Giải SGK Khoa học tự nhiên 8 Bài 12 (Chân trời sáng tạo): Oxide

Giải bài tập KHTN lớp 8 Bài 12: Oxide

Mở đầu trang 56 Khoa học tự nhiên 8: Một số oxide phổ biến tạo nên các khoáng chất như đá granite và thạch anh (oxide của silicon), gỉ sắt (oxide của sắt) và đá vôi (oxide của calcium và carbon). Đá ruby tự nhiên có dải màu từ hồng đậm đến đỏ sẫm do thành phần các oxide của alumium, chromium, … tạo nên. Oxide là gì? Có những loại oxide nào? Chúng có sẵn trong tự nhiên hay phải điều chế?

Trả lời:

– Oxide là hợp chất gồm hai nguyên tố, trong đó có nguyên tố oxygen.

– Có 4 loại oxide:

+ Oxide acid là oxide phản ứng được với dung dịch base tạo thành muối và nước.

+ Oxide base là oxide phản ứng được với dung dịch acid tạo thành muối và nước.

+ Oxide lưỡng tính là oxide vừa phản ứng được với dung dịch acid, vừa phản ứng với dung dịch base.

+ Oxide trung tính là các oxide không phản ứng với dung dịch acid, không phản ứng với dung dịch base.

– Có những oxide có sẵn trong tự nhiên, có những oxide không có sẵn trong tự nhiên con người điều chế ra.

1. Khái niệm oxide – phương trình hoá học tạo ra oxide

Câu hỏi thảo luận 1 trang 56 Khoa học tự nhiên 8: Thành phần của các chất ở Hình 12.1 có đặc điểm gì giống nhau?

Trả lời:

Điểm giống nhau: Các hợp chất này đều gồm 2 nguyên tố, trong đó có 1 nguyên tố là oxygen.

Luyện tập trang 56 Khoa học tự nhiên 8: Chất nào là oxide trong các chất sau: ZnO; SiO₂; KNO₃; Fe₂O₃; Cl₂O₇; K₂CO₃?

Trả lời:

Chất là oxide: ZnO; SiO₂; Fe₂O₃; Cl₂O₇.

Vận dụng trang 57 Khoa học tự nhiên 8: Iron oxide trong công nghiệp có hai màu cơ bản là màu đen của iron(II) oxide và màu nâu đỏ của iron (III) oxide (hình trên). Qua nhiều giai đoạn xử lí công nghiệp, các iron oxide được ứng dụng làm bột màu trong xây dựng, công nghiệp gốm sứ, … Tìm hiểu trên internet và các tài liệu học tập, hãy cho biết thêm một số ứng dụng của các oxide này.

Trả lời:

– Ứng dụng của iron(II) oxide: dùng điều chế Fe₃O₄, muối Fe(II) …

– Ứng dụng của iron (III) oxide: dùng để luyện gang, pha sơn chống gỉ…

Câu hỏi thảo luận 2 trang 57 Khoa học tự nhiên 8: Viết phương trình hoá học của phản ứng ở Ví dụ 2.

Trả lời:

Phương trình hoá học: 2Cu + O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ 2CuO.

Câu hỏi thảo luận 3 trang 57 Khoa học tự nhiên 8: Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra ở Ví dụ 4.

Trả lời:

Phương trình hoá học: C + O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ CO₂.

Luyện tập trang 57 Khoa học tự nhiên 8: Hãy viết các phương trình hoá học giữa khí oxygen và đơn chất tương ứng để tạo ra các oxide sau: Na₂O, SO₂, ZnO.

Trả lời:

4Na + O₂ → 2Na₂O

S + O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$SO₂

2Zn + O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$2ZnO.

Vận dụng trang 58 Khoa học tự nhiên 8: Phần lớn đồ gia dụng, nhà cửa, thiết bị, máy móc, phương tiện giao thông (máy bay, xe cộ, …) đều có sự hiện diện của nhôm (aluminium). Nhôm được điều chế từ quặng bauxite. Hình bên là mẩu quặng bauxite có thành phần chính là aluminium oxide, còn lại là một số oxide khác.

Bằng tìm hiểu qua internet, sách, báo, … hãy liệt kê một số oxide có trong quặng bauxite và cho biết ứng dụng của aluminium oxide.

Trả lời:

Một số oxide có trong quặng bauxite: Al₂O₃; Fe₂O₃; SiO₂ …

Ứng dụng của aluminium oxide: sản xuất nhôm. Ngoài ra, tinh thể Al₂O₃ được dùng làm đồ trang sức, chế tạo các chi tiết trong các ngành kĩ thuật chính xác, như chân kính đồng hồ, thiết bị phát tia laser … Bột Al₂O₃ có độ cứng cao được dùng làm vật liệu mài…

2. Phân loại oxide

Câu hỏi thảo luận 4 trang 58 Khoa học tự nhiên 8: Thành phần của gỉ sét có chứa Fe₂O₃. Từ Ví dụ 5, hãy cho biết vì sao giấm ăn có thể làm sạch được gỉ sét trên bề mặt dụng cụ làm bằng sắt – thép.

Trả lời:

Giấm ăn có tính acid nên có thể phản ứng với gỉ sét tạo thành muối tan dễ rửa trôi.

6CH₃COOH + Fe₂O₃ → 2(CH₃COO)₃Fe + 3H₂O.

Luyện tập trang 58 Khoa học tự nhiên 8: Cho các oxide sau: Fe₂O₃; SiO₂; K₂O; SO₂; NO₂; BaO; CO₂; CuO; CaO. Oxide nào trong các oxide trên là oxide base, oxide acid?

Trả lời:

Oxide base: Fe₂O₃; K₂O; BaO; CuO; CaO.

Oxide acid: SiO₂; SO₂; NO₂; CO₂.

Câu hỏi thảo luận 5 trang 59 Khoa học tự nhiên 8: Khi tiến hành các thí nghiệm với oxide của các kim loại beryllium, lead (chì), chromium (hoá trị III), ta thấy chúng đều vừa tan được trong dung dịch HCl, vừa tan được trong dung dịch NaOH. Theo em các oxide này được gọi là oxide gì.

Trả lời:

Các oxide này là oxide lưỡng tính do vừa tan được trong dung dịch HCl (acid), vừa tan được trong dung dịch NaOH (kiềm).

Luyện tập trang 59 Khoa học tự nhiên 8: Oxide (B) có khối lượng phân tử bằng 80 amu và chứa 60% oxygen theo khối lượng. Hãy xác định công thức hoá học của (B) và cho biết (B) thuộc loại oxide nào (oxide acid, oxide base, oxide lưỡng tính, oxide trung tính).

Trả lời:

Khối lượng oxygen có trong (B) là: $\frac{80.60}{100}=48$(amu).

Số nguyên tử oxygen trong (B) là: 48 : 16 = 3 (nguyên tử).

Khối lượng nguyên tử còn lại trong (B) là: 80 – 48 = 32 (amu).

Vậy (B) là SO₃, đây là oxide acid.

3. Tính chất hoá học của oxide

Câu hỏi thảo luận 6 trang 59 Khoa học tự nhiên 8: Hãy nêu hiện tượng và viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra ở Thí nghiệm 1. Nếu thay dung dịch HCl bằng dung dịch H₂SO₄ thì có phản ứng hoá học xảy ra không? Giải thích.

Trả lời:

Hiện tượng: CuO tan dần, sau phản ứng thu được dung dịch có màu xanh.

Phương trình hoá học: CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O.

Nếu thay HCl bằng H₂SO₄ thì phản ứng vẫn diễn ra, do CuO là oxide base nên tác dụng được với H₂SO₄ là acid.

Luyện tập trang 60 Khoa học tự nhiên 8: Hãy chọn oxide và acid tương ứng, viết phương trình hoá học tạo ra các muối sau:

a) CaCl₂.                                              b) MgSO₄.

c) FeCl₂.                                              d) Fe₂(SO₄)₃.

