Table of Contents
A. Oxi
I. Vị trí và cấu tạo của oxi
- Nguyên tố oxi có số hiệu nguyên tử là 8, thuộc nhóm VIA, chu kì 2 của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.
- Nguyên tử oxi có cấu hình electron là 1s22s22p4, lớp ngoài cùng có 6e.
- Trong điều kiện bình thường, phân tử oxi có hai nguyên tử liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị không cực.
- Công thức cấu tạo của phân tử oxi: O=O.
II. Tính chất vật lí của oxi
- Khí oxi không màu, không mùi, không vị, hơi nặng hơn không khí.
- Dưới áp suất khí quyển oxi hóa lỏng ở nhiệt độ -183oC.
- Khí oxi tan ít trong nước.
III. Tính chất hóa học của oxi
- Khi tham gia phản ứng, nguyên tử oxi dễ dàng nhận thêm 2e.
- Nguyên tử oxi có độ âm điện lớn (3,44) chỉ kém flo (3,98) , do vậy oxi là nguyên tố phi kim hoạt động hóa học , có tính oxi hóa mạnh.
- Trong các hợp chất ( trừ hợp chất với flo), nguyên tố oxi có số oxi hóa là -2.
- Oxi tác dụng với hầu hết các kim loại (trừ Ag, Au, Pt) và các phi kim ( trừ halogen ). Oxi tác dụng với nhiều hợp chất vô cơ và hữu cơ.
1. Oxi tác dụng với kim loại
2Mg + O2
4Na + O2
3Fe + 2O2
2. Oxi tác dụng với phi kim
C + O2
S + O2
P + 5O2
Hình minh họa (a) Magie ; (b) sắt ; (c) lưu huỳnh ; (d) cacbon cháy trong oxi (Nguồn internet)
3. Oxi tác dụng với hợp chất
- CO cháy trong khí oxi:
2CO + O2
- Etanol cháy trong không khí:
C2H5OH + 3O2
- Hiđro sunfua cháy trong khí oxi:
2H2S + 3O2
IV. Ứng dụng của oxi
V. Điều chế oxi
1. Điều chế oxi trong phòng thí nghiệm
Trong phòng thí nghiệm , khí oxi được điều chế bằng cách phân hủy những hợp chất giàu oxi và ít bền đối với nhiệt như KMnO4 (rắn) , KClO3 (rắn) ..
2KMnO4
2KClO3
2. Sản xuất oxi trong công nghiệp
a) 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 thu được oxi.
b) Từ nước: Điện phân nước (có hòa tan một ít H2SO4 hoặc NaOH để tăng tính dẫn điện của nước), người ta thu được khí oxi ở cực dương và khí hidro ở cực âm:
2H2O
B. Ozon
I. Tính chất của ozon
- Ozon là một dạng thù hình của oxi.
- Khí ozon màu xanh nhạt, mùi đặc trưng, hóa lỏng ở nhiệt độ -112oC.
- Khí ozon tan trong nước nhiều hơn so với khí oxi (100 ml nước ở 0oC hòa tan được 49 ml khí ozon).
- Ozon là một trong những chất có tính oxi hóa rất mạnh và mạnh hơn oxi
- Ở điều kiện bình thường , oxi không oxi hóa được bạc , nhưng ozon oxi hóa bạc thành bạc oxit:
2Ag + O3 → Ag2O + O2
- Oxi không oxi hóa được I- nhưng ozon oxi hóa được I- thành I2:
2KI + O3 + H2O → I2 + 2KOH + O2
II. Ozon trong tự nhiên
- Ozon được tạo thành trong khí quyển khi có sự phóng điện ( tia chớp , sét ). Trên mặt đất , ozon được sinh ra do sự oxi hóa một số chất hữu cơ.
- Ozon tập trung nhiều ở lớp khí quyển trên cao, cách mặt đất từ 20 – 30 km.
- Tầng ozon được hình thành là do tia tử ngoại của Mặt Trời chuyển hóa các phân tử oxi thành ozon:
3O2 Tia tử ngoại → 2O3
- Tầng ozon hấp thụ tia tử ngoại từ tầng cao của không khí , bảo vệ con người và các sinh vật trên mặt đất tránh được tác hại của tia này.
III. Ứng dụng của ozon
C. Bài tập oxi – ozon của trường Nguyễn Khuyến
Câu 1: Oxi không phản ứng trực tiếp với:
A. Flo
B. sắt
C. Cacbon
D. Lưu huỳnh
ĐÁP ÁN
Chọn câu A (III - Tính chất hóa học – trừ halogen)
Câu 2: Người ta điều chế oxi trong phòng thí nghiệm bằng cách nào sau đây?
A. Chưng cất phân đoạn không khí lỏng.
B. Điện phân nước.
C. Điện phân dung dịch NaOH.
D. Nhiệt phân KMnO4 .
ĐÁP ÁN
Chọn câu D (V- Điều chế )
Câu 3: Nhiệt phân hoàn toàn 24,5g kali clorat. Tính thể tích oxi thu được ở đktc (K=39, Cl = 35.5)
A. 4.55 lít
B. 6.72 lít
C. 45.5 lít
D. 22,4 lít
ĐÁP ÁN
nKClO3=0,2 mol
2KClO3
0,2 → 0,3 (mol)
VO2 = n. 22,4=0,3.224=6,72 (lit)
Chọn câu B.
Câu 4: Để oxi hoá hoàn toàn 7,5 gam hỗn hợp gồm Mg và Al, cần vừa đủ 5,6 gam oxi. Phần trăm theo khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu lần lượt là:
A. 60% và 40%
B. 70% và 30%
C. 50% và 50%
D. 64% và 36%.
ĐÁP ÁN
Đặt số mol Mg: a mol ; Al : b mol ; nO2=0,175 mol
2Mg + O2
a → a/2 → a (mol)
4Al + 3O2
b → 3b/4 → b/2 (mol)
Ta có hệ phương trình:
Chọn câu D.
Câu 5: Hỗn hợp khí A gồm O2 và O3 có tỷ khối hơi so với hidro là 18. Phần trăm theo thể tích của O2 và O3 trong A lần lượt là:
A. 60% và 40%
B. 30% và 70%
C. 75% và 25%
D. 40% và 60%
ĐÁP ÁN
Đặt số mol O2: a mol ; O3 : b mol ; MA = 18.2 = 36
Chọn câu C.
Câu 6: Nhiệt phân 63,2 gam KMnO4 với hiệu suất 75% thì thu được bao nhiêu lít khí oxi (đktc)?
ĐÁP ÁN
nKMnO4 (bđ) = 0,4 mol;
Do hiệu suất phản ứng là 75% nên số mol KMnO4 thực tế phản ứng là:
nKMnO4 (tt) = 0,4.75%=0,3 mol
2KMnO4
0,3 → 0,15 (mol)
VO2= n. 22,4=0,15.224=3,36 (lit)
Câu 7: Nhiệt phân 31,6 gam KMnO4 sau một thời gian thu được 29,04 gam rắn. Tính hiệu suất của quá trình nhiệt phân và thể tích khí oxi thu được (đktc)?
ĐÁP ÁN
nKMnO4 (bđ)=0,2 mol
Do phản ứng sinh ra khí oxi làm khối lượng chất rắn giảm xuống nên:
Bảo toàn khối lượng ta được: 31,6 = 29,04 + mO2
mO2 = 2,56g ⇒ nO2 = 0,08 mol
2KMnO4
0,16 ← 0,08 (mol)
Câu 8: Nhiệt phân 79 gam KMnO4 một thời gian thu được 3,36 lít khí O2 (đktc) và m gam chất rắn. Tính hiệu suất quá trình nhiệt phân và m?
Hướng dẫn giải.
ĐÁP ÁN
nKMnO4 (bđ) = 0,5 mol ; nO2 = 0,15 mol
2KMnO4
0,3 ← 0,15 (mol)
Bảo toàn khối lượng ta được: mKMnO4 = mrắn + mO2
79 = m + 015.32 ⇒ m = 74,2 gam.
Giáo viên biên soạn: Trần Tuấn Anh
Đơn vị: Trường THCS và THPT Nguyễn Khuyến