Xem toàn bộ tài liệu Lớp 8: tại đây

A. Lý thuyết & Phương pháp giải

Cần nắm vững các kiến thức sau:

I. Điều chế Oxi (O₂) trong phòng thí nghiệm

– Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế khí oxi bằng cách đun nóng những hợp chất giàu oxi và dễ phân hủy ở nhiệt độ cao như KMnO₄ và KClO₃…

+ Điều chế Oxi từ nguyên liệu là kali pemanganat KMnO₄

2KMnO₄ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑.

Hình minh họa điều chế O₂ trong phòng thí nghiệm từ KMnO₄.

+ Điều chế Oxi bằng từ nguyên liệu là kali clorat KClO₃

2KClO₃ 2KCl + 3O₂↑.

Thông thường nếu điều chế O₂ từ KClO₃ có dùng thêm chất xúc tác là MnO₂. Do đó phản ứng hóa học có thể viết:

2KClO₃

2KCl + 3O₂↑.

* Cách thu khí oxi:

Do oxi nặng hơn không khí và ít tan trong nước nên có thể thu khí oxi vào ống nghiệm hay lọ bằng hai cách:

a) đẩy không khí.

b) đẩy nước.

II. Sản xuất Oxi (O₂) trong công nghiệp

Nguyên liệu để sản xuất khí oxi trong công nghiệp là không khí hoặc nước.

1. Sản xuất khí oxi từ không khí.

– Trước hết hoá lỏng không khí ở nhiệt độ thấp và áp suất cao, sau đó cho không khí lòng bay hơi, đầu tiên thu được khí N₂ (-196^oC) sau đó là khí Oxi (-183^oC).

2. Sản xuất khí oxi từ nước.

– Điện phân nước trong các bình điện phân, thu được 2 chất khí riêng biệt là Oxi và Hiđro

2H₂O

2H₂↑ + O₂↑

– Khí Oxi dùng trong công nghiệp thường được hoá lỏng và được nén dưới áp suất cao trong các bình thép.

B. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Nhiệt phân hoàn toàn 24,5 gam KClO₃ sau phản ứng thấy thoát ra V lít khí oxi (đktc). Tính giá trị của V ?

Hướng dẫn giải:

n_KClO3 = = 0,2 mol

2KClO₃ 2KCl + 3O₂↑

0,2 → 0,3 (mol)

n_O2 =

. n_KClO3 = .0,2 = 0,3 mol

Vậy V_O2 = 0,3.22,4 = 6,72 lít

Ví dụ 2: Khi nung nóng kali pemanganat (KMnO₄) tạo thành Kali manganat (K₂MnO₄), mangan đioxit (MnO₂) và khí oxi.

a. Hãy viết phương trình hóa học của phản ứng

b. Tính khối lượng kali pemanganat cần lấy để điều chế được 33,6 lít khí oxi (đktc).

Hướng dẫn giải:

a. Phương trình hóa học:

2KMnO₄ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑

b. n_O2 =

= 0,15 mol

2KMnO₄ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑

0,3 ← 0,15 (mol)

Theo phương trình: n_KMnO4 = 2n_O2 = 0,3 mol

m_KMnO4 = 0,3.158 = 47,4 gam.

Ví dụ 3: Nếu lấy 2 chất kali pemanganat (KMnO₄) và Kali clorat (KClO₃) với khối lượng bằng nhau để điều chế oxi. Chất nào cho thể tích oxi nhiều hơn.

Hướng dẫn giải:

M_KClO3 = 122,5 g/mol ; M_KMnO4 = 158 g/mol

Giả sử ta lấy cùng một khối lượng là a gam

n_KClO3 = mol ; n_KMnO4 =

mol

2KClO₃ 2KCl + 3O₂↑

→ (mol)

2KMnO₄ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑

→ (mol)

So sánh: mol

Vậy khi nhiệt phân cùng một lượng KClO₃ sinh ra nhiều khí oxi hơn

C. Bài tập vận dụng

Câu 1: Người ta thu được khí oxi bằng cách đẩy nước nhờ vào tính chất nào?

A. Khí oxi tan trong nước.

B. Khí oxi ít tan trong nước.

C. Khí oxi khó hóa lỏng.

D. Khí oxi nhẹ hơn nước.

Đáp án B

Người ta thu khí oxi bằng cách đẩy nước nhờ dựa vào tính chất: Khí oxi ít tan trong nước.

Câu 2: Người ta thu được khí oxi bằng cách đẩy không khí nhờ vào tính chất nào?

A. Khí oxi nhẹ hơn không khí.

B. Khí oxi nặng hơn không khí.

C. Khí oxi dễ trộn lẫn với không khí.

D. Khí oxi ít tan trong nước.

Đáp án B

Người ta thu khí oxi bằng cách đẩy không khí nhờ dựa vào tính chất: khí oxi nặng hơn không khí

Câu 3: Nguyên liệu để sản xuất O₂ trong công nghiệp là phương án nào sau đây?

A. KMnO₄

B. KClO₃

C. KNO₃

D. Không khí

Đáp án D

Nguyên liệu để sản xuất O₂ trong công nghiệp là: không khí

Sản xuất khí oxi từ không khí bằng cách hạ không khí xuống dưới -200^oC, sau đó nâng dần nhiệt độ lên -196^oC ta thu được khí N₂, sau đó nâng đến -183^oC ta thu được khí oxi.

Câu 4: Các chất dùng để điều chế khí Oxi trong phòng thí nghiệm là:

A. KClO₃

B. KMnO₄

C. CaCO₃

D. Cả A và B

Đáp án D

Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế khí oxi bằng cách đun nóng những hợp chất giàu oxi và dễ phân hủy ở nhiệt độ cao như KMnO₄ và KClO₃.

Câu 5: Nhiệt phân 12,25 g KClO₃ thu được khí oxi. Tính thể tích của khí thu được ở đktc là:

A. 4,8 lít

B. 3,36 lít

C. 2,24 lít

D. 3,2 lít

Đáp án B

n_KClO3 = = 0,1 mol

2KClO₃ 2KCl + 3O₂↑

0,1 → 0,15 (mol)

Vậy V_O2 = 0,15.22,4 = 3,36 lít

Câu 6: Cho phản ứng 2KMnO₄ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑

Tổng hệ số cân bằng của các chất sản phẩm là:

A. 3

B. 2

C. 1

D. 5

Đáp án A

2KMnO₄ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑.

Tổng hệ số sản phẩm 1 + 1 + 1 = 3

Câu 7: Tính khối lượng KMnO₄ để điều chế được 2,7552 lít khí oxi (đktc).

A. 38,678 g

B. 38,868 g

C. 37,689 g

D. 38,886 g

Đáp án B

n_O2 = = 0,123 mol

2KMnO₄ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑

0,246 ← 0,123 (mol)

m_KMnO4 = 0,246.158 = 38,868 gam.

Câu 8: Không dùng cách nào sau đây để điều chế oxi trong phòng thí nghiệm?

A. Đun nóng KMnO₄.

B. Đung nóng KClO₃ với xúc tác MnO₂.

C. Phân hủy H₂O₂.

D. Chưng cất phân đoạn không khí lỏng.

Đáp án D

Chưng cất phân đoạn không khí lỏng dùng sản xuất O₂ trong công nghiệp.

Câu 9: Nhiệt phân hoàn toàn 31,6 gam KMnO₄, thu được V lít O₂ (đktc). Giá trị của V là

A. 2,24 lít

B. 1,12 lít

C. 4,48 lít

D. 8,96 lít

Đáp án A

n_KMnO4 = = 0,2 mol

2KMnO₄ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂ ↑

0,2 → 0,1 (mol)

⇒ V_O2 = 0,1.22,4 = 2,24 (lít)

Câu 10: Oxi có thể thu được từ phản ứng nhiệt phân chất nào sau đây?

A. KMnO₄.

B. NaHCO₃.

C. (NH₄)₂SO₄.

D. CaCO₃.

Đáp án A

Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế khí oxi bằng cách đun nóng những hợp chất giàu oxi và dễ phân hủy ở nhiệt độ cao như KMnO₄ và KClO₃.

2KMnO₄ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