-Axit sunfuric đặc có đặc tính háo nướcvà tỏa nhiều nhiệt nên khi pha loãng phải cho từ từ axit đặc vào nước mà không làm ngược lại, vìH2SO4có thể gây bỏng nặng.
Bạn đang xem: Tính háo nước của axit sunfuric đặc
-Vì có đặc tính háo nước axit sunfuric còn có khả năng hút nước, làm than hóa các hợp chất hữu cơ.
Cùng Top lời giải tìm hiểu về tính háo nước của axit sunfuric đặc nhé!
Lý thuyết và Phương pháp giải
1/Axit H2SO4có tính axit mạnh[tương tự như HCl]
+] Tác dụng với kim loại tạo thành muối sunfat và H2
2M + nH2SO4→ M2[SO4]n+ nH2↑
[M đứng trước H2, n là số oxi hóa thấp nhất của kim loại]
+] Tác dụng với oxit bazơ, bazơ tạo thành muối và H2O
FeO + H2SO4→ FeSO4+ H2O
Fe3O4+ 4H2SO4→ FeSO4+ Fe2[SO4]3+ 4H2O
Fe[OH]2+ 2H2SO4→ FeSO4+ 2H2O
+] Tác dụng với muối tọa thành muối mới và axit mới
BaCl2+H2SO4→ BaSO4↓+ 2HCl
FeS + H2SO4→ FeSO4+ H2S↑
2/Axit H2SO4đặc có tính oxi hóa mạnh
+ Với kim loại:
[m là hóa trị cao nhất của M; Al, Fe, Cr bị thụ động hóa trong H2SO4đặc, nguội]
+ Với phi kim
S + 2H2SO4đặc → 3SO2↑ + 2H2O
2P + 2H2SO4đặc → H3PO4+ SO2↑ + H2O
C +H2SO4đặc → CO2↑ + SO2↑ + H2O
Với hợp chất có tính khử
+] Các hợp chất Fe2+→ Fe3+
+] Các hợp chất S-1, S-2→ S+4
Phản ứng:
2Fe3O4+ 10H2SO4→ 3Fe2[SO4]3+ SO2↑+ 10H2O
2Fe[OH]2+ 4H2SO4→ Fe2[SO4]3+ SO2↑+ 6H2O
2FeS2 + 14H2SO4→ 3Fe2[SO4]3 + 15SO2↑+ 14H2O
3/Cách tính nhanh số mol anion SO42- tạo muối và số mol H2SO4tham gia phản ứng trong phản ứng oxi – hóa khử
-Không phụ thuộc vào bản chất và số lượng các kim loại, ta luôn có các bán phản ứng khử:
[a là số electron mà S+6nhận vào để tạo ra sản phẩm khử X]
nH2SO4 phản ứngphản ứng = 2nSO2+ 4ns+ 5nH2S
[Hai biểu thức trên chỉ áp dụng nếu hỗn hợp ban đầu là các kim loại]
Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Chia 75,2 gam hỗn hợp X gồm FexOyvà Fe thành hại phần bằng nhau. Hòa tan phần 1 trong V ml dung dịch HCl 1M [vừa đủ] thu được 1,12 lít H2[đktc]. Phần 2 cho tác dụng với dung địch H2SO4đặc, nóng [dư] thấy có 3,36 lít khí SO2[đktc] thoát ra.
a] Xác định công thức oxit sắt.
b] Tính giá tri của V.
Hướng dẫn:
-Xác định công thức oxit sắt
+] Phần 1: Tác dụng với HCl:
Phản ứng:
FexOy+ 2yHCl → xFeCl2y/x+ yH2O
[mol] a 2a
Fe + 2HCl → FeCl2+ H2↑
[mol] b 2b b
-Ta có : nH2= b = 1,12/22,4 = 0,05 [mol]
+] Phần 2: Tác dụng với H2SO4đặc, nóng
-Ta có:
⇒ [3x– 2y]a + 0,15 =0,3⇒ [3x– 2y]a=0,15 [1]
-Mặt khác:
⇒ Công thức của oxit sắt là Fe3O4
⇒ nHCl= 2ya + 2b = 2[4 × 0,15 + 0,15] = 1,5 [mol]⇒ Vdd HCl=1500 ml
Ví dụ 2:Hòa tan hết 30 gam hỗn hợp gồm một số kim loại trong dung dịch H2SO4đặc, nóng [dư], thấy thoát ra 0,15 mol SO2; 0,1 mol S và 0,05 mol H2S.
