Điều Chế CaO Trong Phòng Thí Nghiệm - Blog Của Thư

13:17:5312/03/2019

Vậy Canxi oxit Cao và Lưu huỳnh đioxit SO2 có tính chất hoá học gì đặc trưng? có ứng dụng gì trong thực tế đời sống mà được coi là một trong những oxit quan trọng, chúng được sản xuất vào điều chế như thế nào? chúng ta cùng tìm hiểu ngay bây giờ nhé.

I. Tính chất vật lý và tính chất hoá học của Canxi oxit - CaO

1. Tính chất vật lý của Canxi oxit

- Là chất rắn màu trắng, nóng chảy ở nhiệt độ rất cao (25850C)

2. Tính chất hoá học của Canxi oxit

- Canxi oxit có đầy đủ tính chất của một oxit bazo

a) Canxi oxit tác dụng với nước (CaO + H2O)

- Phản ứng của Canxi oxit với nước gọi là phản ứng tôi vôi (toả nhiệt mạnh); chất Ca(OH)2 tạo thành gọi là vôi tôi, là chất rắn màu trắng, ít tan trong nước, phần tan tạo thành dung dịch bazơ còn gọi là nước vôi trong.

   CaO  +  H2O → Ca(OH)2↓ trắng

b) Canxi oxit tác dụng với axit 

- PTTQ: CaO + Axit → Muối + Nước

* Ví dụ: CaO + 2HCl → CaCl2 + H2O

 CaO + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + H2O

 CaO + H2SO4 → CaSO4 + H2O

 CaO + H3PO4 → Ca3(PO4)2 + H2O

c) Canxi oxit tác dụng với Oxit axit

- PTTQ: CaO + Oxit axit → Muối

* Ví dụ: CaO + CO2 → CaCO3

 CaO + SO2 → CaSO3

3. Ứng dụng của Canxi oxit

- Canxi oxit có tính hút ẩm mạnh nên được dùng để làm khô nhiều chất.

- Phần lớn canxi oxit được dùng trong công nghiệp luyện kim và làm nguyên liệu cho công nghiệp hóa học.

- Canxi oxit còn được dùng để khử chua đất trồng trọt, xử lý nước thải công nghiệp, sát trùng, diệt nấm, khử độc môi trường,...

4. Điều chế và sản xuất Canxi oxit

- Trong công nghiệp: Nguyên liệu để sản xuất canxi oxit là đá vôi (chứa CaCO3). Chất đốt là than đá, củi, dầu, khí tự nhiên,...

* Các phản ứng hóa học xảy ra khi nung vôi:

- Than cháy sinh ra khí CO2 và tỏa nhiều nhiệt: C + O2 → CO2

- Nhiệt sinh ra phân hủy đá vôi ở khoảng trên 9000C: CaCO3 → CaO + CO2

II. Tính chất vật lý và tính chất hoá học của Lưu huỳnh đioxit - SO2

1. Tính chất vật lý của lưu huỳnh đioxit SO2

- Lưu huỳnh đioxit là chất khí không màu, mùi hắc, độc (gây ho, viêm đường hô hấp…), nặng hơn không khí.

2. Tính chất hoá học của lưu huỳnh đioxit SO2

- Lưu huỳnh dioxit có đầy đủ tính chất của một oxit axit

a) Lưu huỳnh đioxit tác dụng với nước (SO2 + H2O)

- Dẫn SO2 qua cốc đựng nước, sau đó nhúng giấy quỳ tím vào trong dung dịch thấy quỳ tím chuyển màu đỏ

 SO2 + H2O → H2SO3 (axit sunfuarơ)

- SO2 là chất gây ô nhiễm không khí, là một trong các nguyên nhân gây ra mưa axit.

b) Lưu huỳnh đi oxit tác dụng với oxit bazo (SO2 + Oxit bazo)

- SO2 tác dụng với một số oxit bazo CaO và Na2O,... (các bazo tan trong nước) tạo ra muối sunfit.

- PTPƯ:  SO2 + oxit Bazo → Muối

 Ví dụ: SO2 + Na2O → Na2SO3

c) Lưu huỳnh đioxit tác dụng với bazơ (SO2 + Bazo)

- PTPƯ:  SO2 + Bazo → Muối + H2O

 Ví dụ:  SO2 + Ca(OH)2 → CaSO3↓ trắng + H2O

  Nếu dư SO2 thì: SO2 + CaSO3 + H2O → Ca(HSO3)2

- Khi SO2 tác dụng với dung dịch bazơ có thể tạo muối trung hòa và muối axit.

3. Ứng dụng của lưu huỳnh đioxit

- Phần lớn SO2 dùng để sản xuất axit sunfuric H2SO4.

- Dùng làm chất tẩy trắng bột gỗ trong sản xuất giấy, đường,...

- Dùng làm chất diệt nấm mốc,...

4. Điều chế lưu huỳnh đioxit

a) Trong phòng thí nghiệm

- Cho muối sunfit tác dụng với axit mạnh như HCl , H2SO4 ,...

