Hidro | H (CTCT, Tính chất vật lí, hóa học, Điều chế, Mindmap)

Bài viết tìm hiểu về Hidro (H) do Topbee biên soạn tổng hợp kiến thức trọng tâm về Hidro (H): Công thức hóa học, Tính chất vật lí, hóa học, Điều chế, Mindmap giúp học sinh ôn tập và bổ sung kiến thức cũng như hoàn thành tốt các bài kiểm tra môn Hóa học.

Hidro tồn tại ở đâu?

+ Hidro là nguyên tố hóa học kí hiệu là H và có số hiệu nguyên tử là 1 trong bảng tuần hoàn hóa học.

+  Tồn tại chủ yếu dưới dạng hidro nguyên tử trong các tầng cao của khí quyển 

+ Trên bề mặt Trái đất, H ở dạng hợp chất hóa học như nước và hidrocarbon.

+ Ngoài ra, hidro còn có trong các chất hữu cơ như metan, than, nhiên liệu hóa thạch và khí tự nhiên

Cấu tạo nguyên tử 

+ Cấu hình electron của Hidro là 1s¹ 

+ Nguyên tố H có 1 electron, ở ô thứ 1, chu kì 1, nhóm IA và là một phi kim.

+ Tinh thể hidro có cấu trúc lục phương

+ Hydro có 3 đồng vị tự nhiên gồm ¹H, ²H và ³H

+ Hidro có xu hướng nhận thêm 1 electron để đạt được cấu hình electron bền vững giống khí hiếm He

Tính chất vật lý

+ Là chất khí không màu, không mùi, không vị và ít tan trong nước.

+ Hidro là nguyên tố nhẹ nhất trong bảng tuần, nhẹ hơn không khí 14,5 lần. 

+ Nguyên tử khối: 1g/mol

+ Nhiệt độ sôi: 20,27 K (- 252,87°C) 

+ Nhiệt độ nóng chảy: 14,02 K (- 259,14°C)

Tính chất hóa học

- Hidro có thể phản ứng với hầu hết các nguyên tố hóa học khác.

- Là chất khử mạnh ở nhiệt độ cao.

a. Tác dụng với phi kim

- Hidro có thể phản ứng với phi kim ở nhiệt độ cao:

H₂ + Cl₂ → 2HCl

3H₂ + N₂ → 2NH₃

+ Tác dụng với oxi: hidro cháy mạnh, trên thành lọ xuất hiện những giọt nước nhỏ

2H₂ + O₂ → 2H₂O

Hỗn hợp H₂ và O₂ là hổn hợp nổ. Hỗn hợp nổ mạnh nhất khi tỉ lệ H₂:O₂ là 2:1 về thể tích.

b. Tác dụng với kim loại:

Khí hidro tính khử một số kim loại ở nhiệt độ thích hợp tạo muối hidrua

Ví dụ:

H₂ + 2Na → 2NaH (natri hidrua)

c. Tác dụng với oxit kim loại

- Ở nhiệt độ cao, H tác dụng với một số oxit kim loại như FeO, CuO, Fe₂O₃, …tạo thành kim loại và giải phóng hơi nước

Ví dụ:

FeO + H₂ → Fe + H₂O

CuO + H₂ → Cu + H₂O

Điều chế

*Trong phòng thí nghiệm: 

Cho axit (HCl hoặc H₂SO₄ loãng) tác dụng với kim loại kẽm (hoặc sắt, nhôm) sẽ giải phóng khí H₂:

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

*Trong công nghiệp:

- Điện phân nước:

H₂O (điện phân) → 2H₂ + O₂

- Từ khí tự nhiên: Hơi nước tác dụng với metan ở nhiệt độ cao 700 - 1100 °C sinh ra cacbon monoxit và hidro:

CH₄ + H₂O → CO + 3H₂

- Ngoài ra, người ta còn điều chế Hidro bằng cách điện phân dung dịch muối ăn có màng ngăn.

2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + H₂ + Cl₂

Ứng dụng

+ Làm nhiên liệu cho động cơ tên lửa, nhiên liệu động cơ ô tô thay thế cho xăng.

+ Dùng trong đèn xì oxi-hiđro để hàn cắt kim loại.

+ Nguyên liệu để sản xuất amoniac NH₃, axit clohiđric HCl và nhiều hợp chất hữu cơ.

+ Làm chất khử để điều chế kim loại từ những oxit của chúng.

+ Hidro được bơm vào khinh khí cầu, bóng thám không

+ Khí hidro dùng trong phòng thí nghiệm để làm chất điều chế, chất xúc tác

Một số hợp chất

*Axit clohidric: HCl

+ Là một axit mạnh, tan nhiều trong nước.

+ Một số ứng dụng:

- Điều chế các muối clorua

- Làm sạch bề mặt kim loại trước khi hàn

- Tẩy gỉ kim loại trước khi sơn, tráng, mạ kim loại

- Dùng trong chế biến thực phẩm, dược phẩm.

*Axit sunfuric: H₂SO₄

+ Là chất lỏng sánh, tan nhiều trong nước và tỏa nhiều nhiệt

+ H₂SO₄ làm nguyên liệu trong sản xuất phân bón, phẩm nhuộm, chế biến dầu  mỏ,..

- Một vài bazo: 

+ Bazơ mạnh: NaOH, KOH

+ Bazơ yếu: Fe(OH)₃, Al(OH)₃

Sơ đồ tư duy về Hidro

Một số câu hỏi về Hidro và hợp chất của Hidro

Câu 1: Sau phản ứng của CuO và H₂ thì có hiện tượng gì: 

A. Sau phản ứng, chất rắn màu đen chuyển thành xanh lam

B. Sau phản ứng, chất rắn màu đen chuyển thành đỏ

C. Có chất khí bay lên

D. Không có hiện tượng

Câu 2: Tính chất vật lí nào dưới đây không phải của hiđro?

A. Là chất khí không màu, không mùi, không vị.

B. Tan ít trong nước.

C. Tan nhiều trong nước.

D. Nhẹ hơn không khí

Câu 3: Ở điều kiện thường Hidro ở dạng nào?

A. Khí

B. Lỏng

C. Rắn

D. Hợp chất

Câu 4: Tỉ lệ mol mà oxi và hidro gây nổ mạnh?

A. 2:1

B. 3:1

C. 2:3

D. 1:2

Câu 5: Đốt cháy hoàn toàn 122 lít (đktc) hidro với lượng khí oxygen dư. Hỏi thu được thể tích nước ở trạng thái lỏng là bao nhiêu?

A. 40 ml

B. 50 ml

C. 60 ml

D. 70 ml