CHƯƠNG 1: CÁC LOẠI HỢP CHẤT VÔ CƠ

Bài 4: Một số axit quan trọng

  1. Kiến thức cần nhớ:
  • Tính chất, ứng dụng, cách nhận biết axit HCl, H2SO4 đặc (tác dụng với kim loại, tính háo nước). Phương pháp sản xuất axit H2SO4 trong công nghiệp.
  • Quan sát thí nghiệm và rút ra kết luận về tính chất hoá học của axit HCl, H2SO4 đặc và loãng.
  • Dự đoán, kiểm tra và kết luận được về tính chất hoá học của axit HCl, H2SO4 loãng, H2SO4 đặc tác dụng với kim loại.
  • Viết các pthh chứng minh tính chất của axit H9SO4 loãng và H2SO4 đặc, nóng.
  • Nhận biết được dung dịch HCl và dung dịch muối clorua, axit H2SO4 và dung dịch muối sunfat.
  • Tính nồng độ hoặc khối lượng dung dịch axit HCl, H2SO4 trong phản ứng.
  1. Lý thuyết:

A. Axit clohiđric HCl

  • Công thức hóa học: HCl
  • Phân tử khối: 36,5
  • Tên gọi: axit clohidric
  • Dung dịch axit clohidric đậm đặc là dung dịch bão hòa hidro clorua,  có nồng độ khoảng 37%.
  1. Tính chất hóa học:
  • Axit clohidric là một axit mạnh.
  • Dung dịch axit clohidric làm đổi mà qùi tím thành đỏ.
  • Tác dụng với kim loại  đứng trước hidro tạo thành muối clorua và giải phóng H2.

Zn   +   2HCl    ZnCl2   +   H2

  • Tác dụng với bazơ tạo thành muối clorua và nước.

Ca(OH)2   +   2HCl     CaCl2  +   2H2O

  • Tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối clorua và nước.

CaO   +   2HCl    CaCl2  +  H2O

  1. Ứng dụng:
  • HCl dùng để:
  • Điều chế các muối clorua.
  • Làm sạch bề mặt kim loại trước khi hàn.
  • Tẩy gỉ kim loại trước khi sơn, tráng, mạ kim loại.
  • Dùng trong chế biến thực phẩm, dược phẩm

B. Axit sunfuric H2SO4

  • Công thức hóa học: H2SO4
  • Phân tử khối: 98
  • Tên gọi: axit sunfuric
      1.  
  1. Tính chất vật lý :

Chất lỏng không màu, sánh như dầu thực vật, không bay hơi, dễ tan trong nước và tỏa rất nhiều nhiệt. Nguyên tắc pha loãng axit sunfuric là rót từ từ axit sunfuric đậm đặc vào nước.

    1.  
  1. 2.Tính chất hóa học:
  2. a.Axit sunfuric loãng:
  • Dung dịch axit sunfuric loãng làm đổi màu quỳ tím thành đỏ.
  • Tác dụng với kim loại  đứng trước hidro tạo thành muối sunfat và giải phóng H2.

Zn    +    H2SO4     ZnSO4    +    H2

  • Tác dụng với bazơ tạo thành muối sunfat và nước.

Ca(OH)2    +   H2SO4      CaSO4     +   2H2O

  • Tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối sunfat và nước.

   CaO   +   H2SO4    CaSO4   +   2H2O

  1. Axit sunfuric đặc, nóng:
  • Dung dịch axit sunfuric đậm đặc, nóng  làm đổi màu quỳ tím thành đỏ.
  • Tác dụng với kim loại  hầu hết các kim loại tạo thành muối sunfat   và không giải phóng H2.

Cu  +   2H2SO4 đặc, nóng   CuSO4  +   SO2    +   2H2O

  • Tác dụng với bazơ tạo thành muối sunfat và nước.

Ca(OH)2   +   H2SO4    CaSO4  +   2H2O

  • Tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối sunfat và nước.

CaO   +   H2SO4      CaSO4     +   2H2O

  • Axit sunfuric đặc rất háo nước: Thí dụ khi cho axit H2SO4 vào đường, đường sẽ hóa thành than.

    1.  
  1. 3.Ứng dụng

Hàng năm, thế giới sản xuất gần 200 triệu tấn axit H2SO4 . Axit H2SO4 là nguyên liệu của nhiều ngành sản xuất hóa học như sản xuất phân bón, phẩm nhuộm, chế biến dầu  mỏ,..

    1.  
  • 4.​​​​​​​Sản xuất axit H2SO4
  • Trong công nghiệp, axit sunfuric được sản xuất bằng phương pháp tiếp xúc. Nguyên liệu là lưu huỳnh (hoặc quặng pirit sắt), không khí và nước.
  • Quá trình sản xuất axit H2SO4 gồm 3 công đoạn sau:

-Sản xuất lưu huỳnh đi oxit bằng cách đốt lưu huỳnh hoặc pirit sắt trong không khí;

S + O2 SO2

4FeS2 + 11O2 8SO2 + 2Fe2O3

-Sản xuất lưu huỳnh trioxit bằng cách oxi hóa SO2, có xúc tác là V2O5 ở 4500C

-Sản xuất axit H2SO4 bằng cách cho SO3 tác dụng với nước:

SO3 + H2O   H2SO4

    1.  
  • ​​​​​​​5.​​​​​​​Nhận biết axit H2SO4 và muối sunfat:
  • Để nhận ra axit H2SO4 trong các axit và nhận ra muối sunfat trong các muối, ta dùng thuốc thử là dung dịch muối bari
  • Khi cho dung dịch muối bari vào dung dịch H2SO4 hoặc muối sunfat, thấy có chất kết tủa màu trắng, không tan trong nước và trong axit là BaSO4 xuất hiện.
  • Phương trình hóa học:

H2SO4 + BaCl2 2HCl + BaSO4

Na2SO4 + BaCl2 2NaCl + BaSO4

  1. Ví dụ minh họa:

Bài 1:

Có những chất: CuO, BaCl2 Zn, ZnO. Chất nào nói trên tác dụng với dung dịch HCl, dung dịch H2SO4 loãng sinh ra:

  1. a.Chất khí cháy được trong không khí ?
  2. b.Dung dịch có màu xanh lam ?
  3. c.Chất kết tủa màu trắng không tan trong nước và axit ?
  4. d.Dung dịch không màu và nước ?

Viết tất cả các phương trình hóa học.

Giải:

a. Khí cháy được trong không khí là hiđro

Zn + 2HCl  ZnCl2 + H2

Zn + H2SO4  ZnSO4 + H2

  1. Dung dịch có màu xanh lam là dung dịch muối đồng (II)

CuO  + 2HCl CuCl2 + H2O

CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O

  1. Chất kết tủa trắng không tan trong nước và axit là BaSO4

BaCl2 + H2SO4 2HCl + BaSO4

  1. Dung dịch không màu là muối kẽm.

ZnO + 2HCl ZnCl2 + H2O

Bài 2:

Sản xuất axit sunfuric trong công nghiệp cần phải có những nguyên liệu chủ yếu nào ? Hãy cho biết mục đích của mỗi công đoạn sản xuất axit sunfuric và dẫn ra những phản ứng hóa học.

Giải:

  • Sản xuất axit sunfuric trong công nghiệp cần phải có nguyên liệu là lưu huỳnh (hoặc quặng pirit), không khí và nước.
  • Mục đích của mỗi công đoạn sản xuất axit sunfuric:

-Đốt lưu huỳnh trong không khí để sản xuất lưu huỳnh đioxit:

S + O2 àSO2

-Oxi hóa SO2 (V2O5) để sản xuất SO3:

2SO2 + O2à2SO3 (V2O5 là chất xúc tác của phản ứng)

-Cho SO3 tác dụng với H2O để sản xuất H2SO4:

SO3 + H2O à H2SO4.

Bài 3:

Bằng cách nào có thể nhận biết được từng chất trong mỗi cặp chất sau theo phương pháp hóa học ?

a. Dung dịch HCl và dung dịch H2SO4

b. Dung dịch NaCl và dung dịch Na2SO4

c. Dung dịch Na2SO4 và H2SO4

Viết phương trình hóa học

Giải:

  •  

a. Cho dung dịch muối BaCl2 vào hai ống nghiệm, mỗi ống chứa sẵn dung dịch HCl và H2SO4

  • Ống nghiệm nào xuất hiện kết tủa trắng ( BaSO4 ) => chứa dd H2SO4

 BaCl2 + H2SO4 2HCl + BaSO4

  • Ống nghiệm nào không thấy hiện tượng gì thì dung dịch chứa ban đầu là dung dịch HCl
  1. Dùng thuốc thử như câu a) thấy kết tủa là dung dịch Na2SO4 không có kết tủa là dung dịch NaCl

BaCl2 + Na2SO4 2NaCl + BaSO4                                                              

  1. Có nhiều cách để nhận biết 2 dung dịch Na2SO4 và H2SO4 đơn giản nhất là dùng quỳ tím.

Cho quỳ tím vào từng dung dịch: dung dịch làm quỳ tím đối sang màu đỏ là dung dich H2SO4, dung dịch không làm đổi màu quỳ tím là dung dịch muối Na2SO4.

Bài 4:

Bảng dưới đây cho biết kết quả của 6 thí nghiệm xảy ra giữa Fe và dung dịch H2SO4 loãng. Trong mỗi thí nghiệm người ta dùng 0,2 gam Fe tác dụng với thể tích bằng nhau của axit, nhưng có nồng độ khác nhau.

Những thí nghiệm nào chứng tỏ rằng:

  1. a.  Phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng nhiệt độ ?
  2. b. Phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng diện tích tiếp xúc ?
  3. c. Phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng nồng độ axit ?

Giải:

So sánh các điều kiện: nồng độ axit, nhiệt độ của dung dịch H2SO4 loãng và trạng thái của sắt với thời gian phản ứng để rút ra:

  1. a. Thí nghiệm 4 và thí nghiệm 5 chứng tỏ phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng nhiệt độ của dung dịch H2SO4
  2. b. Thí nghiệm 3 và thí nghiệm 5 chứng tỏ phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng diện tích tiếp xúc.
  3. c.Thí nghiệm 4 và thí nghiệm 6 chứng tỏ phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng nồng độ của dung dịch H2SO4 .

Bài 5:

Hãy sử dụng những chất có sẵn: Cu, Fe, CuO, KOH, C6H12O6 (glucozơ), dung dịch H2SO4 loãng, H2SO4 đặc và những dụng cụ thí nghiệm cần thiết để làm những thí nghiệm chứng minh rằng:

  1. a. Dung dịch H2SO4 loãng có những tính chất hóa học của axit
  2. b. H2SO4 đặc có những tính chất hóa học riêng

Viết phương trình hóa học cho mỗi thí nghiệm.  

Giải:

  1. Để chứng minh dung dịch H2SO4 loãng có những tính chất hóa học của axit, ta thực hiện các thí nghiệm:

Cho axit H2SO4 loãng lần lượt phản ứng với Fe, CuO, KOH:

Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 (có khí thoát ra)

(kim loại Cu không tác dụng với dd H2SO4 loãng)

CuO + H2SO4 H2O + CuSO4 (dung dịch có màu xanh lam)

2KOH + H2SO4 K2SO4 + 2H2O

(Cho quỳ tím vào dung dịch KOH, dung dịch có màu xanh. Rót từ từ dung dịch H2SO4 thấy màu xanh dần biến mất đến khi dung dịch không màu)

  1. b. Để chứng minh dung dịch H2SO4 đặc có những tính chất hóa học riêng ta thực hiện các thí nghiệm:

Cho axit H2SO4 đặc tác dụng với Cu đun nóng và với glucozơ:

Cu + H2SO4 đ, nóng à CuSO4 + SO2 + H2O

(Đồng bị hòa tan dần, dung dịch chuyển sang màu xanh và có khí mùi hắc thoát ra)

Cl2H22O11 à 12C + 11H2O

(Đường bị hóa thành than và đẩy lên khỏi cốc)

Bài 6:

Cho một khối lượng mạt sắt dư vào 50 ml dung dịch HCl. Phản ứng xong, thu được 3,36 lít khí (đktc).

  1. Viết phương trình hóa học
  2. Tính khối lượng mạt sắt đã tham gia phản ứng
  3. Tìm nồng độ mol của dung dịch HCl đã dùng.

Giải:

  1. Phương trình hóa học:

Fe + 2HCl FeCl2 + H2

  1. Số mol khí H2 = 3,36 : 22,4 = 0,15 mol

 Phương trình hóa học:

Fe + 2HCl FeCl2 + H2

0,15   0,3     0,15 0,15 (mol)

Khối lượng sắt đã phản ứng:

 mFe = 0,15 . 56 = 8,4 g

  1. Số mol HCl phản ứng:

nHCl = 0,3 mol; 50 ml = 0,05 lít

Nồng độ mol của dung dịch HCl: CM,HCl = 6M

Bài 7:

Hòa tan hoàn toàn 12,1 gam hỗn hợp bột CuO và ZnO cần 100 ml dung dịch HCl 3M.

