Hóa học 10 Bài 29: Oxi – ozon – Giải bài tập SGK Hóa học 10 Bài 29

Hóa học 10 Bài 29: Oxi – ozon được THPT Ngô Thì Nhậm biên soạn hy vọng sẽ là là tài liệu hữu ích giúp các em nắm vững kiến thức bài học và đạt kết quả tốt trong các bài thi, bài kiểm tra trên lớp.

Tóm tắt lý thuyết Hóa học 10 Bài 29

Oxi

Vị trí và cấu tạo

– Nguyên tố oxi có số hiệu nguyên tử là 8, thuộc nhóm VIA, chu kì 2 của bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học.

– Nguyên tử oxi có cấu hình electron là 1s²2s²2p⁴, lớp ngoài cùng có 6e.

– Trong điều kiện bình thường, phân tử oxi có 2 nguyên tử liên kết với nhau bằng liên kết cộng hoá trị không cực.

– Công thức cấu tạo của phân tử oxi là O=O.

Tính chất vật lý

– Khí oxi không màu, không mùi, không vị, hơi nặng hơn không khí ($d=\frac{32}{29}\approx 1,1$).

– Dưới áp suất khí quyển, oxi hoá lỏng ở nhiệt độ -183⁰C.

– Khí oxi tan ít trong nước (100ml nước ở 20⁰C, 1 atm hoà tan được 3,1ml khí oxi. Độ tan của khí oxi ở 20⁰C và 1 atm là 0,0043 g trong 100g H₂O).

Tính chất hóa học

Khi tham gia phản ứng, nguyên tử O 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 hoá học, có tính oxi hoá mạnh. Trong các hợp chất (trừ hợp chất với flo), nguyên tố oxi có số oxi hoá là -2.

Oxi tác dụng với hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt …) và các phi kim (trừ halogen). Oxi tác dụng với nhiều hợp chất vô cơ và hữu cơ. Cụ thể:

+ Tác dụng với kim loại

Oxi tác dụng với  hầu hết kim loại (trừ Au và Pt) , cần có t^o  tạo ra oxit. Phương trình hóa học minh họa:

4Al + 3O₂ ${\to }^{}$ 2Al₂O₃

3Fe + 2O₂  Fe₃O₄

+ Tác dụng với phi kim

Oxi tác dụng với hầu hết phi kim (trừ halogen), cần có t^o tạo oxit. Phương trình hóa học minh họa:

C + O₂ ${\to }^{}$CO₂

S + O₂ SO₂

+ Tác dụng với hợp chất

Phương trình hóa học minh họa:

2H₂S + 3O₂ ${\to }^{}$ 2H₂O + 2SO₂

C₂H₅OH + 3O₂ 2CO₂ + 3H₂O

Ứng dụng

– Oxi có vai trò quyết định sự sống của con người và động vật. Mỗi người mỗi ngày cần 20-30m³ không khí để thở.

– Hằng năm các nước trên thế giới sản xuất hàng chục triệu tấn oxi để đáp ứng nhu cầu cho các ngành công nghiệp.

Điều chế

– Trong phòng thí nghiệm:

Trong phòng thí nghiệm, khí oxi được điều chế bằng cách phân huỷ những hợp chất giàu oxi và ít bền đối với nhiệt như KMnO₄ (rắn), KClO₃ (rắn)…

Phương trình hóa học minh họa:

– Trong công nghiệp:

+ Từ không khí: Không khí sau khi đã loại bỏ hết hơi nước, bụi, khí cacbon đioxit, được hoá lỏng. Chưng cất phân đoạn không khí lỏng, thu được oxi. Oxi được vận chuyển trong những bình thép có dung tích 100 lít dưới áp suất 150 atm.

+ Từ nước: Điện phân nước (nước có hoà tan một ít H₂SO₄ hoặc NaOH để tăng tính dẫn điện của nước), người ta thu được khí oxi ở cực dương và khí hiđro ở cực âm.

Ozon

Tính chất vật lý

– Ozon là một dạng thù hình của khí oxi.

– Khí ozon màu xanh nhạt, có mùi đặc trưng, hóa lỏng ở -112⁰C, ozon lỏng có màu xanh đậm.

– Khí ozon tan trong nước nhiều hơn oxi.

Tính chất hóa học

– Ozon có tính oxi hóa rất mạnh và mạnh hơn oxi.

– Ozon oxi hóa được hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt), nhiều phi kim và nhiều hợp chất vô cơ, hữu cơ. Cụ thể:

+  Ozon oxi hóa được ion I^– thành I₂:

O₃ + 2KI + H₂O → I₂ + 2KOH + O₂

+ Oxi hóa được Ag thành Ag₂O ngay điều kiện thường:

2Ag + O₃   → Ag₂O + O₂

Ứng dụng

– Lượng nhỏ ozon trong không khí có tác dụng làm cho không khí trong lành.

