Giải bài tập SBT Hóa 9 Bài 27: Cacbon

Người ta đã căn cứ vào tính chất vật lí và tính chất hoá học của than để sử dụng than trong thực tế đời sống như thế nào ? Cho thí dụ.

Phương pháp giải

Xem lại lí thuyết về cacbon

Hướng dẫn giải

- Dựa vào khả năng hấp phụ của than để hấp phụ các chất độc (dùng trong mặt nạ phòng độc), loại chất bẩn trong lọc đường, lọc dầu thực vật, làm xúc tác cho phản ứng giữa các chất khí.

- Phản ứng của than với oxi toả nhiều nhiệt cho nên từ lâu than được dùng làm chất đốt, làm nguyên liệu trong quá trình luyện quặng thành gang.

- Cacbon dùng làm chất khử: 3C + Fe₂O₃ → 3CO + 2Fe

Nhiệt độ càng cao, tính khử của cacbon càng mạnh. Người ta dùng cacbon để điều chế một số kim loại từ oxit của chúng.

Viết phương trình hoá học của các phản ứng sau và cho biết tính chất hoá học của cacbon (là chất oxi hoá hay chất khử)

C + CO₂ t^o→ CO (1)

C + Fe₂O₃ t^o → Fe + CO (2)

C + CaO t^o→ CaC₂ + CO (3)

C + PbO t^o→ Pb + CO₂ (4)

C + CuO t^o→ Cu + CO₂ (5)

Phương pháp giải

Xem lại lí thuyết về tính chất hóa học của cacbon

Hướng dẫn giải

C + CO2 to→ 2CO (1) 

3C + Fe2O3 to → 2Fe + 3CO (2) 

3C + CaO to→ CaC2 + CO (3) 

C + 2PbO to→ 2Pb + CO2 (4) 

C + 2CuO to→ 2Cu + CO2 (5)

Trong quá trình luyện quặng sắt thành gang, người ta dùng CO làm chất khử. Hãy tính thể tích khí CO (đktc) có thể thu được từ 1 tấn than chứa 90% cacbon, nếu hiệu suất của cả quá trình phản ứng là 85%.

Phương pháp giải

Viết và tính toán theo phương trình hóa học.

Hướng dẫn giải

Khối lượng cacbon trong 1 tấn than: \(\frac{{1000.90}}{{100}} = 900\) tấn

2C + O₂ → 2CO

2.12kg       2.22,4m³

900kg         x m³

x = \(\frac{{900.2.22,4}}{{2.12}} = 1680{m^3}\)

Thực tế, thể tích khí CO thu được là: 1680 x 85/100 = 1428 (m³)

Viết phương trình hóa học biểu diễn những chuyển đổi hóa học sau:

a) C → CO₂ →  CaCO₃ →  CaO →  Ca(OH)₂ →  Ca(HCO₃)₂

b) Fe₂O₃ →  Fe →  FeCl₃ →  Fe(OH)₃ →  Fe₂O₃

Fe →  FeCl₂ →  Fe(OH)₂

Phương pháp giải

Xem lại tính chất hóa học của C và một số hợp chất vô cơ.

Hướng dẫn giải

a)

(1) C + O₂ t^o→ CO₂

(2) CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

(3) CaCO₃ → CaO + CO₂

(4) CaO + H₂O → Ca(OH)₂

(5) Ca(OH)₂ + 2CO2 → Ca(HCO₃)₂

b)

(1) Fe₂O₃ + 3H₂ → 2Fe + 3H₂O

(2) 2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃

(3) FeCl₃ + 3NaOH → 3NaCl + Fe(OH)₃

(4) 2Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ + 3H₂O

(5) Fe + HCl → FeCl₂ + H₂

(6) FeCl₂ + 2NaOH → Fe(OH)₂ + 2NaCl

Cho hơi nước đi qua than nóng đỏ, người ta thu được hỗn hợp khí CO và H₂ (hình 3.3).

a) Viết phương trình hoá học.

b) Tính thể tích hỗn hợp khí (đktc) thu được ở phản ứng trên khi dùng hết 1 tấn than chứa 92% cacbon và hiệu suất của phản ứng đạt 85%.

Phương pháp giải

Tính toán theo phương trình hóa học.

Hướng dẫn giải

a) Phương trình hóa học:

C + H₂O t^o→ CO + H₂

b) Thể tích hỗn hợp khí thu được.

Trong 1000 kg than có: 1000 x92/100 = 92 kg cacbon

C + H₂O → CO + H₂

12g          22,4l    22,4l

12kg        44,8m³

920kg      \(\frac{{44,8.920}}{{12}} = 3434,7({m^3})\) hỗn hợp khí

Thể tích hỗn hợp khí thực tế thu được: 3434,7.85/100 = 2919,5 m³

Cho 268,8 m³ hỗn hợp khí CO và H₂ khử sắt(III) oxit ở nhiệt độ cao.

a) Viết phương trình hoá học.

b) Tính khối lượng sắt thu được.

Phương pháp giải

Viết và tính toán theo phương trình hóa học.

Hướng dẫn giải

a) Phương trình hóa học:

3CO + Fe₂O₃ t^o→ 3CO₂ + 2Fe (1)

3H₂ + Fe₂O₃ t^o→ 3H₂O + 2Fe (2)

b) Tổng hợp (1) và (2) ta có :

Cứ 3.22,4 m³ hỗn hợp khí CO và H₂ qua Fe₂O₃ thì thu được 2 x 56 kg Fe.

268,8 m³ hỗn hợp khí CO và H₂ qua Fe₂O₃ thì thu được x kg Fe.

\(\frac{{268,8.2.56}}{{3.22,4}} = 448(kg)\) Fe

Đem nung hỗn hợp hai oxit CuO và ZnO có tỉ lệ số mol là 1 : 1 với cacbon trong điều kiện thích hợp để oxit kim loại bị khử hết, thu được hỗn hợp chất rắn X. Cho X tác dụng với dung dịch HCl dư thấy thoát ra 2,24 lít khí (ở đktc). Hãy tính khối lượng mỗi oxit kim loại.

Phương pháp giải

Viết và tính toán theo phương trình hóa học.

Hướng dẫn giải

Sơ đồ phản ứng: ZnO, CuO + C → Zn, Cu

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂

nH₂ = 2,24 : 22,4 = 0,1 mol

nZn = 0,1 mol

Theo đề bài, ZnO, CuO có tỷ lệ số mol là 1:1 nên Zn và Cu cũng có tỉ lệ số mol 1:1

⇒ nCu = nZn = 0,1 mol

mCuO = 8g; mZnO = 8,1g