phải tính khối lượng P₂O₅ theo photpho

\({n_{{P_2}{O_5}}} = \frac{{0,2.2}}{4} = 0,1mol\)

Khối lượng P₂O₅ thực tế thu được : 0,1.142.80% = 11,36 (g).

Đốt cháy một hỗn hợp gồm bột Fe và Mg, trong đó Mg có khối lượng 0,48g cần dùng 672ml O₂ (ở đktc). Hãy tính khối lượng kim loại Fe.

Phương pháp giải

• Bước 1: Tính số mol Mg và O₂ 
• Bước 2: Phương trình hóa học

2Mg + O₂ → 2MgO (1)

3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄ (2)

• Bước 3: n_O2(1)=1/2n_Mg 

n_O2(1)+n_O2(2)= 0,03 =>n_O2(2)= 0,03−n_O2(1)

n_Fe= 32n_O2(2)

=> Khối lượng Fe.

Hướng dẫn giải

\({n_{Mg}} = \frac{{0,48}}{{24}} = 0,02mol\)

\({n_{{O_2}}} = \frac{{672}}{{22400}} = 0,03mol\)

Phương trình hóa học của phản ứng :

2Mg      +  O₂ → 2MgO

2mol         1mol 

0,02mol     0,01mol

n_O2 còn lại tác dụng với Fe: 0,03 - 0,01 = 0,02(mol)

3Fe     +   2O₂      →      Fe₃O₄

3mol        2mol 

0,03mol  $$0,02mol

m_Fe = 0,03.56 =1,68 (g)

Vậy khối lượng kim loại Fe là 1,68 (g).