Phản ứng Zn + HCl → ZnCl2 + H2
1. Phương trình phản ứng Zn tác dụng HCl
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑
Đây cũng là một trong các phương trình điều chế khí hiđro phản ứng thế
2. Điều kiện để phản ứng Zn tác dụng HCl
Nhiệt độ
3. Điều chế H2 trong phòng thí nghiệm
Trong phòng thí nghiệm để điều chế H2 thường sử dụng axit HCl (hoặc H2SO4 loãng) và kim loại Zn (hoặc Fe, hoặc Al).
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑
Khí H2 ít tan trong nước và nhẹ hơn không khí nên ta có thể thu H2 theo 2 cách:
Đẩy nước và đẩy không khí.
4. Bản chất của các chất tham gia phản ứng
4.1. Bản chất của Zn (Kẽm)
– Trong phản ứng trên Zn là chất khử.
– Zn là kim loại hoạt động có tính khử mạnh tác dụng được với các axit.
4.2. Bản chất của HCl (Axit clohidric)
– Trong phản ứng trên HCl là chất oxi hoá.
– HCl tác dụng với kim loại đứng trước H trong dãy hoạt động hóa học ( trừ Pb) tạo thành muối và khí hidro.
5. Tính chất hoá học của Zn
Kẽm là kim loại hoạt động có tính khử mạnh Zn → Zn2+ + 2e
5.1. Tác dụng với phi kim
Zn tác dụng trực tiếp với nhiều phi kim.
2Zn + O2 → 2ZnO
Zn + Cl2 → ZnCl2
5.2. Tác dụng với axit
– Với các dung dịch axit HCl, H2SO4 loãng:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
– Với dung dịch HNO3, H2SO4 đặc:
Zn + 4HNO3 đ → Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
5.3. Tác dụng với H2O
Phản ứng này hầu như không xảy ra vì trên bề mặt của kẽm có màng oxit bảo vệ.
5.4. Tác dụng với bazơ
Kẽm tác dụng với dung dịch bazơ mạnh: NaOH, KOH, Ca(OH)2….
Zn + 2NaOH + 2H2O → Na2[Zn(OH)4] + H2
5.5. Điều chế
Kẽm là nguyên tố được sử dụng phổ biến thứ 4, sau sắt, đồng, nhôm. Khoảng 70% lượng kẽm hiện nay đến từ việc khai thác quặng kẽm, phần còn lại sẽ từ hoạt động tái chế. 95% kẽm khai thác từ quặng sulfit. Trên thế giới các mỏ quặng kẽm tập trung nhiều tại Trung Quốc, Peru và Australia.
Quặng kẽm sẽ được nghiền nhỏ và trải qua nhiều công đoạn xử lý, tinh chế để thu được kim loại kẽm tinh khiết:
Chuyển kẽm sulfit thành kẽm oxit: 2 ZnS + 3 O2 → 2 ZnO + 2 SO2.
Khử kẽm oxit với cacbon hoặc CO ở 950 °C tạo kim loại kẽm ở dạng hơi. Hơi kẽm được thu hồi trong bình ngưng tụ:
2 ZnO + C → 2 Zn + CO2
2 ZnO + 2 CO → 2 Zn + 2 CO2.
Ngoài ra có thể khử ZnO bằng phương pháp sử dụng dung dịch H2SO4 sau đó điện phân thu kẽm kim loại:
ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O
2 ZnSO4 + 2 H2O → 2 Zn + 2 H2SO4 + O2
6. Tính chất hóa học của HCl
Dung dịch axit HCl có đầy đủ tính chất hoá học của một axit mạnh.
6.1. Tác dụng chất chỉ thị
Dung dịch HCl làm quì tím hoá đỏ (nhận biết axit)
HCl → H+ + Cl–
6.2. Tác dụng với kim loại
Tác dụng với KL (đứng trước H trong dãy Bêkêtôp) tạo muối (với hóa trị thấp của kim loại) và giải phóng khí hidrô (thể hiện tính oxi hóa)
Fe + 2HCl 
FeCl2 + H2
2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2
Cu + HCl → không có phản ứng
6.3. Tác dụng với oxit bazo và bazo
Sản phẩm tạo muối và nước
NaOH + HCl → NaCl + H2 O
CuO + 2HCl CuCl2 + H2 O
Fe2 O3 + 6HCl 2FeCl3 + 3H2 O
6.4. Tác dụng với muối (theo điều kiện phản ứng trao đổi)
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2↑
AgNO3 + HCl → AgCl↓ + HNO3
(dùng để nhận biết gốc clorua )
Ngoài tính chất đặc trưng là axit , dung dịch axit HCl đặc còn thể hiện vai trò chất khử khi tác dụng chất oxi hoá mạnh như KMnO4, MnO2, K2 Cr2O7, MnO2, KClO3 ……
4HCl + MnO2 MnCl2 + Cl + 2H2 O
K2 Cr2 O7 + 14HCl → 3Cl2 + 2KCl + 2CrCl3 + 7H2 O
Hỗn hợp 3 thể tích HCl và 1 thể tích HNO3 đặc được gọi là hỗn hợp nước cường toan ( cường thuỷ) có khả năng hoà tan được Au ( vàng)
3HCl + HNO3 → 2Cl + NOCl + 2H2O
NOCl → NO + Cl
Au + 3Cl → AuCl3
7. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1. Trong những oxit sau: CuO, MgO, Fe2O3, CaO, Na2O. Oxit nào không bị Hidro khử:
A. CuO, MgO
B. Fe2O3, Na2O
C. Fe2O3, CaO
D. CaO, Na2O, MgO
Lời giải:
Câu 2. 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
Lời giải:
Câu 3. Điều chế Hidro trong công nghiệp, người ta dùng:
A. Cho Zn + HCl
B. Fe + H2SO4
C. Điện phân nước
D. Khí dầu hỏa
Lời giải:
Câu 4. Sau phản ứng Zn và HCl trong phòng thí nghiệm, đưa que đóm đang cháy vào ống dẫn khí , khí thoát ra cháy được trong không khí với ngọn lửa màu gì?
A. Đỏ
B. Xanh nhạt
C. Cam
D. Tím
Lời giải:
Câu 5. Cho 6,5g Zn phản ứng với axit clohidric thấy có khí bay lên với thể tích là
A. 22,4 (l)
B. 0,224 (l)
C. 2,24 (l)
D. 4,8 (l)
Lời giải:
Câu 6. Các phản ứng cho dưới đây, phản ứng nào là phản ứng oxi hoá- khử?
A. CO2 + NaOH → NaHCO3
B. CO2+ H2O → H2CO3
C. CO2 + 2Mg → 2MgO + C
D. CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3+ H2O
Lời giải:
Câu 7. Cho các phản ứng sau, phản ứng nào không phải phản ứng thế
A. Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
B. Fe + CuSO4 → FeSO4+ Cu
C. H2SO4 + BaCl2→ BaSO4 + HCl
D. Al + CuO → Cu + Al2O3
Lời giải:
Câu 8. Dung dịch A chứa 0,4 mol HCl, dung dịch B chứa 0,2 mol KHCO3 và 0,3 mol K2CO3. Nếu cho từ từ dung dịch A vào dung dịch B thì thoát ra x mol khí . Nếu cho từ từ dung dịch A vào dung dịch B thì thoát ra y mol khí. Giá trị của x và y lần lượt là
A. 0,10 và 0,50
B. 0,30 và 0,20
C. 0,20 và 0,30
D. 0,10 và 0,25
Lời giải:
Nếu cho từ từ HCl (X) vào dung dịch Y, phản ứng 1 và 2 sau đây sẽ xảy ra lần lượt:
HCl + K2CO3 → KHCO3 + KCl (1)
HCl + KHCO3 → KCl + H2O + CO2 (2)
Phản ứng 1: nK2CO3 = nHCl p/u (1) = 0,3 mol
Phản ứng 2: nCO2= nHCl p/u (2) = 0,4 – 0,3 = 0,1 mol
Nếu cho từ từ Y vào dung dịch HCl (X): phản ứng 3 và 4 sau đây sẽ xảy ra đồng thời:
2HCl + K2CO3 → KCl + H2O + CO2 (3)
HCl + KHCO3 → KCl + H2O + CO2 (4)
Tỉ lệ số mol phản ứng là: nKHCO3 : nK2CO3 = 2 : 3
Đặt số mol KHCO3 phản ứng là x thì số mol K2CO3 phản ứng là 1,5x
Phản ứng 3: nHCl p/u (3) = 2nCO2= 3x
Phản ứng 4: nHCl p/u (4) = nKHCO3 = x
Ta có: nHCl = 4x = 0,4 mol .
Vậy x = 0,1 mol
nCO2 = 1,5x + x. Vậy nCO2 = 0,25 mol
Xem thêm các phương trình hóa học khác:
Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu
Zn + NaOH + H2O → Na2[Zn(OH)4] + H2
ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O
ZnO + NaOH → Na2ZnO2 + H2O
Zn(OH)2 + HCl → ZnCl2 + H2O
Cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết tại Giải Bài Tập. Mời các bạn cùng xem các nội dung giải trí học tập và các kiến thức thú vị khác tại đây.
