Một số axit quan trọng. Bài tập về một số loại axit quan trọng

A - Kiến thức cơ bản

I. Axit clohiđric HCl

1. Tính chất vật lí

• Khi hòa tan khí HCl vào nước ta thu được dung dịch HCl
• Dung dịch HCl đậm đặc là dung dịch bão hòa hiđroclorua, có nồng độ khoảng 37%

2. Tính chất hóa học

HCl là một axit mạnh, có đầy đủ tính chất của một axit mạnh

• Làm đổi màu quỳ tím thành đỏ.
• Tác dụng với nhiều kim loại (Mg, Al, Zn, Fe,...) tạo thành muối clorua và giải phóng khí hiđro

2HCl + Fe → FeCl₂ + H₂

• Tác dụng với bazơ tạo thành muối và nước.

HCl + NaOH → NaCl + H₂O

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

2HCl + CuO → CuCl₂ + H₂O

• Tác dụng với một số muối.

3. Ứng dụng

• 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

II. Axit sunfuric H₂SO₄

1. Tính chất vật lí

• Axit H₂SO₄ là chất lỏng sánh, không màu, nặng gấp hai lần nước, không bay hơi, tan dễ dàng trong nước và tỏa nhiều nhiệt

2. Tính chất hóa học

Axit H₂SO₄ loãng và H₂SO₄ đặc có những tính chất hóa học khác nhau.

a. Tính chất hóa học của axit H₂SO₄ loãng

H₂SO₄ loãng có đầy đủ tính chất của một axit mạnh.

• Làm đổi màu quỳ tím thành đỏ
• Tác dụng với nhiều kim loại (Mg, Al, Zn, Fe,...) tạo thành muối sunfat và giải phóng khí hiđro
• Tác dụng với bazơ tạo thành muối sunfat và nước.
• Tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối sunfat và nước.
• Tác dụng với một số muối

b. Axit H₂SO₄ đặc có tính chất hóa học riêng

• Tác dụng với kim loại
  • Axit H₂SO₄ đặc tác dụng với nhiều kim loại nhưng không giải phóng khí hiđro.
  • Khí nóng tạo thành muối sunfat (ứng với hóa trị cao của kim loại nếu kim loại có nhiều hóa trị) và khí sunfurơ
• Tính háo nước.

VD: Khi cho axit H₂SO₄ vào đường, đường sẽ hóa thành than.

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,..

4. Sản xuất axit H₂SO₄ 

Trong công nghiệp quá trình sản xuất axit H₂SO₄ gồm 3 công đoạn sau:

• Sản xuất lưu huỳnh đi oxit bằng cách đốt lưu huỳnh trong không khí

S + O₂ → SO₂

• 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

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

Bài tập minh họa:

Bài 1. Cần phải điều chế một lượng Đồng (II) sunfat. Phương pháp nào sau đây tiết kiệm được axit sunfuric?

a, Axit sunfuric tác dụng với Đồng (II) oxit

b. Axit sunfuric đặc tác dụng với Đồng kim loại.

Viết các phương trình hóa học và giải thích

Hướng dẫn giải

Phương trình hóa học

a: CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H2O

Phương trình hóa học b: Cu + 2H2SO4 (đ) CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

Ở phản ứng a tỉ lệ phản ứng của Cu : H₂SO₄ là 1: 1 nên sẽ tiết kiệm được axit hơn phản ứng b theo tỉ lệ 1:2.

Hơn nữa ở phản ứng 2 tạo thêm sản phẩm SO₂ là khí độc, mùi hắc là nguyên nhân chính tạo ra mưa axit gây ô nhiễm môi trường.

Bài 2: Có 4 lọ không nhãn đựng 4 dung dịch không màu là: HCl, H₂SO₄, NaCl, Na2SO4. Hãy nhận biết dung dịch trong mỗi lọ bằng phương pháp hóa học. Viết các phương trình hóa học.

