Bài 33. Axit sunfuric - Muối sunfat

Bài 33: Axit sunfuric - Muối sunfat

Bài 33.1 trang 72 Sách bài tập Hóa học 10

Một loại oleum có công thức hoá học là H₂S₂O₇ (H₂SO₄.SO₃). Số oxi hoá của lưu huỳnh trong hợp chất oleum là

A. +2    

B. +4.

C. +6.    

D.+8.

Lời giải:

Đáp án C

Bài 33.2 trang 73 Sách bài tập Hóa học 10 

Chất nào sau đây vừa có tính oxi hoá, vừa có tính khử ?

A. SO₂

B. H₂SO₄

C. H₂S    

D. Na₂SO₃

Lời giải:

Đáp án B

Bài 33.3 trang 73 Sách bài tập Hóa học 10

Phân tử hoặc ion có nhiều electron nhất là

A. SO₂

B. SO₃^2-

C. S^2-

D. SO₄^2-

Lời giải:

Đáp án D

Bài 33.4 trang 73 Sách bài tập Hóa học 10

Hãy ghép từng cặp mỗi chất (ở cột bên trái) với tính chất của chất đó (ở cột bên phải)

Các chất 1. S 2. SO2 3. H2S 4. H2SO4

Tính chất của chất a. Chỉ có tính oxi hoá. b. Chỉ có tính khử. c. Đơn chất vừa có tính oxi hoá, vừa có tính khử. d. Không có tính oxi hoá và cũng không có tính khử. e. Hợp chất vừa có tính oxi hoá, vừa có tính khử.

Lời giải:

1-c; 2-e; 3-b; 4-a

Bài 33.5 trang 73 Sách bài tập Hóa học 10

PTHH của phản ứng lưu huỳnh tác dụng với dung dịch axit sunfuric đặc, nóng :

S + 2H₂SO₄ → 3SO₂ + 2H₂O

Trong phản ứng này, tỉ lệ giữa số nguyên tử lưu huỳnh bị khử và số nguyên tử lưu huỳnh bị oxi hoá là

A. 1 : 2    

B. 1 : 3    

C.3 : 1    

D. 2 : 1.

Lời giải:

Đáp án D

Bài 33.6 trang 73 Sách bài tập Hóa học 10

Cho sơ đồ phản ứng :

H₂SO₄ (đặc nóng) + Fe → Fe₂(SO₄)₃ + H₂O + SO₂

Số phân tử H₂SO₄ bị khử và số phân tử H₂SO₄ tạo muối trong PTHH của phản ứng trên là

A. 6 và 3.    

B. 3 và 6.    

C. 6 và 6.    

D. 3 và 3.

Lời giải:

Đáp án D

Bài 33.7 trang 74 Sách bài tập Hóa học 10

Số mol H₂SO₄ cần dùng để pha chế 5 lít dung dịch H₂SO₄ 2M là

A. 2,5 mol.    

B. 5,0 mol.    

C. 10 mol.    

D. 20 mol.

Lời giải:

Đáp án C

Bài 33.8 trang 74 Sách bài tập Hóa học 10

Nêu phương pháp hoá học để phân biệt các dung dịch sáu với điều kiện được dùng quỳ tím và chọn thêm một hoá chất làm thuốc thử :

Na₂SO₄, NaCl, H₂SO₄, HCl

Viết PTHH của những phản ứng đã dùng.

Lời giải:

- Dùng quỳ tím để phân thành hai nhóm chất :

Nhóm 1 : HCl, H₂SO₄

Nhóm 2 : Na₂SO₄, NaCl

Thuốc thử được chọn thêm có thể là dung dịch BaCl₂ để phân biệt từng chất có trong mỗi nhóm chất:

Chất nào ở nhóm 1 tạo kết tủa trắng với dung dịch BaCl₂; chất đó là H₂SO₄; Chất còn lại là HCl.

Chất nào ở nhóm 2 tạo kết tủa trắng với dung dịch BaCl₂ chất đó là Na₂SO₄; Chất còn lại là NaCl.

PTHH:

H₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄ + 2HCl

Na₂SO₄ + BaCl₂ → 2NaCl + BaSO₄

Bài 33.9 trang 74 Sách bài tập Hóa học 10

Có những chất khi tham gia phản ứng hoá học này có vai trò là chất khử, nhưng trong phản ứng khác lại có vai trò là chất oxi hoá. Hãy dẫn ra những PTHH để minh hoạ cho những trường hợp sau :

a) Chất đó là oxit.

b) Chất đó là axit.

c) Chất đó là muối.

d) Chất đó là đơn chất.

