Lí thuyết Kim loại tác dụng với axit H2SO4 (2024) chi tiết nhất

Lí thuyết Kim loại tác dụng với axit H₂SO₄ 

1. Lí thuyết

1.1 Kim loại tác dụng với axit H₂SO₄ 

 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)

1.2 Kiến thức mở rộng

Ở trạng thái loãng là một axit mạnh, ở trạng thái đặc là một chất ôxihóa mạnh.

- Ở dạng loãng là axít mạnh: làm đỏ quì tím, tác dụng kim loại(trước H₂) giải phóng H₂, tác dụng bazơ, oxit bazơ và nhiều muối.

H₂SO₄ làm quỳ tím hóa đỏ

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

NaOH + H₂SO₄ → NaHSO₄ + H₂O

CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O

BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ + 2HCl

Na₂ CO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O + CO₂

- Ở dạng đặc là một chất ôxi hóa mạnh

Tác dụng với kim loại: oxi hoá hầu hết các kim loại (trừ Au và Pt) tạo muối hoá trị cao và thường giải phóng SO₂ (có thể H₂ S, S nếu kim loại khử mạnh như Mg ).

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

Cu + 2H₂SO₄  CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

Al, Fe, Cr không tác dụng với H₂SO₄ đặc nguội, vì kim loại bị thụ động hóa.

- Tác dụng với phi kim ( tác dụng với các phi kim ở dạng rắn, t^o) tạo hợp chất của phim kim ứng với số oxh cao nhất.

C + 2H₂SO₄  CO₂ + 2SO₂ + 2H₂O

S + 2H₂SO₄  3SO₂ + 2H₂O

- Tác dụng với một số chất có tính khử

FeO + H₂SO₄  Fe₂ (SO₄)₃+ SO₂ + 4H₂O

HBr + H₂SO₄  Br₂ + SO₂ + 2H₂O

Hút nước của 1 số chất hữu cơ:

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂SO_4(đ) → 12C + H₂SO₄.11H₂O

2. Bài tập vận dụng

Câu 1. Trộn 200 ml dung dịch NaOH 1M với 150ml dung dich H₂SO₄ 1M. Hỏi sau khi phản ứng kết thúc khôi lượng muối thu được là bao nhiêu?

Lời giải:

Đáp án:

Ta có: n_NaOH = 0,2 × 1 = 0,2(mol); n_H2SO4 = 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

⇒ n_NaHSO4 dư = 0,15 – 0,05 = 0,1 (mol)

⇒ m_muối = m_NaHSO4 + m_NaSO4 = 120 × 0,1 + 142 × 0,05=19,1(gam)

Câu 2. Cho 80 gam SO₃ vào 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 BaCl₄ dư. 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.

Lời giải:

Đáp án:

Câu 3. Hòa tan 0,4 gam SO₃ vào a gam dung dịch H₂SO₄ 10% thu được dung dịch H₂SO₄ 12,25%.

a) Tính a

b) Thêm 10 ml dung dịch Ba(OH)₂ 0,5 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.

Lời giải:

Đáp án:

a. Khi hòa tan SO₃ vào dung dịch xảy ra phản ứng: SO₃ + H₂O → H₂SO₄

Khối lượng của H₂SO₄:

Số mol Ba(OH)₂ là x= 0,01.0,5 = 0,005 mol;

Số mol NaOH là z = 0,05.0,8 = 0,04 mol.

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

⇒ H₂SO₄ phản ứng hoàn toàn, lọc bỏ kết tủa BaSO₄ thì trong dung dịch chỉ còn Na₂SO₄ với số mol là: 0,02 mol.

Cho bay hơi dung dịch thu được Na₂SO₄.nH₂O (X).

Vậy M_X = 6,44/0,02 = 322g

M_X = (2.23 + 96 + 18n) = 322 → n = 10

Vậy X là Na₂SO₄.10H₂O

Câu 4. Cho 14,2 gam hỗn hợp A gồm ba kim loại Al, Fe và M vào dung dịch H₂SO₄ loãng dư thu được 8,96 lít H₂ (54^oC; 1,2 atm), dung dịch B và 3,2 gam rắn C. Hòa tan toàn bộ rắn C vào dung dịch H₂SO₄ đậm đặc nóng thoát ra V lít khí E (có mùi hắc) (đktc).

a) Xác định kim loại M (biết V lít khí E làm mất màu vừa đủ 50ml dung dịch Br₂ 1M).

b) Tính % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp A.

Lời giải:

Đáp án:

a, Vì Al và Fe tác dụng với H₂SO₄ loãng nên rắn C là kim loại M không phản ứng với H₂SO₄ loãng.

Câu 5. Khi pha loãng H₂SO₄ cần làm như sau:

A. Cho từ từ H₂SO₄ đặc vào nước và khuấy đều

B. Cho từ từ nước vào H₂SO₄ đặc và khuấy đều

C. Cho nước và axit đồng thời

D. Lấy 2 phần nước pha với một phần axit.

Lời giải:

Đáp án: A

H₂SO₄ đậm đặc rất háo nước. Khi tan vào nước tỏa ra một nhiệt lượng lớn. Nếu cho H₂O vào axit khi đó nước sẽ sôi tức thời và bắn tung tóe ra ngoài mang theo axit, sẽ gây bỏng. Do đó, phải cho H₂SO₄ vào nước và khuấy từ từ để nhiệt tản dần khắp dung dịch

Câu 6. Cho phương trình phản ứng hóa học:

H₂SO₄ đặc + 8HI → 4I₂ + H₂S + 4H₂O

A. H₂SO₄ là chất oxi hóa, HI là chất khử

B. HI là chất oxi hóa

C. I₂ oxi hóa H₂S thành H₂SO₄ và nó bị khử thành HI

D. I₂ khử H₂S thành H₂SO₄ và nó bị khử thành HI.

Lời giải:

Đáp án: A

Câu 7. Cho 3,68 gam hỗn hợp gồm Al và Zn tác dụng với một lượng vừa đủ dung dịch H₂SO₄ 10% thu được 2,24 lít khí H₂ (ở đktc). Khối lượng dung dịch thu được sau phản ứng là:

A. 101,48g       B. 101,68g       C. 97,80g       D. 88,20g

Lời giải:

Đáp án: B

Ta có: n_H2SO4 = n_H2 = 2,24/22,4 = 0,1 mol

→ m_H2SO4 = 0,1 × 98 = 9,8g → m_{dd H2SO4} = (9,8×100)/10 = 98g

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:

m_{hỗn hợp KL} + m_{dd H2SO4} = m_{dd sau phản ứng} + m_H2

→ m_{dd sau phản ứng} = m_{hỗn hợp KL} + m_{dd H2SO4} - m_H2 = 3,68 + 98 – 0,1 × 2 = 101,48g

Câu 8. Hòa tan hoàn toàn 49,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe₂O₃ Fe₃O₄ bằng H₂SO₄ đặc, nóng thu được dung dịch Y và 8,96 lít SO₂ (đktc)

a, Tính phần trăm khối lượng của oxi trong hỗn hợp X.

b, Tính khôi lượng muối thu được trong dung dịch Y

Lời giải:

Đáp án:

Quy hỗn hợp X về hai chất FeO và Fe₂O₃

Phản ứng:

Và m_muối = 400(0,4 – 0,05) = 140 (gam)

Xem thêm các dạng bài tập Hóa học hay khác:

Lí thuyết về Kim loại kiềm thổ (2024) chi tiết nhất

Lí thuyết về kim loại kiềm (2024) chi tiết nhất

Lí thuyết kim loại tác dụng với HNO3 (2024) chi tiết nhất

Lí thuyết phân loại oxit (2024) chi tiết nhất

Lí thuyết về thang pH (2024) chi tiết nhất