Tính chất hóa học của Oxi (O), Ozon và bài tập về Oxi - hóa 10 bài 29

Oxi O₂ là nguyên tố phi kim có tính oxi hóa mạnh, vậy tính chất hóa học và tính chất vật lý của Oxi cụ thể như thế nào, oxi có ứng dụng gì và làm thế nào để điều chế oxi chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

* Sơ lược về Oxi

• Ký hiệu hoá học: O
• Khối lượng nguyên tử: 16
• Cấu hình electron: 1s²2s²2p⁴
• Công thức phân tử: O₂
• Khối lượng phân tử: 32

I. Tính chất vật lý của Oxi

- Là chất khí không màu, không mùi, nặng hơn không khí. Ít tan trong nước.

II. Tính chất hoá học của Oxi

- Oxi là một nguyên tố hoạt động mạnh (có độ âm điện lớn 3,44 chỉ kém Flo 3,98)

1. Oxi tác dụng với kim loại

- Tác dụng với hầu hết kim loại (trừ Ag, Au và Pt) → Oxit. Các phản ứng thường xảy ra ở nhiệt độ cao.

2Mg + O₂  2MgO

3Fe + 2O₂  Fe₃O₄ (thường tạo hỗn hợp 4 chất rắn)

2. Oxi tác dụng với phi kim

- Oxi phản ứng với hầu hết các phi kim (trừ halogen) tạo thành oxit axit hoặc oxit không tạo muối.

- Các phản ứng thường xảy ra ở nhiệt độ cao.

S + O₂  SO₂                        

C + O₂  CO₂

2C + O₂  2CO                    

N₂ + O₂  2NO (3000⁰C, có tia lửa điện)

3. Oxi Tác dụng với hợp chất có tính khử

2CO + O₂ → 2CO₂

4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂

III. Ứng dụng của Oxi

- Oxi có vai trò quyết định đối với sự sống của người và động vật. Oxi không thể thiếu đối với quá trình hô hấp.

- Oxi cũng được dùng nhiều trong công nghiệp hóa chất, luyện thép, y khoa, hàn cắt kim loại,...

IV. Điều chế Oxi

- Trong phòng thí nghiệp: Phân huỷ các hợp chất giàu oxi và ít bền với nhiệt như KMnO₄, KClO₃,...

2KMnO₄  KMnO₂ + MnO₂ + O₂↑

2KClO₃  2KCl + 3O₂ (MnO₂)

2KNO₃  2KNO₂ + O₂↑

2H₂O₂  2H₂O + O₂↑

- Trong công nghiệp: Điều chế oxi từ không khí hoặc điện phân nước

H₂O  H₂↑ + O₂↑

V. Tính chất của Ozon (O₃)

1. Tính chất vật lý của Ozon

- Là chất khí, mùi đặc trưng, màu xanh nhạt. Khi hóa lỏng có màu xanh đậm. Tan trong nước nhiều hơn oxi.

2. Tính chất hoá học của Ozon

- Có tính oxi hóa mạnh hơn oxi:

O₃ + 2KI + H₂O → 2KOH + I₂↑ + O₂↑                      

2Ag + O₃ → Ag₂O + O₂↑ (phản ứng xảy ra ngay ở nhiệt độ thường).

3. Ứng dụng của Ozon

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

- Trong thương mại dùng để tẩy trắng các loại tinh bột, dầu ăn và nhiều chất khác.

- Trong đời sống được dùng để khử trùng nước ăn, khử mùi, bảo quản hoa quả. 

- Trong y khoa được dùng chữa sâu răng.

4. Điều chế Ozon

- Điều chế ozon: phóng điện qua bình đựng khí oxi.

3O₂ ↔ 2O₃ (tia lửa điện)

VI. Hiđro peoxit H₂O₂

- Là chất lỏng không màu, nặng hơn nước tan trong nước theo bất kì tỉ lệ nào.

- Công thức phân tử H₂O₂ và có cấu tạo dạng H - O - O - H.

- Trong H₂O₂, O có số oxi hóa -1 là mức trung gian giữa -2 và 0 nên H₂O₂ có cả tính khử và tính oxi hóa.

- Là hợp chất kém bền, dễ bị phân hủy. Phản ứng phân hủy H₂O₂ tỏa nhiều nhiệt và xảy ra nhanh khi có mặt xúc tác MnO₂:

2H₂O₂ → 2H₂O + O₂

1. H₂O₂ là chất oxi hóa

H₂O₂ + KNO₂ → KNO₃ + H₂O

H₂O₂ + 2KI → I₂ + 2KOH

2. H₂O₂ là chất khử

Ag₂O + H₂O₂ → 2Ag + H₂O + O₂

5H₂O₂ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ → 2MnSO₄ + 5SO₂ + K₂SO₄ + 8H₂O

  • xem thêm: Bài tập về Oxi , Ozon cơ bản và nâng cao có hướng dẫn

VII. Bài tập về Oxi

Bài 1 trang 127 sgk hóa 10: Hãy ghép cấu hình electron với nguyên tử thích hợp.

Lời giải bài 1 trang 127 sgk hóa 10:

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 bài 2 trang 127 sgk hóa 10:

* Đáp án: B. O₂

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.