Lời giải:

a) SO₂

2SO₂ + 2H₂O + O₂ → 2H₂SO4

2H₂S + SO₂ → 2H₂O + 3S

b) HCl

2HCl + Fe → FeCl₂ + H₂

4HCl + MnO₂ → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

c) CuBr₂

CuBr₂ là chất oxi hóa

CuBr₂ + Fe → FeBr₂ + Cu

CuBr₂ là chất khử

CuBr₂ + Cl₂ → CuCl₂ + Br₂

d) S

S + O₂ → SO₂

S + Fe → FeS

Bài 33.10 trang 74 Sách bài tập Hóa học 10

Có những chất sau : Mg, Na₂CO₃, Cu, dung dịch H₂SO₄, đặc, dung dịch H₂SO₄ loãng

Hãy cho biết chất nào tác dụng với dung dịch H₂SO₄ đặc hay loãng để sinh ra :

a) Chất khí nhẹ hơn không khí và cháy được trong không khí.

b) Chất khí nặng hơn không khí, nó vừa có tính oxi hoá vừa có tính khử.

c) Chất khí nặng hơn không khí và không duy trì sự cháy.

Viết tất cả PTHH cho các phản ứng.

Lời giải:

a) Mg + dung dịch H₂SO₄loãng sinh ra khí hiđro.

Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂

b) Cu + H₂SO₄đặc nóng sinh ra khí SO₂

Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

c) Na₂CO₃+ dung dịch H₂SO₄loãng sinh ra khí CO₂

Na₂CO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O + CO₂

Bài 33.11 trang 74 Sách bài tập Hóa học 10

Trong bài thực hành về tính chất hoá học của axit sunfuric có những hoá chất sau : Cu, ZnO, Fe, Na₂CO₃, C₁₂H₂₂O₁₁ (đường), dung dịch NaOH, giấy quỳ tím, dung dịch H₂SO₄ loãng và dung dịch H₂SO₄ đặc)

Hãy lập kế hoạch thí nghiệm để chứng minh rằng :

a) Dung dịch H₂SO₄loãng có những tính chất hoá học chung của axit.

b) Dung dịch H₂SO₄đặc có những tính chất hoá học đặc trưng là tính oxi hoá mạnh và tính háo nước.

Lời giải:

a) Dung dịch H₂SO₄loãng có những tính chất hoá học chung của axit.

Thí nghiệm 1. Fe + H₂SO₄

Thí nghiệm 2. ZnO + H₂SO₄

Thí nghiệm 3. Na₂SO₃ + H₂SO₄

Thí nghiệm 4. NaOH + H₂SO₄ (dùng giấy quỳ tím chứng minh có phản ứng hoá học xảy ra).

b) Dung dịch H₂SO₄đặc có những tính chất hoá học đặc trưng là tính oxi hoá mạnh và tính háo nước.

Thí nghiệm 5. H₂SO₄ + Cu. Tính oxi hóa mạnh

Thí nghiệm 6. H₂SO₄ đặc + C₁₂H₂₂O₁₁ . Tính háo nước và tính oxi hóa

Bài 33.12 trang 75 Sách bài tập Hóa học 10

Cần điều chế một lượng muối CuSO₄. Phương pháp nào sau đây tiết kiệm được axit sunfuric ?

a) Axit sunfuric tác dụng với đồng (II) oxit.

b) Axit suníuric tác dụng với kim loại đồng.

Lời giải:

Viết các PTHH :

H₂SO₄ + CuO → CuSO₄ + H₂O (1)

2H₂SO₄ + Cu → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O (2)

Theo (1): Muốn điều chế được 1 mol CuSO₄ cần 1 mol H₂SO₄

Theo (2): Muốn điều chế được 1 mol CuSO₄ cần 2 mol 2H₂SO₄

Kết luận : Phương pháp thứ nhất tiết kiệm được một nửa lượng axit sunfuric.

Bài 33.13 trang 75 Sách bài tập Hóa học 10

Người ta có thể điều chế một số chất khí bằng những phản ứng hoá học sau :

a) Nhiệt phân CaCO₃.

b) Dung dịch HCl đặc tác dụng với MnO₂

c) Dung dịch H₂SO₄loãng tác dụng với Zn.

d) Dung dịch H₂SO₄đặc tác dụng với Cu.

e) Nhiệt phân KMnO₄

- Hãy cho biết tên chất khí được sinh ra trong mỗi phản ứng trên và viết PTHH của các phản ứng.

- Bằng thí nghiệm nào có thể khẳng định được chất khí sinh ra trong mỗi thí nghiệm ?

Lời giải:

a) Khí CO₂khẳng định bằng dung dịch Ca(OH)₂

CaCO₃ → CaO + CO₂

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O

b) Khí Cl₂khí clo ẩm có tính tẩy màu.

4HCl + MnO₂ → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

c) Khí H₂cháy trong không khí kèm theo tiếng nổ nhỏ.

H₂SO₄ + Zn → ZnSO₄ + H₂

H₂ + 1/2O₂ → H₂O

d) Khí SO₂ khí này làm mất màu dung dịch KMnO₄

2H₂SO₄ + Cu → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

2H₂O + 2KMnO₄ + 5SO₂ → 2H₂SO₄ + 2MnSO₄ + K₂SO₄

(không màu) (tím) (không màu, mùi sốc) (không màu) (trắng)

e) Khí O₂khí này làm than hồng bùng cháy.

2KMnO₄ → K₂MnO₄ + O₂ + MnO₂

Bài 33.14 trang 75 Sách bài tập Hóa học 10

Thực hiện những biến đổi hoá học sau bằng cách viết những PTHH và ghi điều kiện của phản ứng, nếu có :

Lời giải:

Các PTHH cho những biến đổi :

1) Đốt khí H₂S trong oxi hoặc không khí dư :

2H₂S + 3O₂ → 2H₂O + 2SO₂

2) Dùng Br₂ oxi hóa khí SO₂

SO₂ + Br₂ + 2H₂O → 2HBr + 2H₂SO₄

3) Dùng Cu khử H₂SO₄ đặc

Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

4) Dùng khí oxi để oxi hoá SO₂ với xúc tác V2O5

O₂ + 2SO₂ → 2SO₃

5) Cho SO₃ tác dụng với H₂O :

SO₃ + H₂O → H₂SO₄

6) Đốt lưu huỳnh trong oxi hoặc trong không khí

S + O₂ → SO₂

7) Dùng H₂S khử SO₂

2H₂S + SO₂ → 3S + 2H₂O

Bài 33.15 trang 75 Sách bài tập Hóa học 10

Dung dịch axit sunfuric đặc (D = 1,83 g/ml) chứa 6,4% nước. Hãy cho biết trong 1 lít dung dịch axit này có bao nhiêu mol H₂SO₄

Lời giải:

Một lít H₂SO₄ đặc có khối lượng là : .

1,83.1000= 1830 (g)

Khối lượng H₂O có trong 1 lít H₂SO₄ ặc là :

Khối lượng H₂SO₄ tinh khiết có trong 1 lít là : 1830- 117,12= 1712,88 (g)

Số mol H₂SO₄ có trong 1 lít axit sunfuric đặc :

n_H2SO₄ = 1712,88/98 = 17,48 (mol)

Bài 33.16 trang 75 Sách bài tập Hóa học 10

Xử lí 1,143 gam hỗn hợp rắn gồm kali clorua và kali sunfat bằng dung dịch axit sunfuric đặc, thu được 1,218 gam kali sunfat.

a) Viết PTHH của phản ứng xảy ra.

b) Tính khối lượng của mỗi muối trong hỗn hợp rắn ban đầu.

Lời giải:

PTHH: 2KCl + H₂SO₄ → K₂SO₄ + 2HCl

Khối lượng muối trong hỗn hợp :

Đặt x và y là số mol KCl và K₂SO₄ trong hỗn hợp. Ta có

74,5x + 174y = 1,14 (1)

Khối lượng K₂SO₄ sau phản ứng bao gồm khối lượng K₂SO₄ vốn có trong hỗn hợp ban đầu và khối lượng K₂SO₄ sinh ra sau phản ứng (m = 174.0,5x = 87x). Ta có :

87x+ 174y= 1,218 (2)

Giải hệ phương trình (1) và (2), được x = 0,006 ; y = 0,004.

Khối lượng KCl là : 74,5.0,006 = 0,447 (g).

Khối lượng K₂SO₄ là : 1,143 - 0,447 = 0,696 (g).

Bài 33.17 trang 76 Sách bài tập Hóa học 10

Cho 7,8 gam hỗn hợp hai kim loại là Mg và Al tác dụng với dung dịch H₂SO₄ loãng, dư. Khi phản ứng kết thúc, người ta thu được 8,96 lít khí (đktc).

a) Viết PTHH của các phản ứng đã xảy ra.

b) Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu.

c) Tính thể tích dung dịch H₂SO₄2M đã tham gia các phản ứng.

Lời giải:

a) Các PTHH :

Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂ (1)

2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂ (2)

b) Khối lượng kim loại trong hỗn hợp:

- Số mol H₂ ở (1) và (2) n_H2 = 8,96/22,4 = 0,4 mol

- Đặt x và y là số mol Mg và Al có trong hỗn hợp. Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình đại số :

x + 3/2y = 0,4

24x + 27y = 7,8

Giải hệ phương trình, ta được x = 0,1 và y = 0,2.