– Tẩy trắng các loại tinh bột, dầu ăn và nhiều chất khác.

– Khử trùng nước ăn, khử mùi, bảo quản hoa quả.

– Trong y học, ozon dùng để chữa sâu răng.

Giải bài tập SGK Hóa học 10 Bài 29

Bài 1 (trang 127 SGK Hóa 10)

Hãy ghép cấu hình electron với nguyên tử thích hợp.

Cấu hình electron	Nguyên tử
A. 1s22s22p5	a) Cl
B. 1s22s22p4	b) S
C. 1s22s22p63s23p4	c) O
D. 1s22s22p63s23p5	d) F

Lời giải:

A với d); B với c); C với b); D với a).

Bài 2 (trang 127 SGK Hóa 10)

Chất nào có liên kết cộng hóa trị không cực:

A. H₂S.

B. O₂.

C. Al₂S₃.

D. SO₂.

Lời giải:

B. O₂

Bài 3 (trang 127 SGK Hóa 10)

Hãy dẫn ra những phản ứng hóa học để chứng minh rằng:

a) Oxi và ozon đều có tính chất oxi hóa.

b) Ozon có tính chất oxi hóa mạnh hơn oxi.

Lời giải:

a) Oxi và ozon đều có tính oxi hóa

(1) Tác dụng với kim loại, oxi tác dụng với hầu hết các kim loại trừ Pt, Au, Ag,… còn ozon tác dụng với hầu hết các kim loại trừ Au và Pt.

3Fe + 2O₂ → Fe3O₄

2Ag + O₃ → Ag₂O + O₂

(2) Tác dụng với phi kim

Oxi, ozon tác dụng với các nguyên tố phi kim (trừ halogen)

4P + 5O₂ → 2P₂O₅

2C + 2O₃ → 2CO₂ + O₂

(3) Tác dụng với hợp chất

Oxi và ozon tác dụng với nhiều hợp chất vô cơ và hữu cơ.

C2H5OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

2H₂S + 3O₂ → 2SO₂ + 2H₂O

b) Ozon có tính oxi hóa mạnh hơn oxi

Ozon là một trong số những chất có tính oxi hóa mạnh và mạnh hơn O₂

– O₂ không oxi hóa được Ag, nhưng O₃ oxi hóa Ag thàn Ag2O:

2Ag + O₃ → Ag2O + O₂

– O₂ không oxi hóa được I- nhưng O₃ oxi hóa I_– thành I₂.

2KI + O₃ + H₂O → I₂ + 2KOH + O₂

Giải thích:

– Khi tham gia phản ứng, nguyên tử O dễ dàng nhận thêm 2e. nguyên tố oxi có độ âm điện lớn (3,5), chỉ kém flo (4). Do vậy, oxi là nguyên tố phi kim rất hoạt động có tính oxi hóa mạnh

– So với phân tửu O₂, phân tử O₃ rất kém bền, dễ biến đổi phân hủy

O₃ → O₂ + O; 2O → O₂

Oxi dạng nguyên tửu hoạt đồng hóa học mạnh hơn oxi ở dạng phân tử cho nên ozzon hoạt động hơn oxi.

Bài 4 (trang 127 SGK Hóa 10)

Hãy trình bày các phương pháp điều chế khí oxi trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp. Tại sao không áp dụng phương pháp điều chế khí trong phòng thí nghiệm, và ngược lại?

Lời giải:

Điều chế oxi:

– Trong phòng thí nghiệm, oxi được điều chế bằng cách phân hủy những hợp chất giàu Oxi và ít bên với nhiệt như KMnO₄, KClO₃, …

2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

2KClO₃ → 2KCl + 3O₂

– Trong công nghiệp:

a) Từ không khí: Không khí sau khi đã loại bỏ hết hơi nước, khí CO₂, được hóa lỏng dưới áp suất 200 atm đồng thời hạ thấp nhiệt độ. Chưng cất phân đoạn không khí lỏng, thu được oxi lỏng. Oxi lỏng được vận chuyển trong những bình thép có thể tích 100 lít dưới áp suất 150atm.

b) Từ nước. Điện phân nước: 2H₂O

Người ta không áp dụng phương pháp phòng thí nghiệm cho phòng thí nghiệm vì trong phòng thí nghiệm chỉ điều chế lượng nhỏ oxi, còn công nghiệp cần một lượng lớn giá thảnh rẻ.

Bài 5 (trang 128 SGK Hóa 10)

Hãy cho biết những ứng dụng của khí oxi và ozon.

Lời giải:

Ứng dụng của oxi:

– Oxi có vai trò quyết định với sự sống của con người và động vật.

– Oxi cần trong công nghiệp hóa chất, luyện thép, hàn cắt kim loại …

Ứng dụng của ozon :

– Trong thương mại, người ta dùng ozon để tẩy trắng các loại tình bột, dầu ăn và nhiểu chất khác.

– Trong đời sống, người ta dùng ozon để khử trùng nước ăn, khử mùi. Trong y khoa, ozon được dùng chữa sâu răng.

Bài 6 (trang 128 SGK Hóa 10)

Có hỗn hợp khí oxi và ozon. Sau một thời gian, khí ozon bị phân hủy hết, ta được một chất khí duy nhất có thể tích tăng thêm 2%.

Phương trình hóa học là: 2O₃ → 3O₂

a) Hãy giải thích sự gia tăng thể tích của hỗn hợp khí

b) Xác định thành phần phần trăm theo thể tích của hỗn hợp khí ban đầu. Biết các thể tích khí được đo cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất

Lời giải:

a) Đặt x và y lần lượt là số mol O₃ và O₂ trong hỗn hợp

2O₃ → 3O₂

Trước phản ứng : (x + y) mol hỗn hợp

Sau phản ứng:  mol

Số mol tăng là:  – (x + y) = 0,5y.

b) Ta có; 0,5y ứng với 2% nên y ứng với 4%

Vậy O₃ chiếm 4%, O₂ chiếm 96%.

Trắc nghiệm Hóa học 10 Bài 29 có đáp án

Bài 1: Cặp chất nào sau đây không tác dụng được với nhau?

A. Ag và O₃

B. CO và O₂

C. Mg và O₂

D. CO₂và O₂

Lời giải

Đáp án: D

Bài 2: Ứng dụng nào sau đây không phải của ozon?

A. Khử trùng nước sinh hoạt.

B. Chữa sâu răng.

C. Tẩy trắng tinh bột, dầu ăn.

D. Điều chế oxi trong phòng thí nghiệm.

Lời giải

Đáp án: D

Bài 3: Trái cây được bảo quản lâu hơn trong môi trường vô trùng. Trong thực tế, người ta sử dụng nước ozon để bảo quản trái cây. Ứng dụng trên dựa vào tính chất nào sau đây?

A. Ozon trơ về mặt hóa học.

B. Ozon là chất khí có mùi đặc trưng.

C. Ozon là chất có tính oxi hóa mạnh.

D. Ozon không tác dụng được với nước.

Lời giải

Đáp án: C

Bài 4: Phát biểu nào sau đây sai?

A. Khí oxi không màu, không mùi, nặng hơn không khí.

B. Khí ozon màu xanh nhạt, có mùi đặc trưng.

C. Ozon là một dạng thù hình của oxi, có tính oxi hóa mạnh hơn oxi.

D. Ozon và oxi đều được dùng để khử trùng nước sinh hoạt.

Lời giải

Đáp án: D

Bài 5: Đốt cháy hoàn toàn 17,4 gam hỗn hợp Mg và Al trong khí oxi (dư) thu được 30,2 gam hỗn hợp oxit. Thể tích khí oxi (đktc) đã tham gia phản ứng là

A. 17,92 lít.

B. 8,96 lít.

C. 11,20 lít.

D. 4,48 lít.

Lời giải

Đáp án: B

Bảo toàn khối lượng: n_O2 = (30,2 – 17,4)/32 = 0,4 (mol)

⇒ V = 0,4. 22,4 = 8,96 (lít)

Bài 6: Oxi hóa hoàn toàn m gam kim loại X cần vừa đủ 0,25m gam khí O₂. X là

A. Al

B. Fe

C. Cu

D. Ca

Lời giải

Đáp án: C

Chọn m = 32 gam ⇒ n_O2= 0,25.32/32 = 0,25 (mol)

Bảo toàn electron ⇒ 32/X.n = 0,25.4 ⇒ X = 32n ⇒ n = 2; X = 64 (Cu)

Bài 7: Nhiệt phân hoàn toàn 31,6 gam KMnO₄, thu được V lít O₂ (đktc). Giá trị của V là

A. 2,24

B. 1,12

C. 4,48

D. 8,96

Lời giải

Đáp án: A

n_KMnO4 = 31,6/158 = 0,2 (mol)

2KMnO₄ ^to → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂ ↑

⇒ V = 0,1.22,4 = 2,24 (lít)

Bài 8: Thêm 3 gam MnO₂ vào 197 gam hỗn hợp X gồm KCl và KClO₃. Trộn kĩ và đun hỗn hợp đến phản ứng hoàn toàn, thu được chất rắn cân nặng 152 gam. Khối lượng KCl trong 197 gam X là

A. 74,50 gam.

B. 13,75 gam.

C. 122,50 gam.

D. 37,25 gam.

Lời giải

Đáp án: A

Bảo toàn khối lượng: m_O2 = 3 + 197 – 152 = 48 (gam)

⇒ n_O2= 48/32 = 1,5 (mol)

2KClO₃ ^to → 2KCl + 3O₂ ↑

⇒ m_KCl = 197 – 1.122,5 = 74,5 (gam)

Bài 9: Hỗn hợp khí X gồm O₂ và O₃, tỉ khối hơi của X đối với H₂ là 19,2. Đốt cháy hoàn toàn a mol khí CO cần 1 mol X. Giá trị của a là

A. 1,0

B. 2,0

C. 2,4

D. 2,6

Lời giải

Đáp án: C

M_X = 19,2.2 = 38,4 ⇒

n_O2 + n_O3=1 ; 32n_O2 + 48n_O3 =38

⇒ n_O2 =0,6 ;n_O3 = 0,4

CO + O → CO₂ ⇒ n_CO = a = 2n_O2 + 3n_O3 = 2.0,6 + 3.0,4 = 2,4 (mol)

Bài 10: Đốt cháy hoàn toàn 3,6 gam kim loại M (có hóa trị II không đổi trong hợp chất) trong hỗn hợp khí Cl2 và O₂. Sau phản ứng thu được 11,5 gam chất rắn và thể tích hỗn hợp khí đã phản ứng là 2,8 lít (đktc). Kim loại M là

A. Be

B. Cu

C. Ca

D. Mg

Lời giải

Đáp án: D

n_khí = 2,8/22,4 = 0,125 (mol)

Bảo toàn khối lượng: m_Cl2 + m_O2 = 11,5 – 3,6 = 7,9 (gam)

Bảo toàn electron:

2n_M = 2n_Cl2 + 4n_O2 ⇒ 2. (3,6/M) = 2. 0,1 + 4. 0,025 ⇒ M = 24 (Mg)

Bài 11: Nguyên tố oxi có số hiệu nguyên tử là 8. Vị trí của oxi trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học là

A. chu kì 3, nhóm VIA.

B. chu kì 2, nhóm VIA.

C. chu kì 3, nhóm IVA.

D. chu kì 2, nhóm IVA.

Lời giải

Đáp án: B

Bài 12: Tính chất hóa học đặc trưng của nguyên tố oxi là

A. tính oxi hóa mạnh.

B. tính khử mạnh.

C. tính oxi hóa yếu.

D. vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử.

Lời giải

Đáp án: A

Bài 13: Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế oxi bằng cách

A. điện phân nước.

B. nhiệt phân Cu(NO₃)₂.

C. nhiệt phân KClO₃có xúc tác MnO₂.

D. chưng cất phân đoạn không khí lỏng.

Lời giải

Đáp án: C

Bài 14: Dãy gồm các chất đều tác dụng được với oxi là

A. Mg, Al, C, C₂H₅OH

B. Al, P, Cl₂, CO

C. Au, C, S, CO

D. Fe, Pt, C, C₂H₅OH

Lời giải

Đáp án: A

Bài 15: Ở nhiệt độ thường

A. O₂không oxi hóa được Ag, O₃oxi hóa được Ag.

B. O₂oxi hóa được Ag, O₃không oxi hóa được Ag.

C. Cả O₂và O₃đều không oxi hóa được Ag.

D. Cả O₂và O₃đều oxi hóa được Ag.

Lời giải

Đáp án: A

Bài 16: Phương trình hóa học nào sau đây sai?

A. KMnO₄^to→ K + Mn + 2O₂

B. 2KClO₃^to→ 2KCl + 3O₂

C. 2Ag + O₃→ Ag₂O + O₂

D. C₂H₅OH + 3O₂^to→ 2CO₂ + 3H₂O

Lời giải

Đáp án: A

******************

Trên đây là nội dung bài học Hóa học 10 Bài 29: Oxi – ozon do THPT Ngô Thì Nhậm biên soạn bao gồm phần lý thuyết, giải bài tập và các câu hỏi trắc nghiệm có đáp án đầy đủ. Hy vọng các em sẽ nắm vững kiến thức về Oxi – ozon. Chúc các em học tập thật tốt và luôn đạt điểm cao trong các bài thi bài kiểm tra trên lớp.

Biên soạn bởi: Trường THPT Ngô Thì Nhậm

Chuyên mục: Hoá học 10