  1. Viết các phương trình hóa học.
  2. Tính phần trăm theo khối lượng của mỗi oxit trong hỗn hợp ban đầu.
  3. Hãy tính khối lượng dung dịch H2SO4 nồng độ 20% để hòa tan hoàn toàn hỗn hợp các oxit trên.

Giải:

Số mol HCl = 3 . 100/1000 = 0,3 mol

Gọi x, y là số mol của CuO và ZnO

  1. Các phương trinh hóa học:

CuO + 2HCl CuCl2 + H2O    

x         2x           x        (mol)

ZnO + 2HCl ZnCl2 + H2O

y        2y         y           (mol)

  1. Từ khối lượng của hỗn hợp và số mol HCl, ta lập hệ phương trình.

Giải hệ ta được x = 0,05 mol = số mol CuO; y = 0,1 mol = số mol ZnO

  1. Vì CuO và ZnO phản ứng với H2SO4 theo cùng tỉ lệ mol, nên có thể coi hai oxit như một oxit có công thức chung là MO với số mol = x + y = 0,15 mol

MO + H2SO4 MSO4 + H2O

0,15  0,15          0,15         (mol)

mH2SO4=0,15.98=14,7g

  1. Bài tập:

Bài 1:

Kim loại không tác dụng được với axit H2SO4 1M là

A. Fe                      B. Mg        

C. Cu                     D. Zn

Bài 2:

Hóa chất có thể dùng để phân biệt dụng dịch HCl và H2SO4(loãng) là

A. Ba(NO3)2 B. Na2SO4

C. Cu                     D. Fe

Bài 3:

Cho m gam sắt tác dụng hết với dung dịch H2SO4 1M thì thu được 22,8 gam muối. Nếu cho m gam sắt trên tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đặc, nóng thì thu được bao nhiêu gam muối ?.

Bài 4:

Một hỗn hợp gồm Fe và FeO được hoà tan vứa đủ trong 500 ml dung dịch HCl 1M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được 3,36 lít H2 (đktc).

  1. Viết pthh xảy ra.
  2. Tính khối lượng các chất trong hỗn hợp ban đầu.

Bài 5:

Một hỗn hợp gồm Fe, Al, Zn có khối lượng 17,5 gam hoà tan trong lượng dư dung dịch HCl thu được dung dịch A và 11,2 lít khí (đktc). Tính khối lượng muối có trong dung dịch A.

  1. Đáp án:      

Bài 1: C                           Bài 2: A

Bài 3:

Fe + H2SO4 àFeSO4 + H2 (1)

2Fe + 6H2SO4(đặc nóng)à Fe2(SO4)3 + 3SO2+ 6H2O  (2)

Căn cứ phương trình (1) và theo bài ra ta có :

nFe = nFeSO4 = 22,8/152 = 0,15 (mol).

Căn cứ phương trình (2) ta có :

nFe2(SO4)3 = nFe/2 = 0,15/2 = 0,075 (mol).

Khối lượng muối thu đươc là : 0,075.400 = 30 (gam).

Bài 4:

  1. Fe + 2HCl à FeCl2 + H2      (1)

FeO + 2HCl à FeCl2 + H2O   (2)

  1. nH2=3,36/22,4=0,15 (mol);

nHCl = 0,5.1=0,5 (mol).

Theo (1) : nFe = nH2 = 0,15 (mol) ;

n1(HCl)= 0,15.2 = 0,3 (mol).

àn2(HCl) = 0,5 - 0,3 = 0,2 (mol).

Căn cứ phương trình (2) ta có : nFeO = n2(HCl)/2= 0,1 (mol).

àmFe = 0,15.56 = 8,4 (gam)

àmFeO= 0,1.72 = 7,2 (gam).

Bài 5:

mmuối= 53 gam

CHÚC CÁC BẠN HỌC TỐT <3 NHỚ CHIA SẺ CHO BẠN BÈ CÙNG HỌC NHÉ

 

 

Bài viết gợi ý: