1. Tìm hiểu về các tính chất của Oxit kim loại
- Trước tiên cần phải hiểu Oxit là gì? Đây à một hợp chất gồm ít nhất một nguyên tử oxy và một nguyên tố khác trong công thức hóa học của chúng. Bản thân oxide là một dianion của oxy, một ion O2– với oxy ở trạng thái oxy hóa −2. Hầu hết vỏ Trái Đất có tồn tại oxit.
Ngay cả những vật liệu được coi là nguyên tố tinh khiết cũng thường có một lớp phủ oxit.
Oxit liên kết với tất cả các nguyên tố, ngoại trừ một số nguyên tố khí hiếm. Có rất nhiều cách hình thành nên hợp chất oxide.
- Công thức tổng quát của oxit
Công thức hóa học chung của oxit là: MxOy.
Trong đó: Gồm có ký hiệu hóa học của oxi O kèm theo chỉ số y và ký hiệu hóa học của nguyên tố M (có hóa trị n) kèm theo chỉ số x theo đúng quy tắc về hóa trị: II.y = n.x
Oxit được phân thành 4 loại là oxit bazơ, oxit axit, oxit lưỡng tính, oxit trung tính.
- Về oxit kim loại
Nhiều oxide kim loại phát sinh do sự phân hủy các hợp chất khác, ví dụ như carbonat, hydroxide và nitrat.
Trong quá trình tạo ra calci oxide, calci carbonat (đá vôi) bị phân hủy khi đun nóng, giải phóng khí carbon dioxide:
CaCO3 ⟶ CaO + CO2 ↑
Các kim loại quý (chẳng hạn như vàng và platin) được đánh giá cao vì chúng hạn chế được sự kết hợp hóa học trực tiếp với oxy.
2 NiS + 3 O2 ⟶ 2 NiO + 2 SO2 ↑
+ Cách gọi tên các oxit kim loại
Tên oxit = tên nguyên tố + oxit
Ví dụ: K2O: kali oxit
Nếu kim loại có nhiều hóa trị thì:
Tên oxit = tên nguyên tố( kèm theo hóa trị) + oxit
Ví dụ: FeO: sắt(II) oxit ; Fe2O3 : sắt(III) oxit
+Tính chất hóa học của oxit kim loại
Tính chất hóa học của oxit kim loại gồm oxit bão phản ứng với nước, oxit bazo phản ứng với axit, oxit bazo phản ứng với oxit axit.
Oxit bazo phản ứng với nước Chỉ có oxit bazo của những kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ mới tác dụng được với nước. Những oxit bazo tác dụng được với nước sẽ tan trong nước. Khi tác dụng với nước tạo ra dung dịch bazo tương ứng. Điển hình là các oxit bazo như Na2O, K2O, CaO, BaO,….
Công thức chung được thể hiện:
M2Ox + x H2O → 2 M(OH)x
Trong đó x là hóa trị của kim loại trong bazo. M(OH)n tan được trong nước tạo thành dung dịch bazo hay còn gọi là dung dịch kiềm. Thử dung dịch này với quỳ tím thì quỳ tím chuyển sang màu xanh, khi nhỏ phenolphtalein thì dung dịch không màu chuyển sang màu hồng.
Oxit bazo tác dụng với axit
Phần lớn oxit bazo đều tác dụng với axit tạo ra muối và nước
Phương trình phản ứng chung : Oxit bazo + Axit → → Muối + Nước
Na2O + 2HCl→ 2NaCl + H2
Fe2O3 + H2SO 4 → Fe2(SO4)3 + H2O
Oxit bazo tác dụng với oxit axit
Chỉ có một số loại oxit bazo tác dụng được với oxit axit tạo ra muối, thường các oxit bazo tác dụng được là các oxit bazo tan được trong nước.
Phương trình phản ứng chung :
Oxit bazo + Oxit axit → Muối
Ví dụ: 3 Na2O + SO2 → Na2SO3
3 CaO+CO 2 →CaCO3
Đặc biệt, Al2O3 và ZnO là hai oxit lưỡng tính. Oxit lưỡng tính là oxit vừa có thể tác dụng được với axit vừa tác dụng được với bazo.
Ví dụ: Al2O3 +6HCl→2 AlCl3 +3 H2 O
Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 +H2O
2. Các tính chất của CO
Carbon monoxide, công thức hóa học là CO. Nó là sản phẩm chính trong sự cháy không hoàn toàn của carbon và các hợp chất chứa carbon.
Có nhiều nguồn sinh ra carbon monoxide. Khí thải của động cơ đốt trong tạo ra sau khi đốt các nhiên liệu gốc carbon có chứa carbon monoxide, đặc biệt với nồng độ cao khi nhiệt độ quá thấp để có thể thực hiện việc oxy hóa trọn vẹn các hydrocarbon trong nhiên liệu thành nước (dạng hơi) và carbon dioxide, do thời gian có thể tồn tại trong buồng đốt là quá ngắn và cũng có thể là do không đủ lượng oxy cần thiết.
