Câu hỏi:Nêu tính chất hoá học, tính chất vật lý của oxi. Bài tập về oxi
Lời giải:
Oxi là nguyên tố hóa học phổ biến nhất [chiếm 49,4% khối lượng vỏ Trái Đất]. Oxi có vai trò quan trọng giúp duy trì sự sống của động vật và thực vật. Ở dạng đơn chất, khí oxi có nhiều trong không khí. Ở dạng hợp chất, nguyên tố oxi có trong nước, đường, quặng, đất đá, cơ thể người, động vật và thực vật…
- Sơ lược nguyên tố Oxi
-Ký hiệu hóa học của nguyên tố oxi là O.
-Công thức hóa học của đơn chất [khí] oxi là O2
-Nguyên tử khối: 16.
-Phân tử khối: 32.
1. Tính chất vật lý.
-Khí oxi là chất khí không màu, không mùi, ít tan trong nước.
-Oxi có khối lượng phân tử là 32 nên nặng hơn không khí.
-Oxi khi bị hóa lỏng ở nhiệt độ −1380có màu xanh nhạt và có thể bị hút bởi nam châm.
2. Tính chất hóa học của oxi
a. Tác dụng với kim loại
Oxi có thể tác dụng với khá nhiều kim loại dưới tác dụng của nhiệt độ để tạo ra các oxit [trừ một số kim loại nhưbạc [Ag] vàng [Au] hay bạch kim [Pt]].
- Ví dụ: Đốt cháy sắt trong bình oxi, dây sắtcháy sáng như pháo hoa, sau khi cháy xuất hiện oxit màu nâu đỏ
PTHH:3Fe + 2O2 →t0 Fe3O4
b. Tác dụng với phi kim
Oxi tác dụng với khá nhiều phi kim trong tự nhiên và với những điều kiện khác nhau, chỉ trừ nhómhalogen [Flo, Clo, Brom và Atatin] là oxi không phản ứng và sản phẩm tạo thành là các oxit axit.
Ví dụ:Đưa muôi sắt có chứa bột lưu huỳnh vào ngọn lửa đèn cồn. Sau đó đưa lưu huỳnh đang cháy vào lọ thuỷ tinh có chứa khí oxi. Lưu huỳnh cháy trong khí oxi mãnh liệt hơn cháy trong không khí, cho ngọn lửa màu xanh
PTHH :S+O2 →t0 SO2
c. Tác dụng với một số hợp chất
Oxi còn có thể tác dụng với các chất có tính khử hoặc các hợp chất hữu cơ để tạo thành những hợp chất mới.
Ví dụ:Khí metan có trong khí bùn ao, phản ứng cháy của metan trong không khí tạo thành khí cacbonic, nước, đồng thời toả nhiều nhiệt.
PTHH: CH4 + 2O2 →t0 CO2 + 2H2O
3. Vai trò và ứng dụng của oxi
- Oxi có khả năng kết hợp với Hemoglobin trong máu, nhờ thế nó có thể đi nuôi cơ thể người và động vật. Oxi oxi hoá các chất thực phẩm ở trong cơ thể tạo ra năng lượng cho cơ thể hoạt động.
-Oxi còn tham gia vào hoạt động hô hấp và việc phân hủy trong tự nhiên. Trong không khí, oxi là sản phẩm của quá trình quang hợp
-Ngoài ra, oxi còn được dùng trong y tế để làm chất duy trì hô hấp. Oxi được dùng trong các bình lặn của thợ lặn, hay sử dụng làm ống thở cho phi công trong những trường hợp không khí loãng… Đặc biệt, oxi cũng được dùng nhiều trong công nghiệp luyện kim, công nghiệp sản xuất thép hay sản xuất rượu.
4. Bài tập vận dụng
Câu 1. Nhận xét nào sau đây đúng về oxi
A. Oxi là chất khí tan vô hạn trong nước và nặng hơn không khí.
B. Oxi là chất khí ít tan trong nước và nặng hơn không khí.
C. Oxi là chất khí không duy trì sự cháy, hô hấp.
D. Oxi là chất khí không tan trong nước và nặng hơn không khí.
Câu 2. Oxi có thể tác dụng được với tất cả các chất nào sau đây.
A. Ca, CO2, SO2
B. K, P, Cl2
C. Ba, CH4, S
D. Au, Ca, C
Câu 3 : Nung nóng kali clorat KClO3 thu được 3,36 lít khí oxi trong điều kiện tiêu chuẩn, thực hiện các yêu cầu sau:
a. Viết phương trình phản ứng cháy dựa vào tính chất hóa học của oxi đã học
b. Tính khối lượng KClO3cần dùng.
Câu 4. Đốt cháy 12,4 [g] [P] trong bình chứa khí oxi.
a. Viết phương trình hóa học xảy ra cho phản ứng đốt cháy trên.
b. Tính thể tích khí oxi ở điều kiện tiêu chuẩn cần dùng để đốt cháy hết lượng [P] trên.
