Hóa 9 - Bài 4 - Một Số Axit Quan Trọng

Bài 1 : Có những chất: CuO, BaCl₂, Zn, ZnO. Chất nào nói trên tác dụng với dung dịch HCl và 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 phản ứng.

Giải :

Các phương trình hóa học:

a) Chất khí cháy được trong không khí là khí H₂.

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂ ↑

Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂ ↑

b) Dung dịch có màu xanh lam: CuCl₂ , CuSO₄.

CuO + 2HCl → CuCl_{2 (xanh lam)} + H₂O

CuO + H₂SO₄ → CuSO_{4 (xanh lam)} + H₂O

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

BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ ↓ + 2HCl

d) Dung dịch không màu là: ZnCl₂, ZnSO₄.

ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O

ZnO + H₂SO₄ → ZnSO₄ + 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 → SO₂

Oxi hóa SO₂ (V₂O₅) để sản xuất SO₃:

2SO₂ + O₂ → 2SO₃

Cho SO₃ tác dụng với H₂O để sản xuất H₂SO₄:

SO₃ + H₂O → H₂SO₄.

Bài 3 : Bằng cách nào có thể nhận biết 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 dung dịch H₂SO₄.

Viết các phương trình phản ứng.

Giải :

a) Dung dịch HCl và dung dịch H₂SO₄

Trích mẫu thử và đánh thứ tự từng chất.

Dùng dung dịch BaCl₂ cho vào từng mẫu thử. Mẫu nào có xuất hiện kết tủa trắng (BaSO₄ ) thì mẫu thử đó là H₂SO₄, còn lại là HCl.

PTHH: BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2HCl

b) Dung dịch NaCl và dung dịch Na₂SO₄.

Trích mẫu thử và đánh thứ tự từng chất.

Dùng dung dịch BaCl₂ cho vào từng mẫu thử. Mẫu nào có xuất hiện kết tủa trắng (BaSO₄) thì mẫu thử đó là Na₂SO₄, còn lại là NaCl

PTHH: BaCl₂ + Na₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2NaCl

c) Dung dịch Na₂SO₄ và dung dịch H₂SO₄.

Trích mẫu thử và đánh thứ tự từng chất.

Cho giấy quỳ tím vào từng mẫu thử. Mẫu nào làm quỳ tím hóa đỏ đó là H₂SO₄, còn lại là 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:

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?

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:

a) Thí nghiệm 2,thí nghiệm 4, thí nghiệm 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 chứng tỏ phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng diện tích tiếp xúc.

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 (glucozzơ), 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 chung của axit.

b) H₂SO₄ đặc có những tính chất hóa học riêng.

Viết phương trình hóa học cho mỗi thì nghiệm.

Giải :

a) Dung dịch H₂SO₄ loãng có những tính chất hóa học chung của axit. Làm những thí nghiệm:

H₂SO₄ + Fe → FeSO₄ + H₂ ↑

H₂SO₄ + CuO → CuSO₄ + H₂O

H₂SO₄ + 2KOH → K₂SO₄ + 2H₂O

b) H₂SO₄ đặc có những tính chất hóa học riêng:

Tác dụng với kim loại không Giải : phóng khí H2 mà cho các sản phẩm khử khác nhau như SO₂, H₂S, S.....

2Fe + 6H₂SO₄ đặc ^t_o→ Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

Tác dụng được với nhiều kim loại:

Cu + 2H₂SO₄ (đậm đặc)→ CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O

Tính háo nước của H₂SO₄ đặc:

C₁₂H₂₂O₁₁ ^H₂SO₄ đặc→ 12C + 11 H₂O

Bài 6 : Cho một khối lượng mạt sắt dư vào 50ml 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) Tính nồng độ mol của dung dịch HCl đã dùng.

Giải :

a) PTHH: Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑

b) n_H2 = V/22,4 = 3,36/22,4 = 0,15 (mol)

Theo pt: n_Fe = n_H2 = 0,15 mol → m_Fe = 0,15. 56 = 8,4 (g)

c) Theo pt: n_HCl = 2.n_Fe = 2 × 0,15 = 0,3 (mol), V_HCl = 50ml = 0,005 l

C_M HCl = n / V = 0,3 / 0,05 = 6 (M)

Bài 7 : Hòa tan hoàn toàn 12,1g hỗn hợp bột CuO và ZnO cần 100ml 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 có nồng độ 20 % để hòa tan hoàn toàn hỗn hợp các oxit trên.

Giải :

V_HCl = 100ml = 0,1 lít ⇒ n_HCl = C_M . V = 0,1 . 3 = 0,3 mol

Đặt x và y là số mol CuO và ZnO trong hỗn hợp.

a) Phương trình hóa học xảy ra:

CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O (1)

ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O (2)

b) Tình thành phần hỗn hợp, dựa vào phương trình hóa học (1), (2) và dữ kiện đề bài cho ta có hệ phương trình đại số:

Theo phương trình: n_HCl (1) = 2. n_CuO = 2.x mol; n_HCl (2) = 2. n_ZnO = 2y mol

⇒ n_HCl = 2x + 2y = 0,3 (∗)

Ta có: m_CuO = (64 + 16).x = 80x ; m_ZnO = (65 + 16).y = 81y

⇒m_hh = 80x + 81y = 12,1. (∗∗)

Từ (∗) và (∗∗) ta có hệ phương trình

2x + 2y = 0,3

80x + 81y = 12,1

Giải : hệ phương trình trên ta có: x = 0,05; y= 0,1.

⇒ n_CuO = 0,05 mol, n_ZnO = 0,1 mol

m_CuO = 80 . 0,05 = 4 g

%m_CuO = 4. 100% / 12,1 = 33%

%m_ZnO = 100% – 33% = 67%.

c) Khối lượng H₂SO₄ cần dùng:

CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O (3)

ZnO + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂O (4)

Dựa vào phương trình (3) và (4), ta có:

Theo pt (3) n_H2SO₄ = n_CuO = 0,05 mol

Theo pt (4) n_H2SO₄ = n_ZnO = 0,1 mol

⇒ m_H2SO₄ = 98. (0,05 + 0,1) = 14,7g.

Khối lượng dung dịch H₂SO₄ 20% cần dùng: m_H2SO₄ = 14,7 .100 /20 = 73,5g.