50 bài tập về khử oxit kim loại bằng H2 (có đáp án 2024) và cách giải

Khử oxit kim loại bằng H₂ và cách giải bài tập

A. Lý thuyết và phương pháp giải

- Khí hiđro có tính khử, có thể tác dụng với một số oxit kim loại ở nhiệt độ cao.

VD:H₂ + CuO $\stackrel{t^o}{\to }$Cu + H₂O

3H₂ + Fe₂O₃ $\stackrel{t^o}{\to }$2Fe + 3H₂O

- H₂ không khử được các oxit: Na₂O, K₂O, BaO, CaO, MgO, Al₂O₃.

- Phương pháp giải:

+ Bước 1: Tính số mol các chất đã cho.

+ Bước 2: Viết phương trình hóa học, cân bằng phản ứng.

+ Bước 3: Xác định chất dư, chất hết (nếu có), tính toán theo chất hết.

+ Bước 4: Tính khối lượng hoặc thể tích các chất theo yêu cầu đề bài.

-Ngoài ra, có thể áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: m_{tham gia} = m_{sản phẩm}

B. Ví dụ minh họa.

Ví dụ 1: Khử 48 gam đồng(II) oxit bằng khí hiđro thì khối lượng kim loại đồng thu được là

A. 38,4 gam.

B. 44,8 gam.

C. 48 gam.

D. 51,2 gam.

Hướng dẫn giải:

n_CuO = 48 : (64 + 16) = 0,6 mol.

Phương trình phản ứng:

$\begin{array}{l}{H}_2+CuO\stackrel{t°}{\to }Cu+H_{2}O\\ 0,6\to 0,6mol\end{array}$

Vậy khối lượng kim loại đồng là 0,6.64 = 38,4 gam.

Đáp án A

Ví dụ 2: Cho 21,7 gam thủy ngân(II) oxit tác dụng với khí hiđro. Thể tích khí hiđro cần dùng là bao nhiêu?

A. 0,336 lít.

B. 1,792 lít.

C. 2,24 lít.

D. 3,36 lít.

Hướng dẫn giải:

n_HgO = 21,7 : (201 + 16) = 0,1 mol

Ta có phương trình phản ứng là

$\begin{array}{l}HgO+H_2\stackrel{t^o}{\to }Hg+H_{2}O\\ 0,1\to 0,1mol\end{array}$

Suy ra thể tích hiđro cần dùng là: 0,1.22,4 = 2,24 lít.

Đáp án C

Ví dụ 3: Khử hoàn toàn 8 gam một oxit của kim loại A (có hóa trị II) cần vừa đủ 2,24 lít H₂ (đktc). Xác định kim loại A?

A. Fe.

B. Mg.

C. Hg.

D. Cu.

Hướng dẫn giải:

Gọi công thức của oxit là AO (do A có hóa trị II)

n _hiđro = 2,24 : 22,4 = 0,1 mol

Phương trình phản ứng:

$\begin{array}{l}AO+H_2\stackrel{t^o}{\to }A+H_{2}O\\ 0,1\leftarrow 0,1mol\end{array}$

Khối lượng của oxit là 0,1.(M_A + 16) = 8 gam

Suy ra M_A + 16 = 80 và M_A = 64 (g/mol)

Vậy A là Cu

Đáp án D

C. Tự luyện

Câu 1: Chất rắn Cu tạo thành từ phản ứng của CuO và H₂ có màu gì?

A. Màu đen.

B. Màu nâu.

C. Màu xanh.

D. Màu đỏ.

Hướng dẫn giải:

H₂ tác dụng với CuO ở nhiệt độ cao sinh ra Cu. Kim loại Cu có màu đỏ.

Đáp án D

Câu 2: Trong những oxit sau: CuO, MgO, Al₂O₃, Ag₂O, FeO, Na₂O. Ở nhiệt độ cao H₂ khử được bao nhiêu oxit kim loại trên?

A. 2.

B. 3.

C. 4.

D. 5.

Hướng dẫn giải:

Ở nhiệt độ cao, H₂ khử được các oxit CuO, Ag₂O, FeO trong dãy.

Đáp án B

Câu 3: Trong những oxit sau: CuO, NO, Fe₂O₃, Na₂O, CaO. Oxit nào không bị hiđro khử?

A. NO, CaO, Na₂O.

B. CuO, NO, Fe₂O₃.

C. Fe₂O₃, Na₂O, CaO.

D. NO, Fe₂O₃, Na₂O.

Hướng dẫn giải:

H₂ không tác dụng với các oxit sau: NO, CaO, Na₂O.

Đáp án A

Câu 4: Khử hoàn toàn 16 gam sắt(III) oxit bằng khí hiđro. Thể tích khí hiđro (đktc) cần dùng là

A. 2,24 lít.

B. 3,36 lít.

C. 4,48 lít.

D. 6,72 lít.

Hướng dẫn giải:

$n_{F{e}_2{O}_3}=\frac{16}{56.2+16.3}=0,1mol$

Ta có phương trình phản ứng:

$\begin{array}{l}F{e}_2{O}_3+3H_2\stackrel{t^o}{\to }2Fe+3H_{2}O\\ 0,1\to 0,3mol\end{array}$

Vậy thể tích khí hiđro cần dùng là 0,3.22,4 = 6,72 lít.

Đáp án D

Câu 5: Khử 24 gam đồng(II) oxit bằng khí hiđro thu được 12,8 gam đồng. Hiệu suất của phản ứng là

A. 50%.

B. 60%.

C. 66,67%.

D. 85%.

Hướng dẫn giải:

$n_{CuO}=\frac{24}{64+16}=0,3mol;n_{Cu}=\frac{12,8}{64}=0,2mol$

Phương trình phản ứng:

$\begin{array}{l}{H}_2+CuO\stackrel{t°}{\to }Cu+H_{2}O\\ 0,30,2mol\end{array}$

Suy ra hiệu suất của phản ứng là

$H=\frac{0,2}{0,3}.100\%\approx 66,67\%$

Đáp án C

Câu 6:

A. 15 gam.

B. 30 gam.

C. 45 gam.

D. 60 gam.

Hướng dẫn giải:

n_Cu = 24 : 64 = 0,375 mol

Phương trình phản ứng:

$\begin{array}{l}{H}_2+CuO\stackrel{t°}{\to }Cu+H_{2}O\\ 0,375\leftarrow 0,375mol\end{array}$

Khối lượng CuO là: 0,375.(64 + 16) = 30 gam

Đáp án B

Câu 7: Cho khí H₂ tác dụng với FeO nung nóng thu được 11,2 gam Fe. Thể tích khí H₂ (đktc) đã tham gia phản ứng là

A. 1,12 lít.

B. 2,24 lít.

C. 4,48 lít.

D. 6,72 lít.

Hướng dẫn giải:

n_Fe = 11,2 : 56 = 0,2 mol

Phương trình phản ứng:

$\begin{array}{l}{H}_2+FeO\stackrel{t^o}{\to }Fe+H_{2}O\\ 0,2\leftarrow 0,2mol\end{array}$

Vậy thể tích H₂ là: 0,2.22,4 = 4,48 lít.

Đáp án C

Câu 8: Cho CuO tác dụng hết với 11,2 lít khí H₂ ở nhiệt độ cao. Sau phản ứng thấy có m gam kim loại. Giá trị của m là:

A. 16 gam

B. 32 gam

C. 72 gam

D. 64 gam

Hướng dẫn giải:

$n_{H_2}=\frac{11,2}{22,4}=0,5mol$

Phương trình phản ứng:

$\begin{array}{l}{H}_2+CuO\stackrel{t°}{\to }Cu+H_{2}O\\ 0,5\to 0,5mol\end{array}$

Suy ra khối lượng đồng là 0,5.64 = 32 gam

Đáp án B

Câu 9: Tính thể tích hiđro (đktc) cần dùng để điều chế 5,6 gam Fe từ FeO ?

A. 1,12 lít.

B. 2,24 lít.

C. 3,36 lít.

D. 4,48 lít.

Hướng dẫn giải:

n_Fe = 5,6 : 56 = 0,1 mol

Phương trình hóa học:

$\begin{array}{l}{H}_2+FeO\stackrel{t^o}{\to }Fe+H_{2}O\\ 0,1\leftarrow 0,1mol\end{array}$

Thể tích H₂ là 0,1. 22,4 = 2,24 lít

Đáp án B

Câu 10:

A. Pb

B. H₂

C. PbO

D. Không phản ứng

Hướng dẫn giải:

$H_2+\text{ Pb}O\stackrel{t^o}{\to }\text{Pb }+H_{2}O$

Đáp án A