Thông thường, việc thiết kế và vận hành buồng đốt sao cho có thể giảm lượng CO là khó khăn hơn rất nhiều so với việc thiết kế để làm giảm lượng hydrocarbon chưa cháy hết. Carbon monoxide cũng tồn tại với một lượng đáng kể trong khói thuốc lá. Trong gia đình, khí CO được tạo ra khi các nguồn nhiên liệu như xăng, hơi đốt, dầu hay gỗ không cháy hết trong các thiết bị dùng chúng làm nhiên liệu như xe máy, ô tô, lò sưởi và bếp lò v.v. Khí carbon monoxide có thể thấm qua bê tông hàng giờ sau khi xe cộ đã rời khỏi ga ra.
Carbon monoxide là cực kỳ nguy hiểm, do việc hít thở phải một lượng quá lớn CO sẽ dẫn tới thương tổn do giảm oxy trong máu hay tổn thương hệ thần kinh cũng như có thể gây tử vong. Nồng độ chỉ khoảng 0,01% carbon monoxide trong không khí cũng có thể là nguy hiểm đến tính mạng. CO là chất khí không màu, không mùi và không gây kích ứng nên rất nguy hiểm vì người ta không cảm nhận được sự hiện diện của CO trong không khí.
CO có tính liên kết với hemoglobin (Hb) trong hồng cầu mạnh gấp 250-280 lần so với oxy nên khi được hít vào phổi CO sẽ gắn chặt với Hb thành HbCO do đó máu không thể chuyên chở oxy đến tế bào.
CO còn gây tổn thương tim do gắn kết với myoglobin. Triệu chứng ngộ độc CO thường bắt đầu bằng cảm giác thất thần, nhức đầu, buồn nôn, khó thở rồi từ từ đi vào hôn mê. Nếu ngộ độc CO xảy ra khi đang ngủ say hoặc uống rượu say thì người bị ngộ độc sẽ hôn mê từ từ, ngưng thở và tử vong. Ngộ độc CO có thể xảy ra ở những trường hợp chạy máy nổ phát điện trong nhà kín, sản phụ nằm lò than trong phòng kín, ngủ trong xe hơi đang nổ máy trong nhà hoặc gara...
Carbon monoxide có hiệu ứng bức xạ cưỡng bức gián tiếp bằng sự nâng cao nồng độ của methan và ozon tầng đối lưu thông qua các phản ứng hóa học với các thành phần khác của khí quyển (ví dụ gốc hydroxyl, OH) mà nếu không có thể tiêu diệt chúng. Carbon monoxide được tạo ra khi các nhiên liệu chứa carbon bị đốt cháy không hoàn toàn, thông qua các quá trình tự nhiên trong khí quyển thì cuối cùng nó sẽ bị oxy hóa thành carbon dioxide. Nồng độ carbon monoxide bị biến đổi trong không gian cũng như là tồn tại rất ngắn hạn trong khí quyển. d Một phần châu Á bị carbon monoxide che phủ.
5CO + O3 → 4CO2 + C
- Tính chất vật lý của CO (Cacbon oxit)
CO là chất khí không màu, không mùi, ít tan trong nước, hơi nhẹ hơn không khí (dCO/kk = 28/29), rất độc.
-Tính chất hóa học của Cacbon oxit (CO)
+ CO là oxit trung tính: Ở điều kiện thường CO không phản ứng với nước, axit, bazơ.
+ CO là chất khử : Ở nhiệt độ cao, CO khử được nhiều oxit kim loại
CO + CuO → CO2 + Cu
2CO + Fe3O4 → 3Fe + 2CO2
2CO + O2 → 2CO2
3. Oxit kim loại bị khử bởi khí CO ở nhiệt độ cao là?
Khí CO là chất khử rất mạnh. Các oxit kim loại sau Al trong dãy hoạt động hóa học bị khử bởi khí CO ở nhiệt độ cao. Hay có thể nói, Oxit của các kim loại đứng sau Al trong dãy điện hóa đều có thể bị khử bởi C ; CO ; H2
Về cách làm bài toán khử oxit kim loại bằng C và CO:
M2On + nCO −tº→ 2M + nCO2↑
- Sử dụng định luật bảo toàn nguyên tố C để giải toán kết hợp với định luật bảo toàn khối lượng.
moxit KL + mCO = mKL + mCO2 → nO(Oxit) = nCO = nCO2 và moxitKL = mKL + mO
Chú ý: Đốt cháy Cacbon bởi oxi: Có 2 trường hợp
+ Nếu thừa oxi: C + O2 → Hỗn hợp khí sau phản ứng gồm CO2 và O2 (dư).
+ Nếu thiếu oxi: C + O2 → Hỗn hợp khí sau phản ứng gồm CO2 và CO dư.
Trên đây là một số nội dung về các oxit kim loại bị khử bởi khí CO ở nhiệt độ cao. Để có thể hiểu hơn , tham kảo: Đề cương ôn tập học kì 2 môn Hóa học lớp 9 mới nhất 2022 - 2023
Mọi vấn đề có nội dung liên quan liên hệ 19006162 hoặc email lienhe@luatminhkhue.vn để được giải đáp chi tiết.
Trân trọng
