Giải KHTN 8 sách VNEN bài 4: Hidro - Nước

A. Hoạt động khởi động

Tôi là quả bóng chứa khí hidro và bạn tôi là quả bóng chứa khí oxi, đố các bạn phân biệt được chúng tôi và giải thích vì sao bạn phân biệt được.

Hai chúng tôi kết hợp với nhau tạo thành nước.

• Bạn biết những gì về chúng tôi?

Trả lời:

Quả bóng chứa khí hidro nhẹ hơn không khí lên luôn bay lên, quả bóng chứa khí oxi nặng hơn không khí nên ở là là mặt đất.

Oxi và hidro đều là chất khí, không màu, không mùi.

B. Hoạt động hình thành kiến thức

I. Tính chất vật lí của hidro

Em hãy đọc thông tin sau và dựa vào những điều trao đổi với bạn ở hoạt động khởi động, điền các thông tinh vào bảng 4.1

Trả lời:

II. Tính chất hóa học của hidro. Điều chế Hidro trong phòng thí nghiệm. Phản ứng thế

1. Tính chất hóa học của hidro

a) Tác dụng với oxi

Thí nghiệm 1: sgk trang 27

Quan sát có hiện tượng gì xảy ra? Giải thích hiện tượng trên bằng PTHH.

Trả lời:

- Hiện tượng: Có hơi nước đọng lại trên thành ống nghiệm.

=> PTHH: $2H_{2} + O_{2} \to 2H_{2}O_{}$

b) Tác dụng với đồng oxit

Thí nghiệm 2: sgk trang 27

Ở nhiệt độ thường, có phản ứng hóa học xảy ra không? Đốt nóng CuO trên ngọn lửa đèn cồn (đưa ngọn lửa đèn cồn vào vị trí có CuO, lúc này nhiệt độ sẽ tới khoảng $4400^{o}C$, quan sát và nhận xét hiện tượng.

Trả lời:

- Ở nhiệt độ thường: Không có phản ứng xảy ra.

- Khi đốt nóng: Bột CuO chuyển từ màu đen sang màu đỏ gạch, và có hơi nước đọng lại trên thành ống nghiệm. Hidro đã chiếm nguyên tố oxi trong CuO.

=> PTHH: $Cu_{}O_{} + H_{2} \to  Cu_{2} + H_{2}O_{}$

2. Điều chế hidro trong phòng thí nghiệm. Phản ứng thế

a) Thí nghiệm điều chế và đốt cháy hidro.

Thí nghiệm: sgk trang 28

• Đưa que đóm còn tàn đỏ vào đầu ống dẫn khí. Nhận xét
• Đưa que đóm đang cháy vào đầu ống dẫn khí. Nhận xét
• Sau khi kết thúc thí nghiệm, lấy một giọt dung dịch trong ống nghiệm lên trên mặt kính đồng hồ đem cô cạn. Nhận xét

Trả lời:

Khi đưa que đóm còn tàn đỏ vào đầu ống nghiệm, que đóm bùng cháy. Khi đưa que đóm đang cháy vào đầu ống nghiệm, que đóm cháy mãnh liệt hơn. Điều này chứng tỏ, hidro cháy được.

Khi cô cạn dung dịch, thì ta thu được một chất có màu trắng, chất này chính là $Zn_{}Cl_{2}. Zn_{}$ đã chiếm chỗ của hidro trong $H_{}Cl_{}$.

b) Điều chế và thu khí hidro trong phòng thí nghiệm

Thông tin: sgk trang 28

- Giải thích vì sao có thể thu khí hidro bằng hai cách trên?

- Khi thu khí hidro bằng phương pháp đẩy không khí, vì sao người ta phải úp ngược dụng cụ thu (ống nghiệm hoặc lọ, ...)

Trả lời:

Có thể thu khí hidro bằng hai cách trên vì hidro không phản ứng với các chất có trong không khí và ít tan trong nước.