Hướng dẫn giải bài tập:
Câu 1: B
Câu 2: C
Câu 3:
a] Viết phương trình phản ứng: 2KClO3 →t0 2KCl +3O2
b] Tính khối lượng:
2KClO3 →t0 2KCl +3O2
2 mol 3 mol
x mol 0,15 mol
Khối lượng của KClO3 cần dùng là: m = n.M =0,1x122.5 = 12.25 [g]
Câu 4:
a] Phương trình phản ứng: 4P + 5O2 →t0 2P2O5
b] Số mol Photpho [P] tham gia phản ứng:
4P + 5O2 →t0 2P2O5
4 mol 5 mol 2 mol
0.4 mol ---> 0.5 mol
Thể tích khí Oxi cần dùng để đốt hết lượng Photpho mà đầu bài cho là:
V[O2] = 0.5 x 22.4 = 11,2 [lít]
- Kí hiệu hóa học của nguyên tố oxi là O
- Công thức hóa học của đơn chất [khí] oxi là O2
- Nguyên tử khối: 16
- Phân tử khối: 32
I. Tính chất vật lí
- Là chất khí không màu, không mùi, ít tan trong nước, nặng hơn không khí
- Oxi hóa lỏng ở -183°C
- Oxi lỏng có màu xanh nhạt
II. Tính chất hóa học
1. Tác dụng với phi kim
- Với lưu huỳnh
+ Lưu huỳnh cháy trong không khí với ngọn lửa nhỏ, màu xanh nhạt; cháy trong khí oxi manh liệt hơn, tạo thành khí lưu huỳnh dioxit SO2 [còn gọi là khí sunfuro] và rất ít lưu huỳnh trioxit SO3
PTHH: S + O2 \[\xrightarrow{{{t^o}}}\] SO2
- Với photpho:
+ Photpho cháy mạnh trong oxi với ngọn lửa sáng chói, tạo khói trắng dày đặc bám vào thành lọ dưới dạng bột tan được trong không khí. Bột trắng đó là điphotpho pentaoxit có CTHH là P2O5
PTHH: 4P + 5O2 \[\xrightarrow{{{t^o}}}\] 2P2O5
⇒ Vậy oxi có thể tác dụng với phi kim khi ở nhiệt độ cao. Trong hợp chất oxi hóa trị II
2. Tác dụng với kim loại
- Cho dây sắt cuốn một mẩu than hồng vào lọ khí oxi, mẩu than cháy trước tạo nhiệt độ đủ cao cho sắt cháy. Sắt cháy mạnh, sáng chói, không có ngọn lửa, không có khói, tạo ra các hạt nhỏ nóng chảy màu nâu là sắt [II, III] oxit, công thức hóa học là Fe3O4, thường được gọi là oxit sắt từ
PTHH: 3Fe + 2O2 \[\xrightarrow{{{t^o}}}\] Fe3O4
3. Tác dụng với hợp chất:
Khí metan [có trong khí bùn, ao, bioga] cháy trong không khí do tác dụng với oxi, tỏa nhiều nhiệt
PTHH: CH4 + 2O2 \[\xrightarrow{{{t^o}}}\] CO2 + 2H2O
⇒ Oxi có thể tác dụng với kim loại, phi kim và các hợp chất ở nhiệt độ cao. Trong các hợp chất hóa học oxi hóa trị II
Sơ đồ tư duy: Tính chất của oxi
Nguyên tố oxi hay còn gọi là đơn chất phi kim oxi là một trong những vấn đề mà chúng ta đã tìm hiểu ở các lớp dưới cũng như trong đời sống hằng ngày. Tuy nhiên, dưới góc độ hóa học thì những kiến thức đó là chưa đủ. Chuyên mục Hóa Học sẽ giúp các em giải đáp về màu sắc, mùi, tính tan trong nước cũng như các tính chất vật lý và tính chất hóa học khác của oxi. Các em hãy cùng theo dõi nhé!
Tính chất vật lý của oxi
Theo một số thí nghiệm từ thực nghiệm về sự hòa tan oxi trong nước, chẳng hạn: 10 lít nước ở điều kiện 20 độ C thì chỉ hòa tan được 310ml khí Oxi. Hoặc thí nghiệm về độ nặng của khí oxi so với không khí bằng cách bơm vào bong bóng từ đó ta rút ra một số nhận xét về tính chất vật lý như sau:
Khí oxi [O2] là một chất khí không có màu sắc, không mùi vị, oxi ít tan trong nước và nặng hơn không khí. Nhiệt độ để oxi hóa lỏng là -183 độ và có màu xanh nhạt khi hóa lỏng.
Theo một số nghiên cứu thì khí oxi có tỉ khối so với không khí là: 32:29
Tính chất hóa học của oxi
Khi tìm hiểu bất kì một nguyên tốt hóa học nào, để hiểu hơn về cách ứng dụng vào lý thuyết cũng như các bài tập thì việc nắm vững tính chất hóa học là thật sự cần thiết. Dưới đây là 3 tính chất hóa học quan trọng nhất của oxi mà chúng ta cần nắm vững:
Oxi tác dụng với phi kim
Oxi tác dụng với khá nhiều phi kim trong tự nhiên và với những điều kiện khác nhau. Tuy nhiên trong chương trình hóa học 8 thì hai nguyên tố chúng ta cần nắm vững đó là: Ni-tơ [N] và Phốt-pho[P]
Tác dụng với lưu huỳnh [S]
Thực hiện thí nghiệm đốt cháy lưu huỳnh trong không khí ta rút ra một số kết luận sau:
- Lưu huỳnh cháy trong Oxi mãnh liệt, ngọn lửa nhỏ màu xanh nhạt tạo thành khí lưu huỳnh đi-o-xít [SO2] và rất ít lưu huỳnh tri-o-xít [SO3]
- Phương trình hóa học:
Tác dụng với Phốt – pho [P]
Thực hiện thí nghiệm sau ta rút ra một số kết luận sau:
- Photpho cháy mạnh trong khí oxi với ngọn lửa sáng chói, tạo ra một lượng lớn khói trắng bám vào thành lọ. Bột trắng tan được trong nước và kí hiệu là P2O5 [ điphotpho pentaoxit]
- Phương trình hóa học:
Oxi tác dụng với kim loại
Khác với phi kim, oxi khá kén chọn và khó xảy ra hơn. Tuy nhiên khi phản ứng với kim loại, Oxi phản ứng hầu hết và xảy ra kể cả trong điều kiện phức tạp cũng như điều kiện bình thường. Đương nhiên điều kiện bình thường phản ứng sẽ xảy ra lâu hơn – gỉ sắt là một minh chứng cho ví dụ trên. Ta cùng tìm hiểu phương trình hóa học của loại phản ứng này:
Đặc biệt lưu ý:
Oxi tác dụng với hợp chất
Ngoài đời thực ta thường thấy rất nhiều phản ứng của oxi với hợp chất. Tuy nhiên phổ biến nhất vẫn là phản ứng cháy của khí metan [có trong bùn ao, khí bioga] với oxi, tỏa nhiều nhiệt:
Trước khi bước vào một số bài tập thì chúng ta cùng tóm gọn lại tính chất của oxi mà các bạn học sinh lớp 8 cần phải nhớ:
Bài tập chương oxi có lời giải chi tiết
Câu 1: Nung nóng kali clorat KClO3 thu được 3,36 lít khí oxi trong điều kiện tiêu chuẩn, thực hiện các yêu cầu sau:
- Viết phương trình phản ứng cháy dựa vào tính chất hóa học của oxi đã học
- Tính khối lượng KClO3 cần dùng.
Lời giải:
a] Viết phương trình phản ứng: 2.KClO3 —to-> 2KCl +3O2
b] Tính khối lượng:
2.KClO3 —to-> 2KCl +3O2
2 mol 3 mol
x mol 0,15 mol
Khối lượng của KClO3 cần dùng là: m = n.M =0,1×122.5 = 12.25 [g]
Câu 2: Một oxit có chứa 50% Oxi phần còn lại là một nguyên tố khác. Tìm nguyên tố đó biết khối lượng mol của oxit là 64.
Lời giải:
% nguyên tố còn lại là: 100% – 50 % = 50 %
Khối lượng mol của nguyên tố cần tìm là: 64/2 = 32 => Nguyên tố cần tìm là S.
Câu 3:
Đốt cháy 12,4 [g] [P] trong bình chứa khí oxi.
a. Viết phương trình hóa học xảy ra cho phản ứng đốt cháy trên.
b.Tính thể tích khí oxi ở điều kiện tiêu chuẩn cần dùng để đốt cháy hết lượng [P] trên.
Lời giải:
a] Phương trình phản ứng: 4P + 5.O2 –to-> 2P2O5
b] Số mol Photpho [P] tham gia phản ứng: n[P] = 12.4/31 = 0.4 [mol]
4P + 5.O2 –to-> 2P2O5
4 mol 5 mol 2 mol
0.4 mol —> 0.5 mol
Thể tích khí Oxi cần dùng để đốt hết lượng Photpho mà đầu bài cho là:
V[O2] = 0.5×22.4 = 11,2 [lít]
Vậy là chúng ta vừa tìm hiểu xong khá nhiều vấn đề liên quan đế nguyên tố oxi như: Tính chất hóa học của oxi, tính chất vật lí và cả một số bài tập thường gặp trong chương trình hóa học lớp 8. Mong rằng với lượng kiến thức trên có thể giúp các em hiểu hơn về nguyên tố này trong cuộc sống cũng như những dạng bài tập hóa học khó.