Hướng dẫn giải

Trích dẫn một ít dung dịch của 4 chất để làm mẫu thử

Dung dịch nào làm quỳ tím hóa đỏ, và không hiện tượng với dung dịch BaCl2 là dung dịch HCl

Dung dịch nào làm quỳ tím hóa đỏ, và có kết tủa trắng với dung dịch BaCl2 là dung dịch H2SO4

Dung dịch nào không làm đổi màu quỳ tím, và không hiện tượng với dung dịch BaCl2 là dung dịch NaCl

Dung dịch nào không làm đổi màu quỳ tím, và có kết tủa trắng với dung dịch BaCl2 là dung dịch Na2SO4

B. BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI

Bài 1.(Trang 19 SGK)

Có những chất: CuO, BaCl_{2 ,}Zn, ZnO. Chất nào nói trên tác dụng với dung dịch HCl, dung dịch H₂SO₄ loãng sinh ra:

a) chất khí cháy được trong không khí ?

b) dung dịch có màu xanh lam ?

c) chất kết tủa màu trắng không tan trong nước và axit ?

d) dung dịch không màu và nước ?

Viết tất cả các phương trình hóa học.

Hướng dẫn giải

Khi cho CuO, BaCl_{2 ,}Zn, ZnO tác dụng với dung dịch HCl, dung dịch H₂SO₄ loãng :

CuO  + 2HCl → CuCl₂ + H₂O

CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O

BaCl₂ + H₂SO₄ → 2HCl + BaSO₄

Zn + 2HCl  → ZnCl₂ + H₂

Zn + H₂SO₄  → ZnSO₄ + H₂

ZnO +  HCl → ZnCl₂ + H₂O

ZnO + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂O

a) Zn tác dụng với dung dịch HCl, dung dịch H₂SO₄ loãng sinh  ra khí hidro cháy trong không khí

b) CuO tác dụng với dung dịch HCl, dung dịch H₂SO₄ loãng sinh  ra dung dịch có màu xanh lam (màu muối đồng II)

c) BaCl₂  tác dụng với dung dịch HCl, dung dịch H₂SO₄ loãng sinh  ra chất kết tủa màu trắng không tan trong nước và axit

d) ZnO tác dụng với dung dịch HCl, dung dịch H₂SO₄ loãng sinh  ra  dung dịch không màu và nước

Bài 2.(Trang 19 SGK)

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.

Hướng dẫn giải

Nguyên liệu là lưu huỳnh(hoặc quặng pirit), không khí và nước ngoài ra còn có chất xúc tác V₂O₅

Sản xuất lưu huỳnh đi oxit bằng cách đốt lưu huỳnh trong không khí

S + O₂ → SO₂

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

Bài 3.(Trang 19 SGK)

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

Hướng dẫn giải

a) Nhận biết dung dịch HCl và dung dịch H₂SO₄ : dùng muối bari 

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

• Ở ống nghiệm nào xuất hiện kết tủa thì dung dịch chứa ban đầu là dung dịch H₂SO₄

BaCl₂ + H₂SO₄ → 2HCl + BaSO₄     

• Ở ống nghiệm không thấy hiện tượng gì thì dung dịch chứa ban đầu là dung dịch HCl

b) Nhận biết dung dịch NaCl và dung dịch Na₂SO₄ : dùng muối bari 

Cho dung dịch muối BaCl₂ vào hai ống nghiệm, mỗi ống chứa sẵn dung dịch NaCl và dung dịch Na₂SO₄ 

• Thấy kết tủa là dung dịch Na₂SO₄ không có kết tủa là dung dịch NaCl

            BaCl₂ + Na₂SO₄ → 2NaCl + BaSO₄                                                           

c) Nhận biết dung dịch Na₂SO₄ và H₂SO₄  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.(Trang 19 SGK)

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:

a) Phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng nhiệt độ ?

b) Phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng diện tích tiếp xúc ?

c) Phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng nồng độ axit ?

Hướng dẫn giải

a) Thí nghiệm 4 và thí nghiệm 5 có cùng nồng độ 2M, cùng ở dạng bột mà thời gian phản ứng của thí nghiệm 4 nhỏ hơn thí nhiệm 5 chứng tỏ phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng nhiệt độ của dung dịch H₂SO₄ .

b) Thí nghiệm 3 và thí nghiệm 5 cùng nồng độ 2M, cùng ở 35^oC nhưng khác ở dạng của sắt chứng tỏ phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng diện tích tiếp xúc.

c) Thí nghiệm 4 và thí nghiệm 6 cùng nhiệt độ phản ứng, cùng dạng của sắt nhưng khác nồng độ chứng tỏ phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng nồng độ của dung dịch H₂SO₄ .

Bài 5.(Trang 19 SGK)

Hãy sử dụng những chất có sẵn: Cu, Fe, 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:

a) Dung dịch H₂SO₄ loãng có những tính chất hóa học của axit

b) H₂SO₄ đặc có những tính chất hóa học riêng

Viết phương trình hóa học cho mỗi thí nghiệm.  

Hướng dẫn giải

a) Chứng minh dung dịch H₂SO₄ loãng có những tính chất hóa học của axit:

• Tác dụng với kim loại tạo thành muối sunfat và giải phóng khí hiđro

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

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

2KOH + H₂SO₄ → K₂SO₄ + H₂O

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

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

b) Chứng minh dung dịch H₂SO₄ đặc có những tính chất hóa học riêng:

• Tác dụng với kim loại

Cu + 2H₂SO_{4(đăc, nóng)} → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

• Tính háo nước.

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

Bài 6.(Trang 19 SGK)

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

a) Viết phương trình hóa học.

b) Tính khối lượng mạt sắt đã tham gia phản ứng

c) Tìm nồng độ mol của dung dịch HCl đã dùng.

Hướng dẫn giải

Số mol khí H₂ = \[\frac{3,36}{22,4}\]= 0,15 mol

a) Phương trình phản ứng:

                        Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

Phản ứng        0,15   0,3     0,15 ← 0,15 (mol)

b) Từ PTHH =>n_Fe = n_H2 = 0,15 mol

=>Khối lượng sắt đã phản ứng: 

 m_Fe = 0,15 . 56 = 8,4 g

c) Số mol HCl phản ứng: 

n_HCl = 0,3 mol; 50 ml = 0,05 lít

Nồng độ mol của dung dịch HCl: C_M,HCl = \[\frac{0,3}{0,05}\]= 6M

Bài 7.(Trang 19 SGK)

Hòa tan hoàn toàn 12,2 gam hỗn hợp bột CuO và ZnO cần 100 ml dung dịch HCl 3M.

a) Viết các phương trình hóa học.

b) Tính phần trăm theo khối lượng của mỗi oxit trong hỗn hợp ban đầu.

c) Hãy tính khối lượng dung dịch H₂SO₄ nồng độ 20% để hòa tan hoàn toàn hỗn hợp các oxit trên.

Hướng dẫn giải

Số mol HCl = \[3.\frac{100}{1000}\]= 0,3 mol

Gọi x, y là số mol của CuO và ZnO

Khối lượng của hỗn hợp 12,2 = 80x + 81y     (1)

a) Các phương trinh hóa học:

                   CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O     

P/ư                  x →  2x           x        (mol)

                  ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O 

P/ư               y    → 2y       y           (mol)

b) Ta có số mol HCl n_HCl =2x + 2y = 0,03 mol (2)

Từ (1) và (2) => x = 0,05 mol ; y = 0,1 mol

%CuO = \[\frac{{{m}_{CuO}}}{{{m}_{hh}}}\]. 100% = 0,05.80.\[\frac{100}{12,2}\] = 33%

c) 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

Phản ứng:       0,15  → 0,15     0,15            (mol)

m _H2SO4 = 0,15 . 98 = 14,7 g

m _{dd H2SO4 20%} = 14,7.\[\frac{100}{20}\] = 73,5 g

C. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

Bài 1: Để an toàn khi pha loãng H₂SO₄ đặc cần thực hiện theo cách:

A. Rót từng giọt nước vào axit

B. Rót từng giọt axit vào nước

C. Cho cả nước và axit vào cùng một lúc

D. Cả 3 cách trên đều được

Bài 2: Dung dịch axit clohiđric tác dụng với sắt tạo thành:

A. Sắt (II) clorua và khí hiđrô

B. Sắt (III) clorua và khí hiđrô.

C. Sắt (II) Sunfua và khí hiđrô

D. Sắt (II) clorua và nước

Bài 3: Dung dịch axit clohiđric tác dụng với đồng (II) hiđrôxit tạo thành dung dịch màu: A. Vàng đậm

B. Đỏ

C. Xanh lam

D. Da cam

Bài viết gợi ý: