BÀI 12: OXIDE

Câu 1: Một số oxide phổ biến tạo nên các khoáng chất như đá granite và thạch anh (oxide của silicon), gỉ sắt (oxide của sắt) và đá vôi (oxide của calcium và carbon). Đá ruby tự nhiên có dải màu từ hồng đậm đến đỏ sẫm do thành phần các oxide của alumium, chromium, … tạo nên. Oxide là gì? Có những loại oxide nào? Chúng có sẵn trong tự nhiên hay phải điều chế?

Hướng dẫn trả lời:

- Là hợp chất gồm hai nguyên tố, trong đó có oxygen.

- Có 4 loại oxide:

• Oxide acid: phản ứng được với dung dịch base tạo thành muối và nước.

• Oxide base: phản ứng được với dung dịch acid tạo thành muối và nước.

• Oxide lưỡng tính: phản ứng được với dung dịch acid và base.

• Oxide trung tính: không phản ứng với dung dịch acid và base.

- Có cả trong tự nhiên lẫn không có sẵn trong tự nhiên, cần con người điều chế 

1. KHÁI NIỆM OXIDE - PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC TẠO OXIDE

Tìm hiểu khái niệm oxide

Câu 1: Thành phần của các chất ở Hình 12.1 có đặc điểm gì giống nhau?

Hướng dẫn trả lời:

Giống nhau: đều gồm 2 nguyên tố, trong đó có 1 nguyên tố là oxygen.

Câu 2: Chất nào là oxide trong các chất sau: ZnO; SiO₂; KNO₃; Fe₂O₃; Cl2O7; K₂O₃?

Hướng dẫn trả lời:

ZnO; SiO₂; Fe₂O₃; Cl₂O₇

Câu 3: Iron oxide trong công nghiệp có hai màu cơ bản là màu đen của iron(II) oxide và màu nâu đỏ của iron (III) oxide (hình trên). Qua nhiều giai đoạn xử lí công nghiệp, các iron oxide được ứng dụng làm bột màu trong xây dựng, công nghiệp gốm sứ, … Tìm hiểu trên internet và các tài liệu học tập, hãy cho biết thêm một số ứng dụng của các oxide này.

Hướng dẫn trả lời:

Iron(II) oxide: điều chế Fe₃O₄, muối Fe(II) …

Iron (III) oxide: luyện gang, pha sơn chống gỉ…

Tìm hiểu phản ứng tạo oxide

Câu 4: Viết phương trình hóa học của phản ứng ở Ví dụ 2.

Hướng dẫn trả lời:

2Cu +O₂ to→ 2CuO

Câu 5: Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra ở Ví dụ 4.

Hướng dẫn trả lời:

C +O₂ to→ CO₂

Câu 6: Hãy viết các phương trình hoá học giữa khí oxygen và đơn chất tương ứng để tạo ra các oxide sau: Na₂O, SO₂, ZnO.

Hướng dẫn trả lời:

4Na+O₂  ->2Na₂O.

S+O₂ to→ SO₂

2Zn+O₂ to→ 2ZnO

Câu 7: Phần lớn đồ gia dụng, nhà cửa, thiết bị, máy móc, phương tiện giao thông (máy bay, xe cộ, …) đều có sự hiện diện của nhôm (aluminium). Nhôm được điều chế từ quặng bauxite. Hình bên là mẩu quặng bauxite có thành phần chính là aluminium oxide, còn lại là một số oxide khác.

Bằng tìm hiểu qua internet, sách, báo, … hãy liệt kê một số oxide có trong quặng bauxite và cho biết ứng dụng của aluminium oxide.

Hướng dẫn trả lời:

Al₂O₃; Fe₂O₃; SiO₂ …

Ứng dụng: sản xuất nhôm, tinh thể Al₂O₃ được dùng làm đồ trang sức, chế tạo các chi tiết trong các ngành kĩ thuật chính xác, bột Al₂O₃ có độ cứng cao được dùng làm vật liệu mài...

2. PHÂN LOẠI OXIDE

Tìm hiểu các loại oxide

Câu 1: Thành phần của gỉ sét có chứa Fe₂O₃. Từ Ví dụ 5, hãy cho biết vì sao giấm ăn có thể làm sạch được gỉ sét trên bề mặt dụng cụ làm bằng sắt – thép.

Hướng dẫn trả lời:

Giấm ăn có tính acid 

6CH₃COOH + Fe₂O₃ → 2(CH₃COO)₃Fe + 3H₂O.

Câu 2: Cho các oxide sau: Fe₂O₃; SiO₂; K₂O; SO₂; NO₂; BaO; CO₂; CuO; CaO. Oxide nào trong các oxide trên là oxide base, oxide acid?

Hướng dẫn trả lời:

Oxide base: Fe₂O₃; K₂O; BaO; CuO; CaO.

Oxide acid: SiO₂; SO₂; NO₂; CO₂.

Câu 3: Khi tiến hành các thí nghiệm với oxide của các kim loại beryllium, lead (chì), chromium (hóa trị III), ta thấy chúng đều vừa tan được trong dung dịch HCl, vừa tan được trong dung dịch NaOH. Theo em các oxide này được gọi là oxide gì.

Hướng dẫn trả lời:

Oxide lưỡng tính 

Do tan được trong dung dịch HCl (acid) và dung dịch NaOH (kiềm).

Câu 4: Oxide (B) có khối lượng phân tử bằng 80 amu và chứa 60% oxygen theo khối lượng. Hãy xác định công thức hoá học của (B) và cho biết (B) thuộc loại oxide nào (oxide acid, oxide base, oxide lưỡng tính, oxide trung tính).

Hướng dẫn trả lời:

Khối lượng oxygen: 80×60100=48 (amu).

Số nguyên tử oxygen: 48 : 16 = 3 (nguyên tử).

Khối lượng nguyên tử còn lại: 80 – 48 = 32 (amu).

Vậy (B) là SO₃, là oxide acid.

3. TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA OXIDE

Tìm hiểu oxide base phản ứng với dung dịch acid

Câu 1: Hãy nêu hiện tượng và viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra ở Thí nghiệm 1. Nếu thay dung dịch HCl bằng dung dịch H₂SO₄ thì có phản ứng hoá học xảy ra không? Giải thích.

Hướng dẫn trả lời:

Hiện tượng: CuO tan dần, dung dịch có màu xanh.

CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O.

Thay HCl bằng H₂SO₄: phản ứng vẫn diễn ra, do CuO là oxide base nên tác dụng được với H2SO4 là acid.

Câu 2: Hãy chọn oxide và acid tương ứng, viết phương trình hoá học tạo ra các muối sau:

a) CaCl₂.                                             

b) MgSO₄.

c) FeCl₂.                                             

d) Fe₂(SO4)₃.

Hướng dẫn trả lời:

a) CaO + 2HCl → CaCl₂ + H₂O

b) MgO + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂O

c) FeO + 2HCl → FeCl₂ + H₂O

d) Fe₂O₃ + 3H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O.

Câu 3: Zinc chloride (ZnCl₂) có nhiều ứng dụng như: dùng làm chất sát trùng, bảo quản gỗ, …

a) Bằng tìm hiểu từ sách, báo và internet, hãy cho biết thêm một số ứng dụng của zinc chloride.

b) Trong phòng thí nghiệm, zinc chloride có thể được tạo ra từ zinc oxide. Tính khối lượng zinc oxide cần phản ứng với dung dịch HCl dư để thu được 34 gam zinc chloride.

Hướng dẫn trả lời:

a) Mạ kẽm lên sắt, bôi vào khuôn trước khi đúc, đánh bóng thép, làm sạch bề mặt kim loại trước khi hàn, làm chất tạo màu trắng trong sơn, chất xúc tác trong công nghiệp chế biến mủ cao su …

b) 

ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O

Tỉ lệ:  1 :  2 :  1  :   1

n_ZlCl2=34136=0,25 (mol)

Theo PTHH: n_ZnO=n_ZlCl2=0,25 (mol)

Khối lượng ZnO cần dùng là: m_ZnO = 0,25 × 81 = 20,25 gam.

Tìm hiểu oxide acid phản ứng với dung dịch base

Câu 4: Quan sát Thí nghiệm 2 (Hình 12.6), hãy nêu hiện tượng và phản ứng hóa học của phản ứng xảy ra trong cốc thuỷ tinh.

Hướng dẫn trả lời:

Hiện tượng: Có kết tủa trắng xuất hiện.

Phương trình hoá học: CO₂ + Ca(OH₎₂ → CaCO₃ + H₂O.

Câu 5: Có các oxide sau: SO3, P2O5, CO, MgO. Oxide nào phản ứng được với dung dịch KOH? Oxide nào phản ứng được với dung dịch HCl? Viết phương trình hoá học của phản ứng.

Hướng dẫn trả lời:

- KOH: SO₃, P₂O₅.

SO₃ + 2KOH → K₂SO₄ + H₂O

P₂O₅ + 6KOH → 2K₃PO₄ + 3H₂O

- HCl: MgO

MgO + 2HCl → MgCl₂ + H₂O.

Câu 6: 

a) Viết phương trình hoá học của phản ứng.

b) Tính thể tích carbon dioxide (đkc) và khối lượng sodium hydroxide cần để tạo ra 420 gam sodium hydrogencarbonate.

Hướng dẫn trả lời:

a) 

CO₂ + NaOH → NaHCO₃.

b) 

Theo PTHH: n_CO2=n_NaOH=n_NaHCO3

Thể tích carbon dioxide (đkc):

V_CO2=5×24,79=123,95 (L)

Khối lượng sodium hydroxide:

m_NaOH = 5 × 40 = 200 (gam).