Trả lời:

a) CaO + 2HCl → CaCl₂ + H₂O

b) MgO + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂O

c) FeO + 2HCl → FeCl₂ + H₂O

d) Fe₂O₃ + 3H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O.

Vận dụng trang 60 Khoa học tự nhiên 8: Zinc chloride (ZnCl₂) có nhiều ứng dụng như: dùng làm chất sát trùng, bảo quản gỗ, …

a) Bằng tìm hiểu từ sách, báo và internet, hãy cho biết thêm một số ứng dụng của zinc chloride.

b) Trong phòng thí nghiệm, zinc chloride có thể được tạo ra từ zinc oxide. Tính khối lượng zinc oxide cần phản ứng với dung dịch HCl dư để thu được 34 gam zinc chloride.

Trả lời:

a) Một số ứng dụng của zinc chloride: được dùng để mạ kẽm lên sắt, bôi vào khuôn trước khi đúc, đánh bóng thép, là hoá chất làm sạch bề mặt kim loại trước khi hàn. Ngoài ra, zinc chloride còn được dùng để làm chất tạo màu trắng trong sơn, chất xúc tác trong công nghiệp chế biến mủ cao su …

b) Phương trình hoá học: ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O

Tỉ lệ:                                1 :      2 :      1        :         1

Theo bài ra: $n_{ZnC{l}_2}=\frac{34}{136}=\mathrm{0,25}\left(mol\right);$

Theo phương trình hoá học: $n_{ZnO}=n_{ZnC{l}_2}=\mathrm{0,25}\left(mol\right).$

Khối lượng ZnO cần dùng là: m_ZnO = 0,25 × 81 = 20,25 gam.

Câu hỏi thảo luận 7 trang 60 Khoa học tự nhiên 8: Quan sát Thí nghiệm 2 (Hình 12.6), hãy nêu hiện tượng và phản ứng hoá học của phản ứng xảy ra trong cốc thuỷ tinh.

Trả lời:

Hiện tượng: Có kết tủa trắng xuất hiện.

Phương trình hoá học: CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O.

Luyện tập trang 61 Khoa học tự nhiên 8: Có các oxide sau: SO₃, P₂O₅, CO, MgO. Oxide nào phản ứng được với dung dịch KOH? Oxide nào phản ứng được với dung dịch HCl? Viết phương trình hoá học của phản ứng.

Trả lời:

– Các oxide phản ứng với KOH là: SO₃, P₂O₅.

Phương trình hoá học minh hoạ:

SO₃ + 2KOH → K₂SO₄ + H₂O

P₂O₅ + 6KOH → 2K₃PO₄ + 3H₂O

– Oxide phản ứng với dung dịch HCl là: MgO

Phương trình hoá học minh hoạ:

MgO + 2HCl → MgCl₂ + H₂O.

Vận dụng trang 61 Khoa học tự nhiên 8: Baking soda được sử dụng nhiều trong đời sống. Thành phần chính của baking soda có công thức hoá học là NaHCO₃ (sodium hydrogencarbonate).

Sodium hydrogencarbonate có thể được tạo ra bằng cách cho carbon dioxide tác dụng với sodium hydroxide.

a) Viết phương trình hoá học của phản ứng.

b) Tính thể tích carbon dioxide (đkc) và khối lượng sodium hydroxide cần để tạo ra 420 gam sodium hydrogencarbonate.

Trả lời:

a) Phương trình hoá học của phản ứng:

CO₂ + NaOH → NaHCO₃.

b) Theo bài ra: $n_{NaHC{O}_3}=\frac{420}{84}=5\left(mol\right)$

Theo phương trình hoá học: $n_{C{O}_2}=n_{NaOH}=n_{NaHC{O}_3}$

Thể tích carbon dioxide (đkc) cần dùng là:

                                              $V_{C{O}_2}=5\times \mathrm{24,79}=\mathrm{123,95}\left(L\right).$

Khối lượng sodium hydroxide cần dùng là:

m_NaOH = 5 × 40 = 200 (gam).