 Ví dụ: Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + SO2 + H2O

- Khí SO2 được thu bằng phương pháp đẩy không khí.

b) Trong công nghiệp

Đốt lưu huỳnh hoặc quặng pirit sắt FeS2 trong không khí:

  S + O2 → SO2

  4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2

III. Bài tập về Canxi oxit và lưu huỳnh đioxit

* Bài 1 trang 9 sgk hoá 9: Bằng phương pháp hóa học nào có thể nhận biết được từng chất trong mỗi dãy chất sau:

a) Hai chất rắn màu trắng là CaO và Na2O.

b) Hai chất khí không màu là CO2 và O2

Viết những phương trình phản ứng hóa học.

* Lời giải bài 1 trang 9 sgk hoá 9: 

a) Lấy một ít mỗi chất cho tác dụng với nước, sau đó đem lọc, nước lọc của các dung dịch này được thử bằng khí CO2 hoặc dung dịch Na2CO3. Nếu có kết tủa trắng thì chất ban đầu là CaO, nếu không có kết tủa thì chất ban đầu là Na2O. Phương trình phản ứng :

 CaO + H2O → Ca(OH)2

 Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ trắng + H2O

 Hoặc Ca(OH)2 + Na2CO3 → CaCO3↓ trắng + 2NaOH

 Na2O + H2O → 2NaOH

 2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O.

b) Sục hai chất khí không màu vào hai ống nghiệm chứa nước vôi Ca(OH)2 trong. Ống nghiệm nào bị vẩn đục, thì khí ban đầu là CO2, khí còn lại là O2.

 Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ trắng + H2O

* Bài 2 trang 9 sgk hoá 9: Hãy nhận biết từng cặp chất trong mỗi nhóm chất sau bằng phương pháp hóa học:

a) CaO, CaCO3

b) CaO, MgO

Viết các phương trình phản ứng hóa học.

* Lời giải bài 2 trang 9 sgk hoá 9: 

- Nhận biết từng chất trong mỗi nhóm chất sau:

a) CaO và CaCO3.

- Lẫy mẫu thử từng chất cho từng mẫu thử vào nước khuấy đều.

- Mẫu nào tác dụng mạnh với H2O là CaO.

- Mẫu còn lại không tan trong nước là CaCO3.

  CaO + H2O → Ca(OH)2

b) CaO và MgO.

- Lấy mẫu thử từng chất và cho tác dụng với H2O khuấy đều.

- Mẫu nào phản ứng mạnh với H2O là CaO.

- Mẫu còn lại không tác dụng với H2O là MgO.

 CaO + H2O → Ca(OH)2

* Bài 3 trang 9 sgk hoá 9: 200ml dung dịch HCl có nồng độ 3,5mol/lit hòa tan vừa đủ 20g hỗn hợp CuO và Fe2O3.

a) Viết các phương trình phản ứng hóa học.

b) Tính khối lượng của mỗi oxit bazơ có trong hỗn hợp ban đầu.

* Lời giải bài 3 trang 9 sgk hoá 9: 

- Theo bài ra, ta có: VHCl = 200ml = 0,02 (l); CM HCl = 3,5 (M).

⇒ nHCl = CM.V = 3,5.0,02 = 0,7 (mol).

- Gọi x, y lần lượt là số mol của CuO và Fe2O3.

a) Phương trình phản ứng hóa học :

  CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O     (1)

  x        2x (mol)

  Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O    (2)

  y           6y (mol)

b) Theo PTPƯ ta có:

- PTPƯ (1) ta có: nHCl (1) = 2.nCuO = 2x (mol).

- PTPƯ (2) ta có: nHCl (2) = 6.nFe2O3 = 6y (mol).

⇒ nHCl = 2x + 6y = 0,7 (mol) (*)

- Mặt khác: mCuO = (64 + 16).x = 80x (g); mFe2O3 = (56.2 + 16.3).y = 160y (g)

- Theo bài ra, ta có: mhỗn hợp = mCuO + mFe2O3 = 80x + 160y = 20 (g) (**)

- Từ (**) chia 2 vế cho 80 ta được: x + 2y = 0,25 ⇒ x = 0,25 – 2y (***)

- Thay x vào (*) ta được: 2(0,25 – 2y) + 6y = 0,7

⇒ 0,5 - 4y + 6y = 0,7 ⇒ 2y = 0,2 ⇒ y = 0,1 (mol).

- Thay y vào (***) ta được: x = 0,25 - 2.0,1 = 0,05 (mol).

⇒ mCuO = n.M = 0,05.80 = 4 (g).

⇒ mFe2O3 = n.M = 0,1.160 = 16 (g).

* Bài 4 trang 9 sgk hoá 9: Biết 2,24 lit khí CO2 (đktc) tác dụng vừa đủ với 200ml dung dịch Ba(OH)2 sản phẩm sinh ra là BaCO3 và H2O.

a) Viết phương trình phản ứng.

b) Tính nồng độ mol của dung dịch Ba(OH)2 đã dùng.

c) Tính khối lượng chất kết tủa thu được.

