BÀI 33. AXIT SUNFURIC – MUỐI SUNFAT
I. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM
A. AXIT SUNFURIC
1. Tính chất vật lí
- Axit sunfuric là chất lỏng sánh như dầu, không màu, không bay hơi, nặng gấp 2 lần nước.
- Tan vô hạn trong nước và tỏa rất nhiều nhiệt.
Lưu ý: để pha loãng dung dịch H2SO4 đặc, ta cần rót từ từ axit vào nước, khuấy nhẹ và không làm ngược lại.
2. Tính chất hóa học
a. Tính chất của dung dịch H2SO4 loãng
H2SO4 loãng mang những tính chất chung của một axit:
Làm đỏ quì tím, tác dụng kim loại (trước H) giải phóng H2, tác dụng bazơ, oxit bazơ và nhiều muối.
H2SO4 + Fe → FeSO4 + H2
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
H2SO4 + CuO → CuSO4 + H2O
H2SO4 + BaCl2 → BaSO4 + 2HCl
H2SO4 + Na2SO3 → Na2SO4 + H2O + SO2
b. Tính chất của dung dịch H2SO4 đặc
H2SO4 đặc ngoài mang tính chất của một axit, chúng còn có tính oxi hóa mạnh
- Tác dụng với kim loại :
2Fe + 6H2SO4 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
3Zn + 4H2SO4 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)3ZnSO4 + S + 4H2O
4Mg + 5H2SO4 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)}4MgSO4 + H2S + 4H2O
Lưu ý : Al, Fe, Cr không tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nguội.
-Tác dụng với phi kim :
2H2SO4 đặc + S \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) 3SO2 + 2H2O
5H2SO4 đặc + 2P \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O
- Hút nước một số hợp chất hữu cơ
C12H22O11 \( \xrightarrow{{{H}_{2}}S{{O}_{4\text{ d}ac~~~~}}}\) 12C + 11 H2O
3. Ứng dụng
- Axit sunfuric là hóa chất hàng đầu được dùng trong nhiều ngành sản xuất. Hàng năm các nước trên thế giới sản xuất khoảng 160 triệu tấn H2SO4.
- Sản xuất phân bón, thuốc trừ sâu, chất giặt rửa tổng hợp, ....
4. Sản xuất axit sunfuric
\(\begin{align} & Fe{{S}_{2}} \\ & \,\,\,\,\,\,\,\,\,\searrow \\ & \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,S{{O}_{2}}\to \,\,\,S{{O}_{3}}\to \,{{H}_{2}}S{{O}_{4}}. \\ & \,\,\,\,\,\,\,\nearrow \\ & \,\,S\, \\ \end{align}\)
B. MUỐI SUNFAT, NHẬN BIẾT ION SUNFAT
1. Muối sunfat
Có 2 loại muối sunfat:
- Muối trung hòa chứa ion SO42- , phần lớn muối sunfat đều tan trừ BaSO4, SrSO4, PbSO4 không tan.
- Muối axit chứa ion HSO4-.
2. Nhận biết ion sunfat
Ta dùng dung dịch muối bari hoặc Ba(OH)2. Sản phẩm tạo thành BaSO4 có kết tủa trắng, không tan trong axit.
H2SO4 + BaCl2 → BaSO4 + 2HCl
II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
Một số công thức cần lưu ý trong quá trình làm bài
- H2SO4 loãng tác dụng với kim loại
\({{m}_{mu}}_{oi}={{m}_{kimlo}}_{ai}+{{m}_{{{H}_{2}}S{{O}_{4}}}}-{{m}_{{{H}_{2}}}}={{m}_{kimlo}}_{ai}+96.{{n}_{{{H}_{2}}}}={{m}_{kimlo}}_{ai}+96.{{n}_{{{H}_{2}}}}_{S{{O}_{4}}}\)
- H2SO4 loãng tác dụng với oxit bazơ
\({{m}_{mu}}_{oi}={{m}_{oxit}}+{{m}_{{{H}_{2}}S{{O}_{4}}}}-{{m}_{{{H}_{2}}O}}=\text{ }{{m}_{oxit}}~+\text{ }80{{n}_{{{H}_{2}}S{{O}_{4}}}}~=\text{ }{{m}_{oxit}}~+\text{ }80{{n}_{\left( O\text{ }trong\text{ }oxit \right)}}\)
- H2SO4 đặc tác dụng với kim loại
III. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Bài 1 (trang 143 SGK Hóa 10):
Một hợp chất có thành phần theo khối lượng 35,96% S; 62,92 %O và 1,12 %H. Hợp chất này có công thức hóa học là:
A. H2SO3.
B. H2SO4.
C. H2S2O7.
D. H2S2O8.
Hướng dẫn giải:
Chọn C.
Gọi CT hợp chất là HxSyOz
Ta có x : y : z = 1,12 %/1 : 35,96% /32 : 62,92 %/16 = 1,12 : 1,12 : 3,93 = 2: 2 : 7
⇒ CT: H2S2O7
Bài 2 (trang 143 SGK Hóa 10):
Số oxi hóa của lưu huỳnh trong một loại hợp chất oleum H2S2O7 là:
A. +2.
B. +4.
C. +6.
D. +8.
Hướng dẫn giải:
Chọn C.
Gọi số oxi hóa của S là x
Ta có 1.2 + 2.x + 7.(-2) = 0 ⇒ x = 6 ⇒ số oxi hóa của S là +6.
Bài 3 (trang 143 SGK Hóa 10):
Có 4 lọ, mỗi lọ đựng một dung dịch không màu: NaCl, HCl, Na2SO4, Ba(NO3)2. Hãy nhận biết dung dịch đựng trong mỗi lọ bằng phương pháp hóa học. Viết các phương trình hóa học xảy ra, nếu có.
Hướng dẫn giải:
Trích mẫu thử từ các hóa chất cần nhận biết cho vào 4 ống nghiệm khác nhau và đánh số thứ tự:
- Cho quỳ tím vào 4 ống nghiệm, ống nghiệm nào có hiện tượng quỳ tím chuyển sang màu đỏ => Ống nghiệm đó chứa HCl.
- Cho dung dịch BaCl2 vào 3 ống nghiệm chứa 3 mẫu thử còn lại, ống nghiệm nào xuất hiện kết tủa trắng là Na2SO4 => Ống nghiệm đó chứa dung dịch Na2SO4
BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4 + 2NaCl
- Cho dung dịch AgNO3 vào 2 ống nghiệm chứa 2 mẫu thử còn lại, ống nghiệm nào xuất hiện kết tủa trắng chứng tỏ ống nghiệm đó chứa dung dịch NaCl
NaCl + AgNO3 → AgCl↓ + NaNO3
- Ống nghiệm còn lại chứa dung dịch Ba(NO3)2.
Bài 4 (trang 143 SGK Hóa 10):
a) Axit sunfuric đặc được dùng làm khô những khí ẩm, hãy dẫn ra một thí dụ. Có những khí ẩm không được làm khô bằng axit sunfuric đặc, hãy dẫn ra một thí dụ. Vì sao?
b) Axit sunfric đặc có thể biến nhiều hợp chất hữu cơ thành than được gọi là sự hóa than. Dẫn ra những thí dụ về sự hóa than của glucozơ, saccarozơ.
c) Sự làm khô và sự hóa than khác nhau như thế nào?
Hướng dẫn giải:
a) Axit sunfuric đặc được dùng làm khô những khí ẩm. Thí dụ làm khô khí CO2, không làm khô được khí H2S,…(do có tính khử).
H2SO4đ + 3H2S → 4S + 4H2O
b) Axit sunfuric đặc có thể biến nhiều hợp chất hữu cơ thành than:
C12H22O11 \( \xrightarrow{{{H}_{2}}S{{O}_{4\text{ d}ac~~~~}}}\) 12C + 11 H2O
c) Sự làm khô: chất được làm khô không bị biến đổi thành chất khác.
Sự hóa than: chất tiếp xúc với H2SO4 đặc biến thành chất khác trong đó có cacbon.
Bài 5 (trang 143 SGK Hóa 10):
a) Trong trường hợp nào axit sunfuric có nhưng tính chất hóa học chung của một axit ? Đó là những tính chất nào? Dẫn ra những phương trình phản ứng để minh họa.
b) Trong trường hợp nào axit sunfuric có những tính chất hóa học đặc trưng? Đó là những tính chất nào? Dẫn ra những phương trình phản ứng để minh họa.
Hướng dẫn giải:
a) Dung dịch axit sunfuric loãng có những tính chất chung của axit, đó là:
– Đổi màu quỳ tím thành đỏ.
– Tác dụng với kim loại giải phóng hiđro.
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
– Tác dụng với oxit bazơ và bazơ
Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2H2O
– Tác dụng với nhiều chất muối
BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 +2HCl
b) Tính chất hóa học đặc trưng của axit sunfuric đặc là tính oxi hóa mạnh và tính háo nước:
– Tính chất oxi hóa mạnh
2H2SO4 + Cu → CuSO4 + SO2 + 2H2O
– Tính háo nước:
C12H22O11 \( \xrightarrow{{{H}_{2}}S{{O}_{4\text{ d}ac~~~~}}}\) 12C + 11 H2O
Bài 6 (trang 143 SGK Hóa 10):
Có 100ml dung dịch H2SO4 98%, khối lượng riêng là 1,84 g/ml. Người ta muốn pha loãng thể tích H2SO4 trên thành dung dịch H2SO4 20%.
a) Tính thể tích nước cần dung để pha loãng.
b) Khi pha loãng phải tiến hành như thế nào?
Hướng dẫn giải:
a) Thể tích nước cần dùng để pha loãng.
m dung dịch H2SO4 = 100ml . 1,84 g/ml = 184g
m H2SO4 nguyên chất = 98%.184 = 180,32 gam.
m dung dịch axit 20% có chứa 180,32g H2SO4 nguyên chất = 180,32.100/20 = 901,6 gam
Khối lượng nước cần bổ sung vào 100ml dung dịch H2SO4 98% để có được dung dịch 20% là
901,6g – 184g = 717,6g.
Vì khối lượng riêng của nước là 1 g/ml nên thể tích nước cần bổ sung là 717,6 ml.
b) Cách tiến hành khi pha loãng
Khi pha loãng lấy 717,6 ml H2O vào ống đong hình trụ có thể tích khoảng 2 lít. Sau đó cho từ từ 100ml H2SO4 98% vào lượng nước trên, cho axit chảy theo một đũa thủy tinh, khuấy nhẹ đều đũa thủy tinh. Không được đổ nước vào axit 98%, axit sẽ bắn vào da, mắt ... và gây bỏng rất nặng.
Trên đây là gợi ý giải bài tập hóa 10 Axit sunfuric – Muối sunfat do giáo viên ICAN trực tiếp biên soạn theo chương trình mới nhất. Chúc các bạn học tập vui vẻ.