Lý Thuyết Về Oxi Và Tính Chất Hóa Học Của Oxi Hóa Lớp 10

Oxi là một trong những nguyên tố hóa học quan trọng trong chương trình Hóa cấp 3. Trong bài viết dưới đây, Team Marathon Education đã tổng hợp và chia sẻ đến những kiến thức về Oxi bao gồm công thức hóa học, tính chất vật lý, tính chất hóa học của Oxi cũng như cách điều chế và ứng dụng của hợp chất này. Các em hãy cùng theo dõi nhé!

>>> Xem thêm:

• Axit Là Gì? Lý Thuyết Về Tính Chất Hóa Học Của Axit
• Bazơ Là Gì? Lý Thuyết Về Tính Chất Hóa Học Của Bazơ
• Muối Là Gì? Lý Thuyết Về Tính Chất Hóa Học Của Muối

Khái quát về Oxi

Oxi (công thức phân tử là O₂) là một nguyên tố hóa học có số hiệu nguyên tử là 8, thuộc nhóm VI và chu kì 2 của bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Ở điều kiện thường, Oxi tồn tại chủ yếu ở dạng phân tử khí O₂, hoặc trong các Oxit, hợp chất chứa Oxi.

Công thức cấu tạo của phân tử Oxi là: O=O.

Tính chất vật lý của Oxi

• Oxi không màu, không mùi, không vị.
• Oxi ít tan trong nước. Ở điều kiện 20 độ C và 1 atm, 100ml nước hòa tan được 3.1ml khí Oxi. Độ tan của Oxi trong điều kiện này là 0,0043g trong 100g nước.
• Tỷ khối của Oxi (32) so với không khí (29) là 1.103. Do đó, Oxi nặng hơn không khí.
• Oxi hóa lỏng ở nhiệt độ -183 độ C và có màu xanh nhạt khi chịu áp suất của khí quyển.

Tính chất hóa học của Oxi

Khi tìm hiểu về một nguyên tố hóa học bất kỳ, các em cần nắm rõ các tính chất hóa học đặc trưng của nguyên tố đó để vận dụng làm bài tập hiệu quả hơn.

Khi tham gia phản ứng hóa học, do có độ âm điện lớn (3,44), chỉ kém Flo (3,98), nên phân tử Oxi dễ dàng nhận thêm 2e. Oxi thường có số oxi hóa là -2 trong các hợp chất (trừ Peoxit) và tác dụng với hầu hết các kim loại (trừ Pt và Au). Đồng thời, Oxi còn tác dụng với nhiều hợp chất vô cơ và hữu cơ khác.

Tác dụng với kim loại tạo thành Oxit Bazơ

Tính chất hóa học đặc trưng đầu tiên của Oxi là tác dụng với hầu hết kim loại (trừ Au và Pt) trong điều kiện nhiệt độ tạo thành Oxit Bazơ.

Ví dụ:

4Al+3O_2  \xrightarrow{t^\circ} 2Al_2O_3 \text{ (Nhôm Oxit)}\\
3Fe+2O_2 \xrightarrow{t^\circ} Fe_3O_4 \text{ (Oxit sắt từ)}\\

>>> Xem thêm: Khái Quát Về Kim Loại Và Tính Chất Hóa Học Của Kim Loại

Tác dụng với phi kim tạo thành Oxit Axit

Nguyên tố Oxi tác dụng với hầu hết phi kim (trừ nhóm Halogen) trong điều kiện nhiệt độ để tạo ra Oxit Axit. Đây là một trong những tính chất hóa học đặc trưng khác của Oxi.

Ví dụ:

C+O_2 \xrightarrow{t^\circ} CO_2\\
N_2+O_2 \xrightarrow{t^\circ} 2NO

Trong trường hợp đặc biệt, khi O₂ tác dụng với H₂ sẽ gây ra phản ứng nổ mạnh. Số mol của H₂ và O₂ có tỉ lệ 2:1.

2H_2+O_2 \xrightarrow{t^\circ} 2H_2O

Tác dụng với hợp chất có tính khử

Oxi tác dụng với các chất có tính khử như SO₂, H₂S để tạo ra Oxit.

2SO_2+O_2 \xrightarrow{t^\circ} 2SO_3\\
2H_2S+3O_2 \xrightarrow{t^\circ} 2H_2O+2SO_3

Tác dụng với hợp chất hữu cơ

 C_2H_5OH+3O_2\xrightarrow{t^\circ} 2CO_2+3H_2O

Các ứng dụng của Oxi trong cuộc sống

• Oxi là một nguyên tố vô cùng quan trọng, ảnh hưởng đến sự sống của con người và động vật. Oxi không thể thiếu đối với quá trình hô hấp của mỗi người.
• Ngoài ra, Oxi còn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như luyện thép, công nghiệp hóa chất, hàn cắt kim loại, y khoa,…

Cách điều chế Oxi

Điều chế Oxi trong phòng thí nghiệm

Trong phòng thí nghiệm, khí Oxi được điều chế bằng những cách sau đây:

• Phân hủy các hợp chất giàu Oxi và ít bền với nhiệt như KClO₃ (rắn), KMnO₄ (rắn),…

2KMnO_4 \xrightarrow{t^\circ} K_2MnO_4+MnO_2+O_2\\
2KClO_3 \xrightarrow{t^\circ} 2KCl+2O_2

• Phân hủy peoxit H₂O₂ với chất xúc tác là MnO₂:

2H_2O_2 \xrightarrow{MnO_2} 2H_2O+O_2

Điều chế Oxi trong công nghiệp

Từ không khí

Không khí sau khi được loại bỏ hết bụi, hơi nước, khí cacbon đioxit sẽ được tiến hành hóa lỏng. Sau đó, người làm thí nghiệm tiến hành chưng cất phân đoạn không khí lỏng và thu được Oxi. Nguyên tử Oxi được vận chuyển trong những bình thép khép kín có dung tích 100 lít, dưới áp suất 150 atm.

Từ nước

Người làm thí nghiệm tiến hành điện phân nước (có hòa tan thêm một ít H₂SO₄ hoặc NaOH để tăng tính dẫn điện của nước), sau đó sẽ thu được khí Oxi (O₂) ở cực dương và khí Hidro (H₂) ở cực âm.

2H_2O \xrightarrow{điện \ phân} 2H_2+O_2

Bài tập về tính chất hóa học của oxi

Bài tập 1: Đun nóng kali clorat (KClO₃) thu được 3,36 lít khí oxi ở đktc.

a. Viết phương trình phản ứng xảy ra

b. Tính khối lượng KClO₃ cần dùng trong phản ứng

Lời giải:

\begin{aligned}
& \small a.
\\
& \small \text{Phương trình phản ứng: } 2KClO_3 \xrightarrow{t^o} 2KCl + 3O_2
\\
& \small b.
\\
& \small \text{Số mol khí oxi (đktc): } n_{O_2} = \frac{V}{22,4} = \frac{3,36}{22,4} = 0,15 \ mol
\\
& \small \text{Theo phương trình phản ứng ta có: } n_{KClO_3} = \frac{2}{3}.n_{O_2} = 0,1 \ mol
\\
& \small \text{Khối lượng } KClO_3 \text{ cần dùng trong phản ứng: } m_{KClO_3} = n.M = 0,1.122,5 = 12,25 \ g
\end{aligned}

Bài tập 2: Đốt cháy 12,4 g photpho trong bình chứa khí oxi.

a. Viết phương trình phản ứng xảy ra

b. Tính thể tích khí oxi (đktc) cần dùng để đốt cháy lượng photpho trên

Lời giải:

\begin{aligned}
& \small a.
\\
& \small \text{Phương trình phản ứng: } 4P + 5O_2 \xrightarrow{t^o} 2P_2O_5
\\
& \small b.
\\
& \small \text{Số mol khí photpho: } n_{P} = \frac{m}{M} = \frac{12,4}{31} = 0,4 \ mol
\\
& \small \text{Theo phương trình phản ứng ta có: } n_{O_2} = \frac{5}{4}.n_{p} = 0,5 \ mol
\\
& \small \text{Thể tích khí oxi (đktc) cần dùng: } V_{O_2} = n.22,4 = 0,5.22,4 = 11,2 \ l
\end{aligned}

Bài tập 3: Một oxit axit có 60% khối lượng là oxi. Tìm nguyên tố còn lại của oxit axit đó biết khối lượng mol của oxit axit là 80.

Lời giải:

\begin{aligned}
& \small \text{\% khối lượng nguyên tố còn lại trong oxit axit: } 100\% - 60\% = 40\%
\\
& \small \text{Khối lượng mol của nguyên tố còn lại trong oxit axit: } M = \frac{80}{100}.40 = 32 \ đvC
\\
& \small \text{Vậy nguyên tố còn lại trong oxit axit là lưu huỳnh (S).}
\end{aligned}

Tham khảo ngay các khoá học online của Marathon Education

Qua bài viết này, mong rằng các em đã nắm được những kiến thức trọng tâm của về cấu tạo, công thức, tính chất vật lý và tính chất hóa học của Oxi. Các em hãy thường xuyên truy cập website của Marathon để học trực tuyến kiến thức bổ ích khác. Chúc các em học tập tốt và bứt phá điểm số thành công!