a]Tính số mol H2SO4đã phản ứng.
b] Tính khối lượng muối thu được sau phản ứng
Hướng dẫn:
a] Ta có: nH2SO4phản ứng= 2nSO2+4ns+5nH2S= 2×0,15 + 4×0,1 + 5×0,05=0,95 [mol]
b]
⇒ mmuối= mkim loại+ mSO42-tạo muối=30 + 0,65 ×96=92,4 [gam]
Ví dụ 3:Để 11,2 gam bột sắt ngoài không khí sau một thời gian thu được chất rắn X. Hòa tan hoàn toàn X trong dung dịch H2SO4đặc, nóng [dư], thu được dung dịch Y và khí SO2thoát ra [giả sử SO2là sản phẩm khử duy nhất]. Tính khối lượng muối khan thu được trong dung dịch Y.
Hướng dẫn:
-Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố, ta có:
⇒ mmuối=400×0,1=40 [gam]
Ví dụ 4.Hòa tan hết 49,6 gam hỗn hợp X gồm FeCO3và FeS trong 24 gam dung dịch H2SO498% đun nóng, thu được dung dịch có khôi lượng giảm m gam và 36,96 lít [đktc] hỗn hợp khí CO2và SO2. Tính số mol axit còn dư và giá trị của m.
Xem thêm: Bài 24: Kể Lại 1 Câu Chuyện Buồn Của Em Lớp 6, Kể Lại Câu Chuyện Đáng Nhớ Của Bản Thân [13 Mẫu]
Hướng dẫn:
Ta có:
Phản ứng:
2FeCO3+ 4 H2SO4→ Fe2[SO4]3+ SO2↑ + 2CO2↑+ 4H2O
[mol] x 4x 0,5x x
2FeS + 10H2SO4→ Fe2[SO4]3+ 9SO2↑+ 10H2O
[mol] y 5yx 4,5y
-Theo đề bài, ta có hệ phương trình:
⇒ nH2SO4dư= 2,4 – [4×0,2 + 5 ×0,3] =0,5 [mol]
-Vậy: m = 64 ×[0,5 × 0,2 + 4,5 × 0,3]+ 44 × 0,2 - 49,2 = 52 [gam]
B. Bài tập trắc nghiệm
Câu 1.Trộn 200 ml dung dịch NaOH 1M với 150ml dung dich H2SO41M. Hỏi sau khi phản ứng kết thúc khôi lượng muối thu được là bao nhiêu?
Hướng dẫn
Ta có: nNaOH= 0,2 × 1 = 0,2[mol]; nH2SO4= 0,15 mol
Phản ứng:
NaOH + H2SO4→ NaHSO4+ H2O
[mol] 0,15 ← 0,15 → 0,15
NaOH + NaHSO4→ Na2SO4+ H2O
[mol] 0,05 → 0,05
⇒ nNaHSO4dư= 0,15 – 0,05 = 0,1 [mol]
⇒ mmuối= mNaHSO4+ mNaSO4= 120 × 0,1 + 142 × 0,05=19,1[gam]
Câu 2.Cho 80 gam SO3vào một cốc nước sau đó thêm nước vào đến vạch 0,5 lít thì dừng [gọi là dung dịch A].
a, Tính nồng độ mol/l của dung dịch A.
b, Cho 20 ml dung dịch A vào dung dịch BaCl4dư. Hãy tính khối lượng kết tủa thu được.
c, Để trung hòa 20ml dung dịch KOH thì cần 10ml dung dịch A. Tính nồng độ mol/l của dung dịch KOH.
Câu 3.Hòa tan 0,4 gam SO3vào a gam dung dịch H2SO410% thu được dung dịch H2SO412,25%.
a] Tính a
b] Thêm 10 ml dung dịch Ba[OH]20,5 M vào dung dịch thu được ở trên lọc kết tủa thêm tiếp 50 ml dung dịch NaOH 0,8 M vào nước lọc rồi cho bay hơi thu được 6,44 gam chất rắn X. Xác định công thức của X.
