Một số bài tập điển hình về sự oxi hóa – phản ứng hóa hợp - ứng dụng của oxi có lời giải

Dạng 1

Lý thuyết về sự oxi hóa – phản ứng hóa hợp - ứng dụng của oxi

* Một số lưu ý cần nhớ

1. Sự oxi hóa là sự tác dụng của oxi với một chất.

2. Phản ứng hóa hợp là phản ứng hóa học trong đó có một chất mới được tạo thành từ hai hay nhiều chất ban đầu.

3. Ứng dụng : 

a. Sự hô hấp: Khí oxi cần cho sự hô hấp để oxi hóa chất dinh dưỡng trong cơ thể người và động vật. Sự oxi hóa này diễn ra liên tục trong quá trình sống, sinh ra khí cacbonic và năng lượng từ đó duy trì sự sống của cơ thể. Không có oxi, người và động vật không sống được

b. Sự đốt nhiên liệu

- Các nhiên liệu cháy trong khí oxi tạo ra nhiệt độ cao hơn trong không khí

- Trong công nghiệp gang thép, người ta thổi khí oxi hoặc không khí vào lò luyện gang thép nhằm tạo nhiệt độ cao, nâng cao hiệu suất và chất lượng gang thép

- Hỗn hợp oxi lỏng với các nguyên liệu xốp như mùn cưa, than gỗ là hỗn hợp nổ mạnh, được dùng để chế tạo mìn phá đá, đào đất. Oxi lỏng còn dùng để đốt nhiên liệu trong tên lửa

* Một số ví dụ điển hình

Ví dụ 1: Phản ứng nào dưới đây không phải là phản ứng hoá hợp:

A. 3Fe + 3O₂→ Fe₃O₄     

B. S + O₂ → SO₂

C. CuO + H₂→ Cu + H₂O 

D. 4P + 5O₂ → 2P₂O₅

Hướng dẫn giải chi tiết

Phản ứng không phải phản ứng hóa hợp là: CuO + H₂ → Cu + H₂O

Vì phản ứng hóa hợp chỉ tạo 1 chất sản phẩm

Đáp án C

Ví dụ 2: Quá trình nào dưới đây không làm giảm lượng oxi trong không khí?

A. Sự quang hợp của cây xanh 

B. Sự cháy của than, củi, bếp ga

C. Sự gỉ của các vật dụng bằng sắt 

D. Sự hô hấp của động vật

Hướng dẫn giải chi tiết:

Quá trình không làm giảm lượng oxi trong không khí là: Sự quang hợp của cây xanh.

Vì sự quang hợp của cây xanh là quá trình sản sinh ra khí oxi

Đáp án A

Ví dụ 3: Ứng dụng quan trọng của khí oxi là

A. sự hô hấp.

B. sự đốt nhiên liệu.

C. dập tắt các đám cháy.       

D. cả A và B.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Ứng dụng quan trọng nhất của khí oxi là

- Sự hô hấp

- Sự đốt nhiên liệu

Đáp án D

Dạng 2

Bài tập về phản ứng hóa hợp

Một số ví dụ điển hình:

Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn 2,4 gam magie (Mg) trong khí oxi thu được magie oxit (MgO). Thể tích khí Oxi ( ở đktc)  cần dùng để đốt cháy hết magie là:

Hướng dẫn giải chi tiết:

Ta có phương trình hóa học

Mg + O_{2 \(\xrightarrow{{{t}^{0}}}\)} MgO

n_Mg =0,1 mol

Theo PTHH n_O2 = 0,05 mol → V_O2 =1,12 lít

Ví dụ 2: Nếu đốt cháy hoàn toàn 2,4 g cacbon trong 4,8 g oxi thì thu được tối đa bao nhiêu gam khí CO₂?

Hướng dẫn giải chi tiết:

n C = 2,4 : 12 = 0,2 mol

n O₂ = 4,8 : 32 = 0,15 mol

Ta có phương trình phản ứng:

C + O₂ → CO₂

Ta nhận thấy 0,15 : 1 < 0,2 : 1

=> Sau phản ứng O₂ là chất hết, C là chất dư

n CO₂ = n O₂ = 0,15 mol

=> m CO₂ = 0,15 . 44 = 6,6 gam

Khối lượng CO₂ thu được sau phản ứng là 6,6 gam.

Ví dụ 3:  Cho 5,4 gam kim loại nhôm phản ứng vừa đủ với khí oxi tạo thành nhôm oxit theo phản ứng:

4Al + 3O₂ \(\xrightarrow{{{t^0}}}\) 2Al₂O₃

Hãy tính:                                                                                                                                    

a) Thể tích khí oxi (đktc) cần dùng cho phản ứng trên.

b) Khối lượng Al₂O₃ tạo thành trong phản ứng trên.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Số mol của Al:  \({n_{Al}} = \frac{m}{M} = \frac{{5,4}}{{27}} = 0,2\,\,(mol)\)

PTPƯ: 4Al + 3O₂ \(\xrightarrow{{{t^0}}}\) 2Al₂O₃

Theo phương trình phản ứng ta có:

          4 mol Al phản ứng với 3 mol O₂

Vậy 0,2 mol Al phản ứng với \(0,2 \times \frac{3}{4} = 0,15\,(mol)\) O₂ 

- Thể tích khí O₂(đktc): \({V_{{O_2}}} = n \times 22,4 = 0,15 \times 22,4 = 3,36\)

(lít)

b) Theo phương trình phản ứng ta có:

          4 mol Al tạo ra 2 mol Al₂O₃

Vậy 0,2 mol Al tạo \(0,2 \times \frac{2}{4} = 0,1\,(mol)\)  Al₂O₃ 

- Khối lượng Al₂O₃ tạo thành: \({m_{A{l_2}{O_3}}} = n \times M = 0,1 \times 102 = 10,2\,(gam)\)

Ví dụ 4: Cho sơ đồ phản ứng:  Fe  +  O₂  \(\xrightarrow{{{t^0}}}\)      Fe₃O₄

Nếu dùng một lượng 8,4 gam Fe phản ứng hoàn toàn với O₂ (vừa đủ).

a) Lập phương trình phản ứng trên.

b) Tính thể tích O₂ phản ứng (đktc).

c) Tính khối lượng Fe₃O₄ tạo thành.

Hướng dẫn giải chi tiết:

a) 3Fe  +  2O₂  \(\xrightarrow{{{t^0}}}\)   Fe₃O₄      

b) n_Fe = \(\frac{{8,4}}{{56}}\)  = 0,15 (mol)              

n_O2= \(\frac{2}{3}{n_{Fe}} = \frac{2}{3}.0,15\) = 0,1 (mol)  

V_O2(đktc) = 0,1 . 22,4 = 2,24 (l)     

c) \({n_{F{e_3}{O_4}}} = \frac{1}{3}{n_{Fe}} = \frac{1}{3}.0,15\) = 0,05 (mol)   

=> m_Fe3O4 = 0,05. 232 = 11,6 (g)