Ta phải đặt ngược ống nghiệm vì khí hidro nhẹ hơn không khí.

b) Phản ứng thế

Cho hai phản ứng hóa học: 

$Zn_{} + H_{}Cl_{} \to Zn_{}Cl_{2}+ H_{2}$

$Fe_{}+ H_{2}S_{}O_{4} \to Fe_{}S_{}O_{4}+ H_{2}$

- Trong hai phản ứng này, nguyên tử của đơn chất Zn hoặc Fe đã thay thế nguyên tử nào của axit?

- Hai phản ứng hóa học trên được gọi là phản ứng thế. Vậy phản ứng thế là gì?

- Chọn từ/ cụm từ thích hợp cho trong ngoặc đơn điền vào chỗ trống trong các câu dưới đây để trả lời hai câu hỏi nêu ra ở trên

(nguyên tử của nguyên tố clo, nguyên tử của nguyên tố hidro, hai chất, đơn chất và hợp chất, đơn chất, hợp chất)

    Nguyên tử của đơn chất $Zn_{}$ (hoặc $Fe_{}$) đã thay thế ...(1)... trong hợp chất axit.

    Phản ứng thế là phản ứng hóa học giữa ...(2)..., trong đó nguyên tử của ...(3)... thay thế nguyên tử của một nguyên tố khác trong ...(4)...

Trả lời:

• (1) nguyên tử của nguyên tố hidro
• (2) đơn chất và hợp chất
• (3) đơn chất
• (4) hợp chất

3. Ứng dụng của Hidro

- Nêu các ứng dụng của Hidro.

- Hidro có những ứng dụng đó là dựa vào tính chất chủ yếu nào?

Trả lời:

* Các ứng dụng của Hidro:

• Nạp vào khí cầu.
• Hàn cắt kim loại.
• Sản xuất amoniac
• Phân đạm.
• Sản xuất axit clohidric.
• Khử oxi của một số oxit kim loại.
• Sản xuất nhiên liệu sạch.
• Hidro có những ứng dụng đó chủ yếu dựa vào tính khử của Hidro.

III. Thành phần và tính chất hóa học của nước

1. Thành phần hóa học của nước

2. Sự tổng hợp nước

- Trong thí nghiệm phân hủy nước bằng dòng điện, ở hai điện cực sinh ra những khí nào?

- Tỉ lệ thể tích giữa $H_{2}$ và $O_{2}$ thu được trong PTHH (1) là bao nhiêu?

- Tỉ lệ về thành phần khối lượng giữa khí  $H_{2}$ và $O_{2}$ tham gia trong PTHH (2) là bao nhiêu?

- Nước được tạo thành bởi những nguyên tố hóa học nào?

Trả lời:

- Trong thí nghiệm phân hủy nước, ở hai điện cực thu được khí $O_{2}$ và $H_{2}$.

- Tỉ lệ thể tích: $V_{H_{2}}: V_{O_{2}} = 2:1$

- Tỉ lệ thành phần khối lượng: $m_{H_{2}} : m_{O_{2}}= 1:4$

- Nước được tạo thành bởi hai nguyên tố hóa học là Hidro và Oxi.

3. Tính chất hóa học của nước

a) Thí nghiệm nước tác dụng với kim loại

Trả lời:

b) Nước tác dụng với oxit bazo

*Điền vào chỗ trống:

Nước có thể tác dụng với kim loại ........ và một số kim loại khác ở nhiệt độ thường như: $K_{}$, $Ca_{}$, ...Điền vào chỗ trống để hoàn thành nhận xét dưới đây:

Hợp chất tạo ra do oxit bazo hóa hợp với thuốc thuộc loại ....

Dung dịch bazo làm đổi màu quỳ tím thành ............

Trả lời:

- Nước có thể tác dụng với kim loại mạnh và một số kim loại khác ở nhiệt độ thường như: $K_{}$, $Ca_{}$, ...