Hướng dẫn
a. Khi hòa tan SO3vào dung dịch xảy ra phản ứng:
SO3+ H2O → H2SO4
-Khối lượng của H2SO4
-Số mol Ba[OH]2là x= 0,01.0,5 = 0,005 mol;
-Số mol NaOH là z = 0,05.0,8 = 0,04 mol.
Xem thêm: Tính Chất Hóa Học Của Protein, Tính Chất Của Protein 1 Tính Chất Vật Lí :
-Khi thêm các dung dịch trên ta có phản ứng:
Ba[OH]2+ H2SO4→ BaSO4↓ + 2H2O [1]
2NaOH + H2SO4→ Na2SO4+ 2H2O [2]
-Theo phương trình phản ứng [1] và [2] x + z/2 = 0,025 = y
⇒H2SO4phản ứng hoàn toàn, lọc bỏ kết tủa BaSO4thì trong dung dịch chỉ còn Na2SO4với số mol là: 0,02 mol.
Axit sunfuric [H2SO4] là một loại chất hóa học hàng đầu được ứng dụng nhiều trong các ngành công nghiệp sản xuất. Vậy Tích chất hóa học của H2SO4 là như thế nào? Axit H2SO4 đặc và loãng có khác gì nhau? Cùng đi tìm hiểu chi tiết qua bà viết dưới đây nhé!
Xem thêm: Hút bể phốt
Axit Sunfuric là một loại hóa chất lỏng sánh như dầu, không màu, không mùi, không bay hơi, nặng gấp 2 lần so với nước. Là một loại Axit vô cơ mạnh và khả năng hòa tan hoàn toàn trong nước theo bất kỳ tỷ lệ nào.
H2SO4 tinh khiết không thể tìm thấy trên Trái Đất, do áp lực lớn giữa Axit Sulfuric và nước. Ngoài ra, axit sulfuric là thành phần của mưa axti, được tạo thành từ Điôxít lưu huỳnh trong nước bị oxi hóa, hay là axit sulfuric bị oxi hóa.
Xem thêm: Kích thước bồn cầu tiểu chuẩn
Công thức phân tử: H2SO4
H2SO4 có những tính chất hóa học chung của Axit bao gồm:
- Axit mạnh có tính ION hóa cao.
- Axit sulfuric có tính ăn mòn cao, phản ứng và hòa trong nước. Nó có khả năng oxy hóa rất cao và do đó, hoạt động như một tác nhân oxy hóa mạnh
- H2SO4 có độ biến động rất thấp. Chính lý do này, nó góp phần trong việc điều chế các axti dễ bay hơi hơn từ các muối axit khác.
- H2SO4 đậm đặc là một chất khử nước rất mạnh. Nhờ vào đặc tính này, nó được dùng để làm khô nhiều loại khí không phản ứng với axit.
- Nó có khả năng làm mất nước các chất hữu cơ như tinh bột.
- Nó có thể oxy hóa cả phi kim cũng như kim loại.
* Số oxi hóa của mà lưu huỳnh [S] có thể có là: -2 ; 0 ; +4 ; +6. Trong H2SO4 thì S có mức oxi hóa +6 cao nhất nên → H2SO4 đặc có tính axit mạnh, oxi hóa mạnh và có tính háo nước.
a] Axit sunfuric đặc tác dụng với kim loại
– Thí nghiệm: Cho mảnh Cu vào ống nghiệm chứa H2SO4 đặc
– Hiện tượng: dung dịch chuyển sang màu xanh và khí bay ra có mùi sốc.
– Phương trình hóa học:
2H2SO4 + Cu → CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
– H2SO4 đặc, nóng tác dụng với các kim loại khác
2Fe + 6H2SO4 → Fe2[SO4]3 + 3SO2↑ + 6H2O
5H2SO4 + 4Zn → 4ZnSO4 + H2S↑ + 4H2O
* Lưu ý:
– Trong các bài tập vận dụng, kim loại tác dụng với axit sunfuric đặc thường gặp nhất là tạo khí SO2, khi giải thường vận dụng bảo toàn e và bảo toàn nguyên tố:
- ne = nkim loại.[hóa trị]kim loại = 2nSO2
- nH2SO4 phản ứng = 2nSO2
- mmuối = mkim loại + 96nSO2
– H2SO4 đặc nguội thụ động [không phản ứng] với Al, Fe và Cr.