Khối lượng các kim loại :

m_Mg = 0,1 x 24 = 2,4g

m_Al = 0,2 x 27 = 5,4g

c) Thể tích dung dịch H₂SO₄tham gia phản ứng :

Số mol H₂SO₄ tham gia (1) và (2) là :

0,1 + 0,3 = 0,4 (mol)

Thể tích dung dịch H₂SO₄ là :

V_H2SO₄ = 0,4/2 = 0,2 l

Bài 33.18 trang 76 Sách bài tập Hóa học 10

Cho Fe phản ứng với dung dịch H₂SO₄ thu được khí A và 11,04 gam muối. Tính khối lượng Fe phản ứng biết rằng số mol Fe phản ứng bằng 37,5% số mol H₂SO₄ phản ứng.

Lời giải:

Axit H₂SO₄ không biết là loãng hay đặc, khí thoát ra không biết là H₂ và SO₂ nên chưa kết luận được

Nếu H₂SO₄ là loãng → phản ứng với Fe tỉ lệ 1 : 1 → loại V

Nếu H₂SO₄ đặc nóng → phản ứng với Fe tỉ lệ 1 : 3 → có thêm phản ứng giữa Fe với muối Fe³⁺ tạo ra muối Fe²⁺

Các phản ứng cho - nhận e xảy ra:

Fe → Fe³⁺ + 3e (1)

Fe + 2Fe³⁺ → 3Fe²⁺ (2)

Nếu gọi số mol H₂SO₄ phản ứng là x thì số mol Fe phản ứng ( 1 ) là x/3 số mol Fe phản ứng (2) là y, vậy ta có :

x/3 + y = 0,375x => 24y = x (*)

Mặt khác :

m_muối = m_FeSO4 + m_Fe2(SO₄)₃ = 152.3y + 400x

(x/3 -2y)/2 = 11,04 (**)

Thay (*) vào (**) giải được y = 0,0067; x = 0,16

Vậy khối lượng Fe phản ứng là: 0,16.0,375.56 = 3,36 (gam).

Bài 33.19 trang 76 Sách bài tập Hóa học 10

Hoà tan hoàn toàn 3,22 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg, Zn bằng một lượng vừa đủ dung dịch H₂SO₄ loãng, thu được 1,344 lít khí H₂ (đktc) và dung dịch chứa m gam muối. Xác định gía trị của m.

Lời giải:

n_H2 = 1,344/22,4 = 0,06

n_H2SO₄ = n_H2 = 0,06

n_SO4^2- = n_H2SO₄ = 0,06

m_muối = m_kimloại + m_SO4^2- = 3,22 + 0,06 x 96 = 8,98g

Bài 33.20 trang 76 Sách bài tập Hóa học 10

Cho m gam hỗn hợp 2 kim loại Al và Cu chia làm 2 phần bằng nhau :

- Phần 1 : Cho tác dụng với dung dịch H₂SO₄ loãng, dư thu được 1,344 lít khí H₂ (đktc).

- Phần 2 : Cho tác dụng với dung dịch H₂SO₄ đặc nóng, dư, thu được 2,24 lít khí SO₂ (đktc) .Xác định giá trị của m.

Lời giải:

Các PTHH :

2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂ (1)

2Al + 6H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O (2)

Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + 2H₂O + SO₂ (3)

Theo PTHH (1) số mol Al tham gia phản ứng bằng 2/3 số mol H₂ => Khối lượng AI trong hỗn hợp : 2×2/3×0,06×27 = 2,16(g)

Số mol SO₂ được giải phóng bởi Al: 2,16/27 x 3/2 = 0,12 mol

Theo PTHH (2) và (3) số mol SO₂ giải phóng bởi Cu : 2.0,1 - 0,12 = 0,08 (mol)

Theo PTHH (3) khối lượng Cu trong hỗn hợp : 0,08. 64 = 5,12 (g)

Vậy m = 2,16 + 5,12 = 7,28 (g).

Bài 33.21 trang 76 Sách bài tập Hóa học 10

Sau khi hoà tan 8,45 gam oleum A vào nước được dung dịch B, để trung hoà dung dịch B cần 200 ml dung dịch NaOH 1M. Xác định công thức của A.

Lời giải:

Đặt công thức oleum là H₂SO₄.nSO₃.

Số mol NaOH là 0,2 mol

H₂SO₄.nSO₃ + nH₂O → (n+1)H₂SO₄

H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O

MH₂SO₄.nSO₃ = 8,45/0,1 (n+1) = 98 + 80n

84,5n + 84,5 = 98 + 80n

n = 3

vậy công thức của A : H₂SO₄.3SO₃