Giải bài tập Hóa 10 Bài 29: Oxit - Ozon

  • Bài 29: Oxit - Ozon trang 1
  • Bài 29: Oxit - Ozon trang 2
  • Bài 29: Oxit - Ozon trang 3
  • Bài 29: Oxit - Ozon trang 4
§29. OXI - OZON
A. LÍ THUYẾT
OXI
VỊ trí và cấu tạo
Nguyên tô' oxi có số hiệu nguyên tứ lá 8, thuộc nhóm VIA, chu kì 2 của bảng tuần hoàn các nguyên tô' hóa học.
Nguyên từ oxi có cấu hình electron là ls“2s’2p', lớp ngoài cùng có Ge.
Trong điều kiện bình thường, phân tứ oxi có 2 nguyên tứ liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị không có cực, có thê viết cóng thức câ'u tạo của phân tử oxi là: 0 = 0.
Tính chất vật lí
Khí oxi không màu, không mùi. không vị. nặng hơn không khí gâ'p 1,1 lần. Dưới áp suâ't khi quyển, oxi hóa lỏng ở nhiệt độ -183lfc, hóa rắn ờ -219"c. Khí oxi tan ít trong nước (100 ml nước ỏ' 20"C, 1 atm hòa tan được 3,1 ml khí oxi).
ơ trạng thái rắn và lỏng, oxi có màu xanh da trời.
TÍNH CHẤT HÓA HỌC
Khi tham gia phản ứng, nguyên lú' 0 dễ dàng nhận thêm 2e, thể hiện tính oxi hóa mạnh.
Trong các hợp chất (trừ hợp chất vui íìo.). nguyên tố o.xi có số oxi hóa là -2.
1. Tác dụng với kim loại
Magie cháy trong khí oxi:
0	I)	,0	-2	2
2Mg + 0.2 ——-> 2MgÕ
Tác dụng với phi kim
Cacbon cháy trong oxi:	c +
Tác dụng với hợp chất CO cháy trong không khí với ngọn 2 CO + O2 —L—> Ancol etylic cháy trong không khi:
C2H.OH + 3 0., —
ỨNG DỤNG
Oxi có vai trò quyết định đối với sự sông con người và động vật. Mỗi người mỗi ngày cần 20 - 30m3 không khí để thở.
Oxi được sử dụng rộng rãi trong kĩ thuật: công nghiệp hóa học, luyện kim, hàn, cắt kim loại.
Oxi tinh khiết được dùng trong y học (bệnh nhân hô hấp).
ĐIỀU CHẾ
Điều chế oxi trong phòng thí nghiệm
Trong phòng thí nghiệm, khí oxi được điều chế bằng cách phân hủy những hợp chát giàu oxi và ít bền đô'i với nhiệt như KM11O4 (rắn), KCIO3 (rắn), H2O2,...
+ Nung kali pemanganat (thuốc tím);
2KMnO„ ■——> K9M11O4 + MnO2 + O2Í
+ Nung kali clorat với xúc tác là mangan đioxit (MnO2):
2KCIO3 	1141	> 2KC1 + 3O2T
I
+ Phân hủy hiđro peoxit H2O2 với chất xúc tác là mangan dioxit:
2H2O2 	Mn°2 > 2H,0 + 0,ĩ
Sản xuất oxi trong công nghiệp
Từ không khí: Không khí sau khi đã loại bỏ hết hơi nước, bụi, khí cacbon đioxit, được hóa lỏng. Chưng cất phân đoạn không khí lỏng, đầu tiên thu được nito' ở -195,8"c, sau đó thu oxi ỏ' -183°c. Oxi được vận chuyển trong các bình thép có thể tích 100 lít, dưới áp suất 150 atm.
Từ nước: Điện phân nước (nước có hòa tan một ít H2SO.| hoặc NaOH để tăng tính dẫn diện của nước), người ta thu dược khí oxi ỏ' cực dương và khí hiđro ở cực âm:
2H,0 —điệnphãn > 2H2Í + O2Í
II. OZON
1. Tính chất
Khí ozon màu xanh nhạt, mùi đặc trưng, hóa lỏng ỏ' nhiệt độ -112°c. Khí ozon tan trong nước nhiều hơn khí oxi 15 lần.
Ozon là một trong sô' những chất có tính oxi hóa rất mạnh và mạnh hơn oxi. Ozon oxi hóa hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt). 0’ điều kiện thường, oxi không oxi hóa được bạc, nhưng ozon oxi hóa bạc thành bạc oxit:
2Ag + O3 -> Ag2O + O2T
Oxi không oxi hóa được ion I” nhưng O.J oxi hóa dược ion I” thành I2.
2KI + O3 + H,0 -> I2 + 2KOH + O2T
Ozon trong tự nhiên
Ozon được tạo thành trong khí quyển khi có sự phóng điện (tia chớp, sét), hoặc do sự ảnh hưởng của tia cực tím.
Ozon tập trung nhiều ở lớp khí quyển trên cao, cách mặt đất từ 20 - 30km, làm thành tầng ozon.
ứng dụng
Trong công nghiệp, người ta dùng ozon để tẩy trắng tinh bột, dầu ăn và nhiều vật phẩm khác,...
Trong y học, ozon được dùng đế chữa sâu răng.
-. Trong đời sông, người ta dùng ozon để sát .trùng nước sinh hoạt.
Lớp ozon trên tầng cao khí quyển có tác dụng ngăn tia tử ngoại của Mặt Trời, bảo vệ sự sông trên bề mặt Trái Đất.
Câu B
B. BÀI TẬP
1. Hãy gìiép cấu hình electron với nguyên tử thích họp:
Cấu hỉnh electron
Nguyên tử
A. ls22s22ps
ai Cl
B. ls22s22p4
b)S
c. ls22s22p63s23p4
c) 0
D. ls22s22p63s23pe
Giải
d) F.
A. ls22s22p5
s, a) C1
B. ls22s22p4 —-22^^
b) s
c. ls22s22p63s23p4 —
c) 0
D. ls22s22p63s23p5
- d) F.
Chất nào có liên kết cộng hóa trị không cực?
A. HíS	B. 0-2
C. AI&
Hãy dẫn ra những phản ứng hóa học đế chứng minh ràng:
Oxi và 020n đều có tính chất oxi.hóa.
Ozon có tinh oxi hóa mạnh han oxi.
Oxi và ozon đều có tính chát oxi hóa là:	30ọ + 4A1 -> 2ALO.Ì
03 + 2A1 -> ALO3
Ozon có tính oxi hóa mạnh hơn oxi là: ơ điều kiện thường, oxi không oxi hóa được Ag, nhưng ozon oxi hóa được dề dàng: O3 + 2Ag -> Ag.jO + O2’
Hãy trình bày các phương pháp diều chế lỉhi oxi trong phòng thi nghiệm và trong công nghiệp. Tại sao không áp dụng phương pháp đi'èu chề khi oxi trong phòng thi nghiệm cho công nghiệp và ngược lại?
- Điều chế oxi trong phòng thí nghiệm: bằng cách phàn hủy các hợp chất giàu oxi và ít bền với nhiệt như: KMnO,|, KClOy...
2KMnO,ị 	——> K2MnO,| + MnO-2 + 0-2
KClO.i	, KC1 + I 0-2
2
Điều ché oxi trong cóng nghiệp:
+ Đi từ không khí: Không khí sau khi đã loại bỏ hết nước, bụi. khí cacbon đioxit, được hóa lỏng. Chưng cât phàn đoạn không khí lóng, đầu tiên thu được nito' ỏ' -195,8"c, sau đó thu oxi ỏ' -183"c.
+ Từ nước: Điện phân nước (nước có hòa tan một ít l'I2SO| hoặc NaOH đế’ tăng tính dẫn điện của nước), người ta thu dược khí oxi ở cực dương vá khí hiđro ó' cực âm:
2H2O -điện phân > 2Í| +
Vì: - Trong công nghiệp cần lượng lớn oxi và sàn phẩm phải có giá thành tháp. - Trong phòng thí nghiệm cần lượng oxi tinh khiết.
Hãy cho biết những ứng (lụng cùa oxi cò or 0/1.
Giải
Ưng dụng của oxi: có vai trò quyết dinh đối với sự sòng, sứ dụng trong công nghiệp hóa châ’t, luyện thép, y khoa, thuổc nổ nhiên liệu tên lứa.
Úng dụng của ozon: Dùng để tẩy trắng tinh bột, dầu ăn và nhiều vật phẩm khác. Trong y khoa, ozon dùng đế chữa sâu răng. Trong sinh hoạt, đế sát trùng nước sinh hoạt.
Có hỗn họp khi oxi cà oro/1. Sau một thòi gian, O2O/Ì bị phàn húy hốt. ta itược mọt chat khi duy nhất có the tích tăng thêm 2c/é.
(Phương trinh hóa học là: 20j -> 30>)
Hãy giai thích sụ gia tâng thố tích cùa hồn hợp khi.
Xác định thành phần phần trủm theo the tích củi/ hỗn hạp khi ban dán.
<Biết các thê' tích khi dược do ở cùng nhiệt dộ. áp siiiit/
Gọi a và b lần lượt là sô’ mol 0-2 và O3 trong hồn hợp.
Phàn ứng:	20.3	->	30-2
(mol)	b	->	l,5b
Sô’ moi của hỗn hợp khí trước phán ứng là: (a + b) mol Số mol của hỗn hợp khí sau phán ứng là: (a + l,5b) mol Số moi khí tăng so với ban đầu là:
(a + T,5b) - (a + b) = 0,5b Do đó thế tích cùa hỗn hợp khí tăng.
Phần trâm thể tích của hồn hợp khí ban dầu.
Theo đề, %vtangth.-.,n = --Ẽỉì.100% = 2%	=> a = 24b
a + b
Vậy	% V,, = ————.100 = 4%
a + b
và	%VOa= 100%-%Vo =96%.