– H2SO4 đặc phản ứng được với hầu hết các kim loại [trừ Au và Pt] → muối [trong đó kim loại có hóa trị cao] + H2O + SO2↑ [S, H2S].
– Sản phẩm khử của S+6 tùy thuộc vào độ mạnh của kim loại: kim loại có tính khử càng mạnh thì S+6 bị khử xuống mức oxi hóa càng thấp.
b] Axit sunfuric đặc tác dụng với phi kim → oxit phi kim + H2O + SO2↑
– PTPƯ: H2SO4 đặc + Phi kim → Oxit phi kim + H2O + SO2↑
S + 2H2SO4 3SO2↑ + 2H2O
C + 2H2SO4 CO2 + 2H2O + 2SO2↑
2P + 5H2SO4 → 2H3PO4 + 5SO2↑ + 2H2O
c] Axit sunfuric đặc tác dụng với các chất khử khác
– PTPƯ: H2SO4 đặc + chất khử [FeO, FeSO4] → Muối + H2O + SO2↑
2H2SO4 + 2FeSO4 → Fe2[SO4]3 + SO2↑ + 2H2O
2FeO + 4H2SO4 → Fe2[SO4]3 + SO2↑ + 4H2O
d] Tính háo nước của axit sunfuric
– Thí nghiệm: Cho H2SO4 đặc vào cốc đựng đường
– Hiện tượng: Đường chuyển sang màu đen và sôi trào
– Phương trình hóa học:
C12H22O11 + H2SO4 → 12C + H2SO4 .11H2O
Xem thêm: Baking Powder là gì?
H2SO4 loãng là một axit mạnh, có đầy đủ các tính chất hóa học chung của axit:
a] Axit sunfuric loãng làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ.
b] Axit sunfuric lãng tác dụng với kim loại đứng trước H [trừ Pb] → muối sunfat [trong đó kim loại có hóa trị thấp] + H2↑
– PTPƯ: H2SO4 loãng + Kim loại → Muối + H2↑
Ví dụ: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑
Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2↑
* Lưu ý:
nH2 = nH2SO4
mmuối = mkim loại + mH2SO4 – mH2 = mkim loại + 96nH2
c] Axit sunfuric loãng tác dụng với oxit bazơ → muối [trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị] + H2O
– PTPƯ: H2SO4 loãng + Oxit bazo → Muối + H2O
Ví dụ: FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O
MgO + H2SO4 → MgSO4 + H2O
* Lưu ý:
nH2SO4 = nH2O = nO [trong oxit]
mmuối = moxit + mH2SO4 – mH2O = moxit + 98nH2SO4 – 18nH2O = moxit + 80nH2SO4 = moxit + 80n[O trong oxit]
d] Axit sunfuric loãng tác dụng với bazơ → muối + H2O
– PTPƯ: H2SO4 loãng + Bazo → Muối + H2O
Ví dụ: H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
– Phản ứng của H2SO4 với Ba[OH]2 hoặc bazơ kết tủa chỉ tạo thành muối sunfat.
Ví dụ: Cu[OH]2 + H2SO4 → CuSO4↓ + 2H2O
Ba[OH]2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2H2O
e] Axit sunfuric loãng tác dụng với muối → muối mới [trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị] + axit mới
– PTPƯ: H2SO4 loãng + Muối → Muối mới + Axit mới
Ví dụ: Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2
H2SO4 + 2KHCO3 → K2SO4 + 2H2O + 2CO2
* Lưu ý: Thường dùng phương pháp tăng giảm khối lượng khi giải bài tập về phản ứng của axit sunfuric với muối.
– FeS2 hoặc S → SO2 → SO3 → H2SO4
Đốt cháy quặng firit sắt:
4FeS2 + 11O2 → 8SO2 + 2Fe2O3
Oxi hóa SO2 bằng oxi trong điều kiện 400 – 5000C, xúc tác V2O5]:
2SO2 + O2 → 8SO3
Axit sunfuric đặc hấp thụ SO3 tạo thành oleum có công thức tổng quát là H2SO4.nSO3:
nSO3 + H2SO4 → H2SO4 .nSO3
Pha loãng oleum thành axit sunfuric bằng lượng nước thích hợp:
H2SO4 .nSO3 + [n+1] H2O→ [n+1]H2SO4