* Lời giải bài 4 trang 9 sgk hoá 9: 

- Theo bài ra, ta có: nCO2 = V/22,4 = 2,24/22,4 = 0,1 (mol).

a) Phương trình phản ứng hóa học:

 CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ trắng + H2O  (*)

b) Theo PTPƯ  (*) ta có:

 nBa(OH)2 = nCO2 = 0,1 (mol).

- Theo bài ra thì: VBa(OH)2 = 200ml = 0,2 (lít).

- Nồng độ mol/l của Ba(OH)2 là:

 

c) Cũng theo PTPƯ (*):

- Ta có:  nBaCO3 = nCO2 = 0,1 (mol).

⇒ mBaCO3 = n.M = 0,1.197 = 19,7 (g).

* Bài 1 trang 11 sgk hoá 9: Viết phương trình hoá học cho mỗi biến đổi sau:

 

  ;

* Lời giải Bài 1 trang 11 sgk hoá 9:

 (1) S + O2 → SO2

 (2) SO2 + CaO → CaSO3

 Hay SO2 + Ca(OH)2(dd) → CaSO3 + H2O

 (3) SO2 + H2O → H2SO3

 (4) H2SO3 + 2NaOH → Na2SO3 + 2H2O

Hoặc H2SO3 + Na2O → Na2SO3 + H2O

 (5) Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + SO2 ↑ + H2O

- Không nên dùng phản ứng: Na2SO3 + 2HCl → 2NaCl + SO2 ↑ + H2O vì HCl dễ bay hơi nên khí SO2 thu được sẽ không tinh khiết.

 (6) SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O

  Hoặc SO2 + Na2O → Na2SO3

* Bài 2 trang 11 sgk hoá 9: Hãy nhận biết từng chất trong mỗi nhóm chất sau bằng phương pháp hóa học:

a) Hai chất rắn màu trắng là CaO và P2O5.

b) Hai chất khí không màu là SO2 và O2.

Viết các phương trình hóa học.

* Lời giải bài 2 trang 11 sgk hoá 9:

- Nhận biết các chất sau:

a) CaO và P2O5

- Lẫy mẫu từng chất và cho vào nước thu được 2 dung dịch Ca(OH)2 và H3PO4

- Dùng quỳ tím cho vào các mẫu này.

- Mẫu nào làm quỳ tím hóa xanh là Ca(OH)2 → chất rắn ban đầu là: CaO.

- Mẫu nào làm quỳ tím hóa đỏ là H3PO4 ⇒ chất rắn ban đầu là P2O5

 PTPƯ: CaO + H2O → Ca(OH)2

  P2O5 + 3H2O → 2H3PO4

b) SO2 và O2.

- Lấy mẫu thử từng khí.

- Lấy quỳ tím ẩm cho vào từng mẫu thử. Mẫu nào làm quỳ tím hóa đỏ là SO2, còn lại là O2.

 PTPƯ: SO2 + H2O → H2SO3

* Bài 5 trang 11 sgk hoá 9: Khí lưu huỳnh đioxit được tạo thành từ cặp chất nào sau đây:

a) K2SO3 và H2SO4.

b) K2SO4 và HCl.

c) Na2SO3 và NaOH.

d) Na2SO4 và CuCl2.

e) Na2SO3 và NaCl.

* Lời giải bài 5 trang 11 sgk hoá 9:

- Khí SO2 được tạo thành từ cặp chất:

  K2SO3 + H2SO4 → K2SO4 + SO2↑ + H2O.

* Bài 6 trang 11 sgk hoá 9: Dẫn 112ml khí SO2 (đktc) đi qua 700ml dung dịch Ca(OH)2 có nồng độ 0,01 M, sản phẩm là muối canxi sunfit.

a) Viết phương trình phản ứng hóa học.

b) Tính khối lượng các chất sau phản ứng.

* Lời giải bài 6 trang 11 sgk hoá 9:

- Theo bài ra ta có: V SO2 = 0,112 (l); V dd Ca(OH)2 = 0,7 (l).

 ⇒ nSO2 = V/22,4 = 0,112/22,4 = 0,005 (mol).

 nCa(OH)2 = CM.Vdd Ca(OH)2 = 0,7.0,01 = 0,007 (mol).

a) Phương trình phản ứng:

 SO2  +  Ca(OH)2 → CaSO3↓  +  H2O

 1 mol    1 mol        1 mol        1 mol

b) Theo PTPƯ và theo bài ra, ta có:

- Tỉ lệ: 

⇒ Vậy SO2 hết Ca(OH)2 dư; Các chất sau phản ứng là Ca(OH)2 và CaSO3

- Theo PTPƯ: nCa(OH)2 = nSO2 = 0,005 (mol).

⇒ nCa(OH)2 dư = 0,007 – 0,005 = 0,002 (mol).

⇒ mCa(OH)2 dư = n.M = 0,002.74 = 0,148 (g).

⇒ nCaSO3 = nSO2 = 0,005 (mol)

⇒ mCaSO3 = n.M = 0,005.120 = 0,6 (g).

Hy vọng với bài viết về tính chất hoá học của một số oxit quan trọng như Canxi oxit, Lưu huỳnh đioxit và bài tập ở trên giúp ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại bình luận dưới bài viết để HayHocHoi.Vn ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt.