Giải bài tập SGK Hóa 9 Bài 2: Một số oxit quan trọng

Bằng phương pháp hóa học nào có thể nhận biết được từng chất trong mỗi dãy chất sau?

a) Hai chất rắn màu trắng là CaO và Na₂O.

b) Hai chất khí không màu là CO₂ và O₂.

Viết các phương trình hóa học.

Phương pháp giải

Với bài tập nhận biết, cần nắm các nguyên tắc cơ bản sau:

- Đối với hỗn hợp rắn:

• Cần hòa vào nước để tạo dung dịch.
• Sau đó dựa vào tính chất hóa học đặc trưng và khác nhau của các chất có thể quan sát được, sử dụng phương pháp phù hợp để nhận biết.

- Đối với hỗn hợp khí: Dựa vào tính chất hóa học đặc trưng khác nhau có thể quan sát được của các khí, sục các khí vào các chất thích hợp để nhận biết.

Hướng dẫn giải

Câu a: Nhận biết hai chất rắn màu trắng là CaO và Na₂O

- Lấy mỗi chất cho vào mỗi cốc đựng nước, khuấy cho đến khi chất cho vào không tan nữa, sau đó lọc để thu lấy hai dung dịch.

- Dẫn khí CO₂ vào mỗi dung dịch:

Nếu ở dung dịch nào xuất hiện kết tủa (làm dung dịch hóa đục) thì đó là dung dịch Ca(OH)₂, suy ra cho vào cốc lúc đầu là CaO, nếu không thấy kết tủa xuất hiện chất cho vào cốc lúc đầu là Na₂O.

Các phương trình hóa học đã xảy ra:

Na₂O + H₂O → 2NaOH

CaO + H₂O → Ca(OH)₂

2NaOH + CO₂ → H₂O + Na₂CO₃ (tan trong nước)

Ca(OH)₂ + CO₂ → H₂O + CaCO₃ (kết tủa không tan trong nước)

Câu b: Nhận biết hai chất khí không màu là CO₂ và O₂

- Cách 1: Cho tàn đóm đỏ vào từng khí.Khí nào làm tàn đóm bùng cháy trở lại là khí O₂ còn lại là CO_2.

- Cách 2: Sục hai chất khí không màu vào hai ống nghiệm chứa nước vôi Ca(OH)₂ trong. Ống nghiệm nào bị vẩn đục, thì khí ban đầu là CO₂, khí còn lại là O₂.

Phương trình hóa học:

Ca(OH)₂ + CO₂ → H₂O + CaCO₃ 

Hãy nhận biết từng chất trong mỗi nhóm chất sau bằng phương pháp hóa học.

a) CaO, CaCO₃

b) CaO, MgO

Viết phương trình hóa học.

Phương pháp giải

Với bài tập nhận biết, cần nắm nguyên tắc cơ bản sau: Dựa vào tính chất hóa học khác nhau của 2 chất để nhận biết được từng chất.

Trong bài này, có thể dùng nước để nhận biết.

Hướng dẫn giải

Câu a: Lấy mỗi chất cho ống nghiệm hoặc cốc chứa sẵn nước

- Ở ống nghiệm nào thấy chất rắn tan và nóng lên, chất cho vào là CaO.

- Ở ống nghiệm nào thấy chất rắn không tan và không nóng lên, chất cho vào là CaCO₃.

Phương trình hóa học:

CaO + H₂O → Ca(OH)₂

Câu b: Lấy mỗi chất cho ống nghiệm hoặc cốc chứa sẵn nước

- Ở ống nghiệm nào thấy chất rắn tan và nóng lên, chất cho vào là CaO.

- Ở ống nghiệm nào thấy chất rắn không tan và không nóng lên, chất cho vào là MgO.

Phương trình hóa học:

CaO + H₂O → Ca(OH)₂

200ml dung dịch HCl có nồng độ 3,5M hòa tan vừa hết 20 g hỗn hợp hai oxit CuO và Fe₂O₃

a) Viết các phương trình hóa học.

b) Tính khối lượng của mỗi oxit có trong hỗn hợp ban đầu.

Phương pháp giải

Với dạng toán hỗn hợp kim loại tác dụng với axit, ta thực hiện các bước sau:

• Bước 1: Đổi số mol của HCl, gọi số mol của CuO và lần lượt là x, y.
• Bước 2: Viết phương trình hóa học, tính số mol HCl theo x và y.

                  CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O

                    x       → 2x          x               

                  Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O

                    y      → 6y             2y              

• Bước 3: Giải hệ 2 ẩn 2 phương trình theo khối lượng của oxit và số mol HCl.
• Bước 4: Tính khối lượng của mỗi oxit theo x, y vừa tìm được.

Hướng dẫn giải

Câu a: Phương trình hóa học của phản ứng

CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O

Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O

Câu b: Khối lượng của mỗi oxit có trong hỗn hợp ban đầu

\({n_{HCl}} = \frac{{3,5.200}}{{1000}} = 0,7\;mol\)

Gọi x, y là số mol của CuO và Fe₂O₃

Ta có n_HCl = 2x + 6y = 0,7 (1)

m_CuO + m_Fe2O3 = 80x + 160y = 20 (2)

Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình:

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
  {2x + 6y = 0,7} \\ 
  {80x + 160y = 20} 
\end{array}} \right. \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
  {x = 0,05(mol)} \\ 
  {y = 0,1(mol)} 
\end{array}} \right.\)

Khối lượng của mỗi oxit có trong hỗn hợp ban đầu là:

m_CuO = 0,05.80 = 4 (g).

m_Fe2O3 = 0,1.160 = 16 (g).

Biết 2,24 lít khí CO₂ (đktc) tác dụng vừa hết với 200 ml dung dịch Ba(OH)₂ sản phẩm là BaCO₃ và H₂O

a) Viết phương trình hóa học

b) Tính nồng độ mol của dung dịch Ba(OH)₂ đã dùng

c) Tính khối lượng chất kết tủa thu được.

Phương pháp giải

Với dạng bài tập CO₂ tác dụng với Ba(OH)₂, ta thực hiện các bước sau:

• Bước 1: Đổi số mol n_CO2 = V_CO2/22,4
• Bước 2: Viết phương trình hóa học, tính số mol các chất còn lại theo số mol CO₂
• Bước 3: Tính nồng độ mol: C_M = n_Ba(OH)2/V_Ba(OH)2 và tính khối lượng kết tủa theo số mol đã tính ở trên.

Hướng dẫn giải

Câu a: Phương trình hóa học

CO₂ + Ba(OH)₂ → BaCO₃↓ + H₂O

Câu b: Nồng độ mol của dung dịch Ba(OH)₂ đã dùng

\({n_{C{O_2}}} = \frac{{2,24}}{{22,4}} = 0,1\;mol\)

Dựa vào phương trình trên ta thấy:

n_Ba(OH)2 = n_CO2 = 0,1 mol

⇒ C_M Ba(OH)2 = 0,1/0,2 = 0,5 mol/l

Câu c: Khối lượng chất kết tủa thu được

Dựa vào phương trình, ta có:

n_BaCO3 = n_CO2 = 0,1 mol

⇒ m_BaCO3 = 0,1.197 = 19,7 (g).

Viết phương trình hóa học cho mỗi chuyển đổi sau:

Phương pháp giải

Với dạng bài tập viết phương trình theo dãy chuyển hóa, cần nắm được tính chất hóa học của những chất có trong dãy. Dựa vào chất đầu và sản phẩm suy ra những chất còn thiếu.

Hướng dẫn giải

(1)  S + O₂ → SO₂

(2)  SO₂ + CaO → CaSO₃

Hay SO₂ + Ca(OH)₂ → CaSO₃ + H₂O

(3)  SO₂ + H₂O → H₂SO₃

(4)  H₂SO₃ + Na₂O → Na₂SO₃ + H₂O

(5)  Na₂SO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + SO₂ ↑ + H₂O

Không nên dùng phản ứng Na₂SO₃ + 2HCl → 2NaCl + SO₂ + H₂O vì HCl dễ bay hơi nên khí SO₂ thu được sẽ không tinh khiết

(6)  SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O

Hoặc SO₂ + Na₂O → Na₂SO₃

Hãy nhận biết từng chất trong mỗi nhóm chất sau bằng phương pháp hóa học

a) Hai chất rắn màu trắng là CaO và P₂O₅

b) Hai chất khí không màu là SO₂ và O₂

Viết các phương trình hóa học.

Phương pháp giải

Với bài tập nhận biết, cần nắm các nguyên tắc cơ bản sau:

- Đối với hỗn hợp rắn:

• Cần hòa vào nước để tạo dung dịch.
• Sau đó dựa vào tính chất hóa học đặc trưng và khác nhau của các chất có thể quan sát được, sử dụng phương pháp phù hợp để nhận biết.

- Đối với hỗn hợp khí: Dựa vào tính chất hóa học đặc trưng khác nhau có thể quan sát được của các khí, sục các khí vào các chất thích hợp để nhận biết.

Hướng dẫn giải

Câu a: Cho nước vào hai ống nghiệm có chứa CaO và P₂O₅. Sau đó cho quỳ tím vào mỗi dung dịch:

• Dung dịch nào làm đổi màu quỳ tím thành xanh là dung dịch bazơ, chất ban đầu là CaO.
• Dung dịch nào làm đổi màu quỳ tím thành đỏ là dung dịch axit, chất ban đầu là P₂O₅.

           CaO + H₂O → Ca(OH)₂

           P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄

Câu b: Có 2 cách nhận biết

- Cách 1:

• Lấy mẫu thử từng khí
• Lấy quỳ tím ẩm cho vào từng mẫu thử. Mẫu nào làm quỳ tím hóa đỏ là SO₂, còn lại là O₂

SO₂ + H₂O → H₂SO₃

- Cách 2:

• Dẫn lần lượt từng khí vào dung dịch nước vôi trong, nếu có kết tủa xuất hiện thì khí dẫn vào là SO₂

             SO₂ + Ca(OH)₂ → CaSO₃ ↓ + H₂O

• Nếu không có hiện tượng gì  thì khí dẫn vào là khí O₂. Để xác định là khí O₂ ta dùng que đóm còn than hồng, que đóm sẽ bùng cháy trong khí oxi.

Có những khí ẩm (khí có lẫn hơi nước): cacbon đioxit, hiđro, oxi, lưu huỳnh đioxit. Khí nào có thể được làm khô bằng canxi oxit ? Giải thích.

Phương pháp giải

Với bài tập làm khô khí, cần nắm các nguyên tắc sau:

• Làm khô một chất là loại nước ra khỏi chất đó nhưng không làm chất đó biến thành chất khác.
• Những khí nào không tác dụng với CaO thì sẽ làm khô được khí đó.

Hướng dẫn giải

Làm khô một chất là loại nước ra khỏi chất đó nhưng không làm chất đó biến thành chất khác.

Như vậy CaO chỉ làm khô những chất không có phản ứng hóa học với CaO, đó là các chất H₂, O₂. Những chất không làm khô bằng CaO là CO₂ và SO₂, vì có phản ứng với CaO:

CaO + SO₂ → CaSO₃

CaO + CO₂ → CaCO₃

Có những chất khí sau: CO₂, H₂, O₂, SO₂, N₂. Hãy cho biết chất nào có tính chất sau:

a) nặng hơn không khí.

b) nhẹ hơn không khí.

c) cháy được trong không khí.

d) tác dụng với nước tạo thành dung dịch axit.

e) làm đục nước vôi trong.

g) đổi màu giấy quỳ tím ẩm thành đỏ.

Phương pháp giải

a) Không khí có phân tử khối ≈ 29 (g/ mol) → những chất có phân tử khối lớn hơn 29 sẽ nặng hơn không khí

b) Những chất có phân tử khối nhỏ hơn 29 sẽ nhẹ hơn không khí

c) Các chất là có phản ứng với oxi sẽ cháy được trong không khí.

d) Các oxit axit sẽ tác dụng với nước tạo thành dung dịch axit.

e) Các oxit axit làm đục nước vôi trong.

d) Các oxit axit đổi màu giấy quỳ tím ẩm thành đỏ.

Hướng dẫn giải

Câu a: Những khí nặng hơn không khí: CO₂, O₂, SO₂.

Vì M_kk = 29 g/mol.

M_CO2 = 12 + 16.2 = 44 g/mol.

⇒ \({d_{C{O_2}/kk}} = \frac{{{M_{C{O_2}}}}}{{{M_{kk}}}} = \frac{{44}}{{29}} > 1\)⇒ CO₂ nặng hơn không khí.

Tương tự: M_O2 = 16.2 = 32 g/mol, M_SO2 = 32 + 16.2 = 64 g/mol.

Câu b: Những khí nhẹ hơn không khí: H₂, N₂.

M_kk = 29 g/mol.

M_H2 = 1.2 = 2 g/mol.

\( \to {d_{{H_2}/kk}} = \frac{{{M_{{H_2}}}}}{{{M_{kk}}}} = \frac{2}{{29}} < 1\)⇒ H₂ nhẹ hơn không khí.

Tương tự: M_N2 = 14.2 = 28 g/mol.

Câu c: Những khí cháy được trong không khí: H₂

2H₂ + O₂ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2H₂O

Câu d: Những khí tác dụng với nước tạo thành dung dịch axit: CO₂, SO₂

CO₂ + H₂O → H₂CO₃

SO₂ + H₂O → H₂SO₃

Câu e: Những khí làm đục nước vôi trong: CO₂, SO₂

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O

Ca(OH)₂ + SO₂ → CaSO₃ + H₂O

Câu g: Những khí làm đổi màu quỳ tím ẩm thành đỏ: CO₂, SO₂

Quỳ tím ẩm → xảy ra phản ứng với nước tạo axit làm quỳ tím chuyển đỏ

CO₂ + H₂O → H₂CO₃

SO₂ + H₂O → H₂SO₃

Khí lưu huỳnh đioxit được tạo thành từ cặp chất nào sau đây ?

a) K₂SO₃ và H₂SO₄      

b) K₂SO₄ và HCl     

c) Na₂SO₃ và NaOH         

d) Na₂SO₄ và CuCl₂      

e) Na₂SO₃ và NaCl

Viết phương trình hóa học.

Phương pháp giải

Để biết được khí lưu huỳnh đioxit được tạo thành từ cặp chất nào cần lưu ý:

• Axit H₂SO₃ không bền sẽ bị phân hủy thành SO₂↑ + H₂O.
• Điều kiện để 2 chất (muối + muối; muối + axit; muối + bazơ) tác dụng với nhau phải tạo ra chất kết tủa hoặc bay hơi.

Hướng dẫn giải

Trong các cặp chất trên, SO₂ chỉ tạo ra từ cặp chất K₂SO₃ và H₂SO₄, vì có phản ứng sinh ra SO₂:

K₂SO₃ + H₂SO₄ → K₂SO₄ + SO₂ ↑  + H₂O

Dẫn 112 ml khí SO₂ (đktc) đi qua 700 ml dung dịch Ca(OH)₂ có nồng độ 0,01 M, sản phẩm là muối canxi sunfit.

a) Viết phương trình hóa học

b) Tính khối lượng các chất sau phản ứng.

Phương pháp giải

Với dạng bài tập CO₂ tác dụng với Ca(OH)₂, ta thực hiện các bước sau:

• Bước 1: Đổi số mol của SO_{2 ;} Ca(OH)₂

• Bước 2: Viết phương trình hóa học, so sánh số mol Ca(OH)₂ và SO₂ để xác định chất nào hết, chất nào dư
• Bước 3: Xác định các chất sản phẩm theo mol chất phản ứng hết.

Hướng dẫn giải

Câu a: Phương trình hóa học của phản ứng

SO₂  + Ca(OH)₂ → CaSO₃ +    H₂O

Câu b: Khối lượng các chất sau phản ứng

 V_SO2 = 112 ml = 0,112 lít; V_Ca(OH)2 = 700 ml = 0,7 lít

\({n_{S{O_2}}} = \frac{V}{{22,4}} = \frac{{0,112}}{{22,4}} = 0,005(mol)\)

n_Ca(OH)2 = C_M.V = 0,01.0,7 = 0,007 (mol)

Lập tỉ lệ: \(\frac{{0,005}}{1} < \frac{{0,007}}{1}\)

→ SO₂ hết Ca(OH)₂ dư

Các chất sau phản ứng: Ca(OH)₂ và CaSO₃

n_Ca(OH)2 = n_SO2 = 0,005 mol

⇒ n_Ca(OH)2 dư = 0,007 – 0,005 = 0,002 (mol)

m_Ca(OH)2 dư = n.M = 0,002 . 74 = 0,148 (g).

n_CaSO3 = n_SO2 = 0,005 mol → m_CaSO3 = n.M = 0,005.120 = 0,6 (g).