Trả lời nhanh
Đáp án B – CuO. Ở nhiệt độ cao, H2 chỉ khử được oxit của những kim loại đứng sau Al trong dãy hoạt động hoá học (từ Zn trở đi). Cu là kim loại yếu nên CuO bị khử thành Cu, còn MgO, CaO, Al2O3 là oxit của kim loại mạnh, H2 không khử được.
Đề bài
Ở nhiệt độ cao, khí H2 khử được oxit nào sau đây?
- A. MgO
- B. CuO
- C. CaO
- D. Al2O3
Giải thích vì sao chọn CuO
Phản ứng khử oxit kim loại bằng H2 thực chất là H2 “lấy” oxi của oxit để tạo nước, còn kim loại được giải phóng. Phản ứng này chỉ xảy ra khi kim loại trong oxit đủ yếu, tức là liên kết kim loại – oxi không quá bền.
Phương trình với CuO:
CuO + H2 → Cu + H2O (điều kiện: t°)
Hiện tượng: chất rắn màu đen (CuO) dần chuyển sang màu đỏ (Cu); trên thành ống nghiệm xuất hiện các giọt nước.
Quy tắc cần nhớ: H2, CO, C khử oxit nào?
| Nhóm oxit | Ví dụ | Bị H2, CO, C khử ở nhiệt độ cao? |
|---|---|---|
| Kim loại mạnh (Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al) | Na2O, BaO, CaO, MgO, Al2O3 | Không |
| Kim loại trung bình và yếu (từ Zn trở đi) | ZnO, Fe2O3, Fe3O4, PbO, CuO | Có |
Mẹo nhớ: “Sau Al mới bị khử” – chỉ những oxit đứng sau Al trong dãy hoạt động mới bị H2 hay CO khử. Muốn điều chế kim loại mạnh (Mg, Ca, Al) phải dùng điện phân nóng chảy.
Loại trừ từng phương án
- A. MgO – sai. Mg là kim loại mạnh, liên kết Mg–O rất bền; H2 không khử được MgO.
- B. CuO – đúng. Cu đứng sau H trong dãy hoạt động, CuO bị H2 khử dễ dàng khi đun nóng.
- C. CaO – sai. Ca là kim loại kiềm thổ hoạt động mạnh, CaO không bị H2 khử.
- D. Al2O3 – sai. Al đứng trước Zn; Al2O3 rất bền, chỉ điều chế Al bằng điện phân nóng chảy Al2O3 (có criolit).
Lỗi sai thường gặp
- Cho rằng Al khử được oxit nào thì H2 cũng khử được oxit đó. Thực tế Al mạnh hơn H2 nhiều: Al khử được cả Fe2O3, Cr2O3… nhưng điều ngược lại không đúng.
- Quên điều kiện nhiệt độ cao: ở nhiệt độ thường, H2 không khử CuO.
- Viết sản phẩm khử Fe2O3 bằng H2 thành FeO hoặc Fe3O4 mà bỏ qua việc đề nói “khử hoàn toàn” – khi đó sản phẩm là Fe: Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O (t°).
Bài luyện tập
Bài 1. Dẫn khí CO dư qua hỗn hợp nung nóng gồm Fe2O3, MgO, ZnO, Al2O3. Những oxit nào bị khử?
Đáp án: Fe2O3 và ZnO (tạo Fe, Zn); MgO và Al2O3 không phản ứng.
Bài 2. Cho luồng H2 dư đi qua ống sứ nung nóng chứa hỗn hợp CuO, MgO, Fe2O3 đến phản ứng hoàn toàn. Chất rắn còn lại gồm những chất nào?
Đáp án: Cu, Fe và MgO (MgO không bị khử).
Bài 3. Khử hoàn toàn 8 gam CuO bằng H2 dư ở nhiệt độ cao. Tính khối lượng Cu thu được.
Giải: nCuO = 8 : 80 = 0,1 mol. Theo phương trình CuO + H2 → Cu + H2O thì nCu = 0,1 mol, nên mCu = 0,1 × 64 = 6,4 gam.
Kết luận
Gặp câu hỏi dạng “H2 (hoặc CO, C) khử được oxit nào”, hãy xếp kim loại trong từng oxit vào dãy hoạt động hoá học: từ Zn trở về sau thì bị khử, trước đó thì không. Vì vậy, đáp án của câu này là B. CuO.
Câu hỏi thường gặp
H2 có khử được Al2O3 không?
Không. Al đứng trước H và trước cả Zn trong dãy hoạt động, Al2O3 rất bền nên H2 không khử được, kể cả ở nhiệt độ cao. Al được điều chế bằng cách điện phân nóng chảy Al2O3.
H2 khử được những oxit nào ở nhiệt độ cao?
H2 khử được oxit của kim loại đứng sau Al trong dãy hoạt động hoá học như ZnO, Fe2O3, Fe3O4, PbO, CuO, tạo kim loại và hơi nước.
Hiện tượng khi dẫn H2 qua CuO nung nóng là gì?
Chất rắn màu đen CuO chuyển dần sang màu đỏ của kim loại Cu, đồng thời có các giọt nước đọng lại trên thành ống nghiệm.
CO có khử được MgO và CaO không?
Không. Giống H2, CO chỉ khử được oxit của kim loại đứng sau Al; MgO, CaO, Na2O, BaO không bị CO khử.