Bài giảng môn Hóa học Lớp 8 - Chương 5: Hiđro-Nước - Bài 31: Tính chất-Ứng dụng của hiđro

Đọc đoạn thông tin và trả lời câu hỏi sau: 
“ Trong quá trình sản xuất và sinh h oạt , khi ta đốt than, xăng dầu sẽ thải ra các khí CO 2 , SO 2 , NO...Các khí này sẽ kết hợp với oxi và nước trong khí quyển tạo ra các chất H 2 CO 3 , H 2 SO 3 , HNO 3 ...gây ra mưa axit. 
Mưa axit ảnh hưởng tới các thủy vực (ao, hồ): các dòng chảy do mưa axit đổ vào ao, hồ sẽ làm cho độ PH của nước trong ao, hồ giảm đi nhanh chóng, dẫn đến các sinh vật trong ao, hồ suy yếu hoặc chết hoàn toàn. Ngoài ra, mưa axit còn phá hủy các vật liệu làm bằng kim loại như sắt, nhôm, kẽm... làm giảm tuổi thọ của các công trình xây dựng, làm lở loét bề mặt bằng đá của các công trình xây dựng, di tích lịch sử . “ 
a ) Viết phương trình phản ứng CO 2 , SO 2 tác dụng với nước và gọi tên sản phẩm tạo thành. 
b) Hãy nêu các biện pháp nhằm hạn chế mưa axit 
ÔN TẬP 
Câu 18: 
SO 2 + H 2 O → H 2 SO 3 
CO 2 + H 2 O → H 2 CO 3 
- Cắt giảm khí thải từ các phương tiện giao thông và nhà máy công nghiệp. 
- T uân thủ nghiêm ngặt các quy định về xử lý nước thải . 
- Hạn chế sử dụng các phương tiện đi lại, sử dụng phương tiện công cộng, đi xe đạp, đi bộ, tiết kiệm điện 
- Tìm kiếm và thay thế dần các nhiên liệu hóa thạch ( than đá, dầu khí, khí ga tự nhiên, đá phiến dầu, nhựa đường, và cát dầu và dầu nặng ) bằng các nhiên liệu sạch như hydro, sử dụng các loại năng lượng tái tạo thân thiện với môi trường. Khai thác các nguồn năng lượng xanh như năng lượng mặt trời và năng lượng gió. 
C ác biện pháp nhằm hạn chế mưa axit 
ÔN TẬP 
Câu 16: Oxit kim loại nào dưới đây là oxit axit? 
A. MnO 2 B . Cu 2 O C . CuO D . Mn 2 O 7 
 D. Mn 2 O 7 
Câu 17: Người ta thu khí oxi bằng cách đẩy nước là nhờ dựa vào tính chất: 
A. Khí oxi tan trong nước B. Khí oxi ít tan trong nước 
C. Khí oxi khó hoá lỏng D. Khí oxi nhẹ hơn nước 
 B. Khí oxi ít tan trong nước 
TÍNH CHẤT - ỨNG DỤNG CỦA HIĐRO 
HIĐRO 
Nguyên tố hiđro 
 Đơn chất hiđro 
KHHH : 
NTK : 
CTHH: 
PTK: 
H 
1 
H 2 
2 
TÍNH CHẤT VẬT LÝ 
Là chất khí không màu, không mùi, không vị, nhẹ nhất trong các khí, tan rất ít trong nước . 
CHẤT KHÍ 
KHÔNG MÀU 
NHẸ NHẤT TRONG CÁC KHÍ 
RẤT ÍT TAN TRONG NƯỚC 
Tỷ khối H 2 với Không khí? 
nhẹ hơn không khí 0,069 lần 
TÍNH CHẤT HÓA HỌC 
1- Tác dụng với oxi 
2H 2 + O 2 → 2H 2 O 
t 0 
Nếu đốt cháy hidro trong oxi: hidro cháy mạnh , trên thành lọ xuất hiện những giọt nước nhỏ , có tiếng nổ nhỏ 
Ngọn lửa 
màu xanh nhạt 
TÍNH CHẤT HÓA HỌC 
1- Tác dụng với oxi 
ĐIỂM GIỐNG VÀ KHÁC NHAU 
VỀ SỰ CHÁY CỦA HIĐRO 
TRONG BÌNH KHÍ OXI VÀ TRONG KHÔNG KHÍ ? 
Cháy mãnh liệt với ngọn lửa màu xanh, tạo ra tiếng nổ nhỏ. 
Cháy yếu hơn, không có tiếng nổ 
TRONG BÌNH KHÍ OXI 
TRONG KHÔNG KHÍ 
Cháy với ngọn lửa màu xanh, tạo thành những giọt nước và tỏa nhiệt. 
GIỐNG NHAU 
KHÁC NHAU 
TÍNH CHẤT HÓA HỌC 
1- Tác dụng với oxi 
Nếu lấy tỉ lệ về thể tích là 2 : 1 thì hỗn hợp Hiđro – Oxi 
sẽ gây nổ mạnh (gọi là hỗn hợp nổ) 
TẠI SAO HỖN HỢP KHÍ H 2 VÀ O 2 KHI CHÁY 
LẠI GÂY TIẾNG NỔ ? 
Vì hỗn hợp khí này cháy rất mạnh và tỏa ra nhiều nhiệt. Nhiệt này làm cho thể tích hơi nước tạo thành sau phản ứng tăng lên đột ngột nhiều lần, do đó, làm chấn động mạnh không khí, gây ra tiếng nổ. 
Nếu đốt cháy dòng khí H 2 ngay ở đầu ống dẫn khí, dù ở trong lọ khí O 2 hay không khí, sẽ không gây ra tiếng nổ mạnh vì sao ? 
Vì dòng khí H 2 là tinh khiết và tỉ lệ thể tích không bằng 2:1 nên khi cháy hỗn hợp khí đó mà không gây ra tiếng nổ mạnh . 
Làm thế nào để biết dòng khí H 2 là tinh khiết để có thể đốt cháy dòng khí đó mà không gây ra tiếng nổ mạnh ? 
=>Phải thử xem khí H 2 đó có lẫn không khí không? 
Thử bằng cách thu khí H 2 vào ống nghiệm nhỏ rồi đốt ở miệng ống nghiệm. Nếu H 2 tinh khiết sẽ nghe tiếng nổ nhỏ . 
LUYỆN TẬP 
Câu 1: Em hãy so sánh tính chất Vật lý của khí Hiđro và Oxi có gì giống và khác nhau ? 
GIỐNG NHAU 
Đều là chất khí không màu, không mùi, không vị và ít tan trong nước 
KHÁC NHAU 
Oxi nặng hơn không khí 
KHÔNG KHÍ 
Hiđro nhẹ hơn không khí 
a. Đặt đứng bình 
b. Đặt ngược bình 
H 2 
H 2 
c. Đặt nghiêng bình 
H 2 
Câu 2: Thu khí hiđro vào bình bằng ph ương pháp đẩy không khí thì phải: 
LUYỆN TẬP 
Câu 3 : Để đốt khí hiđro an toàn ta cần: 
A. Đốt khi thấy bọt khí thoát ra trong bình điều chế. 
B. Đốt khi thấy khói trắng thoát ra ở đầu vuốt nhọn. 
C. Thử độ tinh khiết của hiđro tr ước khi đốt. 
D. Để khí hiđro thoát ra một lúc rồi đốt. 
LUYỆN TẬP 
Câu 4 
Để đốt cháy hoàn toàn 4lit khí Hiđro trong bình chứa 
 khí oxi cần dùng bao nhiêu lít khí Oxi ở cùng điều kiện? 
 A. 1lit 
 B. 2lit 
 C. 4lit 
 D. 8lit 
LUYỆN TẬP 
LUYỆN TẬP 
Câu 5: Tại sao tỉ lệ thể tích của hiđro và oxi = 2:1 thì hỗn hợp sẽ nổ mạnh nhất? 
Tỉ lệ H 2 :O 2 là 2:1 sẽ mạnh nhất do nước tạo ra lớn đồng thời không cần phải ti ê u tốn Q cho sự giãn nở của khí thừa. 
PTHH: 2H 2 + O 2 2H 2 O 
TÍNH CHẤT HÓA HỌC 
2- TÁC DỤNG VỚI MỘT SỐ OXIT KIM LOẠI 
H 2 
CuO 
H 2 O 
TÁC DỤNG VỚI ĐỒNG OXIT (CuO) 
Ở nhiệt độ thích hợp 
H 2 không những kết hợp được với đơn chất O 2 
2H 2 + O 2 2H 2 O 
còn có thể kết hợp với nguyên tố oxi trong một số oxit kim loại 
H 2 + CuO → Cu + H 2 O 
3H 2 + Fe 2 O 3 -> 2Fe + 3H 2 O 
(TD với CuO ở 400 0 C 
TD với Fe 2 O 3 ở 720 0 C) 
Hiđro có tính khử , khử một số oxit kim loại ở nhiệt độ cao 
(1) 
(2) 
Các phản ứng này đều tỏa nhiệt 
(3) 
H 
H 
Cu 
O 
H 
H 
Cu 
O 
H 
H 
+ 
+ 
H 2 
CuO 
+ 
+ 
H 2 O 
Cu 
t o 
- PTHH: 
 t o 
DIỄN BIẾN CỦA PHẢN ỨNG GIỮA HIĐRÔ VÀ ĐỒNG OXÍT 
=>K hí hiđro chiếm nguyên tố Oxi trong hợp chất CuO. Do đó người ta nói rằng hiđro có tính khử (khử oxi) . 
§en 
®á 
Sự khử là gì? 
Sự khử là sự tách Oxi ra khỏi hợp chất 
H 2 chiếm O của CuO 
H 2 là chất khử 
Na 2 O, K 2 O, BaO, CaO, MgO, Al 2 O 3 ...... 
CuO, Ag 2 O, PbO, FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 .... 
H 2 khử được các Oxit kim loại nào? 
H 2 KHÔNG khử được các Oxit kim loại nào? 
Tại sao? 
H 2 chỉ khử được Oxit của Kim loại đứng sau Al trong dãy điện hóa của kim loại 
LUYỆN TẬP 
Câu 1: Viết PTHH của Hidro khử các oxit sau: 
Thủy ngân (II) oxit, Chì (II) Oxit, Kẽm (II) oxit, Mangie (II) oxit 
HgO+ H 2 → Zn + H 2 O 
PbO +H 2 → Pb + H 2 O 
ZnO+ H 2 → Zn + H 2 O 
MgO+ H 2 → Pb+ H 2 O 
Trong những oxit sau: CuO, MgO, Al 2 O 3 , Ag 2 O, Na 2 O, PbO. 
Có bao nhiêu oxit phản ứng với hiđro ở nhiệt độ cao? 
A. 4 
B. 5 
C. 3 
D. 1 
LUYỆN TẬP 
 H 2 không tác dụng với các oxit: Na 2 O, K 2 O, BaO, CaO, MgO, Al 2 O 3 
=> Những oxit phản ứng với hiđro ở nhiệt độ cao là: CuO, Ag 2 O, PbO 
Chọn đáp án sai: 
A. Sự khử là sự tách oxi ra khỏi hợp chất. 
B. Chất khử là chất chiếm oxi của chất khác. 
C. Chất oxi hóa là chất chiếm oxi của chất khác. 
D. Phản ứng oxi hóa – khử xảy ra đồng thời sự oxi 
LUYỆN TẬP 
ỨNG DỤNG HIĐRO 
HÀN CẮT KIM LOẠI BẰNG KHÍ HIDRO 
Hidro là khí dễ cháy, khi cháy toả nhiều nhiệt nên H 2 được sử dụng trong hàn kim loại. 
Trong thực tế, Hydro được dùng để hàn kim loại màu hay những tấm thép mỏng. 
XE CHẠY BẰNG NĂNG LƯỢNG HIDRO 
Xe sử dụng năng lượng H ydro là giải pháp cho công nghệ xe bảo vệ môi trường. 
Đặc điểm quan trọng của hydro là trong phân tử không chứa các nguyên tố hóa học khác như cacbon (C), lưu huỳnh (S), nitơ (N) nên sản phẩm cháy của chúng chỉ là nước (H 2 O), được gọi là nhiên liệu sạch lý tưởng. 
Người ta thường sử dụng năng lượng H ydro thông qua pin nhiên liệu H ydro . Loại pin này sử dụng H ydro làm chất khử và O xy làm chất oxy hóa để chuyển đổi trực tiếp thành năng lượng điện thông qua phản ứng hóa học. 
=> Không gây tiếng ồn, không gây ô nhiễm môi trường. 
HIDRO ỨNG DỤNG NẠP KHINH KHÍ CẦU 
Dựa vào tính nhẹ của H 2 mà người ta dùng Hidro để nạp vào khinh khí cầu. Do khí H 2 nhẹ hơn không khí nên dễ dàng bay lên. 
Ở Mỹ, loại khinh khí cầu H 2 Clipper được ứng dụng vận tải hàng hóa. 
Ưu điểm hơn máy bay và tàu biển. 
Nó thể tải lên đến hơn 150 tấn hàng hoá bay với vận tốc khoảng 282 km/h. 
Vận chuyển chuyển các container nhanh hơn các loại tàu biển chở hàng khoảng 7-10 lần. 
Không thải khí ô nhiễm gây hiệu ứng nhà kính . 
HOT-AIR BALLOON 
HIDRO LÀ NGUỒN NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT AMONIAC (NH 3 ) 
Phản ứng: 
N 2 +3H 2 → 2NH 3 
Phản ứng được thực hiện ở nhiệt độ cao khoảng 500°C có áp suất cao và xúc tác thường dùng ở đây là Fe hoặc Platin (Pt ) . 
Amoniac được ứng dụng rộng rãi: 
- Trong xử lí kim loại, ủ nhiệt răng độ cứng. 
- SX thuốc nhuộm, chất cọ rửa bông, len và lụa. 
- Phân bón. 
- Dùng làm thuốc tẩy. 
- Trong ngành dệt may. 
- Xử lý môi trường khí thải. 
- Là chất chống khuẩn trong thực phẩm. 
- Trong công nghiệp chế biến gỗ . 
-Làm lạnh, sản xuất nước đá công nghiệp 
BẠN CÓ BIẾT? 
DÙNG HIDRO ĐỂ ĐIỀU CHẾ HCL 
Trong công nghiệp, HC l được điều chế chủ yếu bằng phương pháp tổng hợp từ các nguyên tố. Quá trình này tổng hợp trực tiếp từ khí C lo và H iđro cho ra sản phẩm có độ tinh khiết cao. 
H 2 + Cl 2 → 2 HCl (ánh sáng+nhiệt độ) 
Phản ứng diễn ra trong buồng đốt được cung cấp khí C lo và H yđro ở nhiệt độ trên 2000 °C có mặt ngọn lửa. 
Dung dịch axit Clohidric và làm quỳ tím hoá đỏ 
HIĐRO DÙNG LÀM NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ TÊN LỬA 
Để đẩy tên lửa vào không gian cần lực đẩy lớn và lực đó phải thắng lực hút trái đất (nếu không sẽ bị hút trở lại) ít nhất cần phải có vận tốc vũ trụ thứ ba (16,7 km/giây), người ta đã dùng H idro lỏng và oxi làm nguyên liệu . 
Lực đẩy thực hiện do O xi và H idro cháy phóng ra khí áp suất cao đẩy ra phần đuôi của nó để đẩy tên lửa di chuyển về phía trước. 
HIĐRO DÙNG LÀM CHẤT KHỬ ĐỂ ĐIỀU CHẾ MỘT SỐ 
 KIM LOẠI TỪ OXIT CỦA CHÚNG 
Khí H iđro tính tính chất khử được oxit của một số kim loại hoạt động yếu và trung bình . 
Oxit kim loại + H 2 → kim loại + H 2 O 
H 2 
CuO 
H 2 O 
ĐIỀU CHẾ HIĐRO