- Hợp chất tạo ra do oxit bazo hóa hợp với thuốc thuộc loại dung dịch bazo.

- Dung dịch bazo làm đổi màu quỳ tím thành xanh.

IV. Vai trò của nước với sự sống và con người. Chống ô nhiễm và bảo vệ nguồn nước

1. Sự thoát hơi nước của cây trồng

Chọn từ/ cụm từ thích hợp cho trong ngoặc đơn để điền vào chỗ trống trong các câu dưới đây về vai trò của sự thoát hơi nước trong cơ thể thực vật.

(làm mát; chu trình nước; nước và muối khoáng; nước và kim loại; diện tích bề mặt của cây; diện tích lá cây; từng loại cây; của đất)

Thoát hơi nước là một giai đoạn trong ...(1)... của cơ thể thực vật. Nó có tác dụng ...(2)... cây và giúp cho dòng ...(3)... lưu thông trong các bộ phận của cây, đặc biệt từ rễ cây lên chồi.

Lượng nước thoát ra phụ thuộc vào ...(4)... và đặc điểm của ...(5)...

Những ngày trời nóng lá cây thoát nhiều hơi nước hơn nên ta phải tưới thêm nước cho cây.

Trả lời:

Thoát hơi nước là một giai đoạn trong chu trình nước của cơ thể thực vật. Nó có tác dụng làm mát cây và giúp cho dòng nước và muối khoáng lưu thông trong các bộ phận của cây, đặc biệt từ rễ cây lên chồi.

Lượng nước thoát ra phụ thuộc vào diện tích lá cây và đặc điểm của từng loại cây.

Những ngày trời nóng lá cây thoát nhiều hơi nước hơn nên ta phải tưới thêm nước cho cây.

C. Hoạt động luyện tập

Bài 1. Viết PTHH của các phản ứng hidro khử các oxit sau:

a) Sắt (III) oxit ($Fe_{2}O_{3}$)

b) Chì (II) oxit ($PbO_{}$)

Trả lời:

a) $2Fe_{2}O_{3} + 6H_{2} \to 4Fe_{} + 6H_{2}O$

b) $Pb_{}O_{} + H_{2} \to Pb_{} + H_{2}O$

Bài 2. Khử 48 gam đồng (II) oxit bằng khí Hidro. Hãy:

a) Tính số gam đồng kim loại thu được.

b) Tính thể tích khí Hidro (đktc) cần dùng.

Trả lời:

PTHH: $Cu_{}O_{} + H_{2} \to Cu_{} + H_{2}O$

a) $n_{Cu_{}O_{}}= 4880 = 0,6 mol$

Bảo toàn nguyên tố: Số mol đồng kim loại thu được là: $n_{Cu_{}}=0,6 mol$.

Số gam đồng thu được là: $m_{Cu_{}} = 0,6×64 =38,4g$ 

b) Số mol khí Hidro cần dùng là: $n_{H_{2}}= n_{Cu_{}O_{}} = 0,6 mol$

Thể tích khí Hidro cần dùng là: $V= 0,6 × 22,4 = 13,44l$

Bài 3. Tính số gam nước thu được khi cho 8,4 lít khí hidro tác dụng với 2,8 lít khí oxi (các thể tích đo ở đktc).

Trả lời:

$n_{H_{2}} = 0,375; n_{O_{2}}= 0,125$

PTHH: $O_{2} + 2H_{2} \to 2H_{2}O_{}$

* Theo PTHH, hidro dư nên số mol nước tạo thành là:

$n_{H_{2}O_{}}= 2n_{O_{2}}  = 2×0,125 = 0,25 mol$.

=> Số gam nước thu được là: $m_{H_{2}O_{}}= 0,25×18 = 4,5 gam$.

Bài 4. Có 3 lọ hóa chất mất nhãn đựng riêng biệt các chất khí: oxi, hidro, nito. Nêu cách nhận biết các hóa chất trên.

Trả lời: