Phản ứng Zn + H2SO4(đ) → ZnSO4 + SO2 + H2O
1. Phương trình phản ứng Zn tác dụng H2SO4 đặc
Zn + 2H2SO4(đ) → ZnSO4 + SO2 + 2H2O
2. Điều kiện phản ứng Zn và dung dịch H2SO4 đặc nóng
Nhiệt độ thường
3. Cách tiến hành phản ứng Zn và dung dịch H2SO4 đặc
Bỏ mẩu kẽm vào ống nghiệm, sau đó nhỏ vài giọt dung dịch H2SO4 đặc vào trong ống nghiệm đựng sẵn mẩu kẽm.
4. Hiện tượng sau phản ứng
Mẩu kẽm tan dần, xuất hiện khí không màu, có mùi hắc chính là lưu huỳnh đioxit (SO2).
5. Bản chất của các chất tham gia phản ứng
5.1. Bản chất của Zn (Kẽm)
- Trong phản ứng trên Zn là chất khử.
- Zn là kim loại hoạt động có tính khử mạnh tác dụng được với các dung dịch axit.
5.2. Bản chất của H2SO4 (Axit sunfuric)
- Trong phản ứng trên H2SO4 là chất oxi hoá.
- Trong H2SO4 thì S có mức oxi hoá +6 cao nhất nên H2SO4 đặc có tính axit mạnh, oxi hoá mạnh và háo nước.
6. Tính chất của học của Kẽm (Zn)
Kẽm là kim loại hoạt động có tính khử mạnh Zn → Zn2+ + 2e
6.1. Tác dụng với phi kim
Zn tác dụng trực tiếp với nhiều phi kim (nhiệt độ)
2Zn + O2 → 2ZnO
Zn + Cl2 → ZnCl2
6.2. Tác dụng với axit
- Với các dung dịch axit HCl, H2SO4 loãng:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
- Với dung dịch HNO3, H2SO4 đặc:
Zn + 4HNO3 đặc → Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Zn + 2H2SO4 đặc → ZnSO4 + SO2 + 2H2O
6.3. Tác dụng với H2O
Phản ứng này hầu như không xảy ra vì trên bề mặt của kẽm có màng oxit bảo vệ.
6.4. Tác dụng với bazơ
Kẽm tác dụng với dung dịch bazơ mạnh: NaOH, KOH, Ca(OH)2....
Zn + 2KOH + 2H2O → K2[Zn(OH)4] + H2
7. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1. Dãy nào sau đây sắp xếp các kim loại đúng theo thứ tự tính khử tăng dần?
A. Pb, Ni, Sn, Zn
B. Pb, Sn, Ni, Zn
C. Ni, Sn, Zn, Pb
D. Ni, Zn, Pb, Sn
Lời giải:
Câu 2. Cho các nhận định sau:
(a) Tính chất hoá học đặc trưng của kim loại là tính khử.
(b) Đồng (Cu) không khử được muối sắt(III) (Fe3+).
(c) Ăn mòn kim loại là một quá trình hoá học trong đó kim loại bị ăn mòn bởi các axit trong môi trường không khí.
(d) Để bảo vệ vỏ tàu biển làm bằng thép, người ta gắn vào mặt ngoài vỏ tàu (phần chìm trong nước biển) những khối kẽm.
Số nhận định đúng là
A. 2.
B. 3.
C. 4.
D. 1.
Lời giải:
(a) Tính chất hoá học đặc trưng của kim loại là tính khử.
(d) Để bảo vệ vỏ tàu biển làm bằng thép, người ta gắn vào mặt ngoài vỏ tàu (phần chìm trong nước biển) những khối kẽm.
Câu 3. Cho dung dịch chứa FeCl2 và ZnCl2 tác dụng với dung dịch NaOH dư, sau đó lấy kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được chất rắn gồm:
A. Fe2O3
B. FeO
C. FeO, ZnO
D. Fe2O3, ZnO
Lời giải:
FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaCl
ZnCl2 + 4NaOH dư → Na2ZnO2 + 2NaCl + 2H2O
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3
Fe(OH)3 → Fe2O3 + H2O
Vậy chất rắn là Fe2O3
Câu 4. Để khử hoàn toàn hỗn hợp FeO và ZnO thành kim loại cần 2,24 lít H2 (đktc). Nếu đem hỗn hợp kim loại thu được hòa tan hoàn toàn bằng dung dịch HCl thì thể tích H2 (đktc) thu được là:
A. 4,48 lít
B. 2,24 lít
C. 3,36 lít
D. 1,12 lít
Lời giải:
nhh oxit = nH2 = nhh kim loại = 0,1 mol
Khi hoà tan hỗn hợp kim loại cùng hóa trị II vào axit thì: nH2 = nhh kim loại = 0,1 mol
VH2 = 22,4.0,1 = 2,24 lít
Câu 5. Phản ứng của kim loại Zn với dung dịch H2SO4 loãng có phương trình ion thu gọn là
A. Zn + 2H+ → H2 + Zn2+
B. Zn + 2H+ + SO42- → H2 + ZnSO4
C. Zn + 4H+ + SO42- → 2H2O + Zn2+ + SO2
D. Zn + SO42- → ZnSO4
Lời giải:
Câu 6. Kim loại nào sau đây không tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư?
A. Al
B. Mg
C. Na
D. Cu
Lời giải:
2Al + 3H2SO4 loãng → Al2(SO4)3 + 3H2
2Al + 3Na2SO4→ Al2(SO4)3 + 6Na
2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2
Mg + H2SO4 loãng → MgSO4 + H2
Câu 7. Dãy kim loại nào trong các dãy sau đây gồm các kim loại đều không tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng?
A. Al, Mg, Cu
B. Fe, Mg, Ag
C. Al, Fe, Mg
D. Al, Fe, Cu
Lời giải:
2Al + 3H2SO4 loãng → Al2(SO4)3 + 3H2
Fe + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2
Mg + H2SO4 loãng → MgSO4 + H2
Câu 8. Cho các nhận định sau:
(a) Các thiết bị máy móc bằng sắt tiếp xúc với hơi nước ở nhiệt độ cao có khả năng bị ăn mòn hóa học.
(b) Cho Cu vào dung dịch FeCl3 dư, thu được dung dịch chứa 3 muối.
(c) Nhúng thanh Ni nguyên chất vào dung dịch chứa HCl và FeCl3 sẽ xảy ra ăn mòn điện hóa.
(d) Cho lá đồng nguyên chất vào dung dịch gồm Fe(NO3)3 và HNO3 sẽ xảy ra hiện tượng ăn mòn điện hóa.
Số nhận định đúng là
A. 2.
B. 3.
C. 4.
D. 1.
Lời giải:
(a) Các thiết bị máy móc bằng sắt tiếp xúc với hơi nước ở nhiệt độ cao có khả năng bị ăn mòn hóa học.
(b) Cho Cu vào dung dịch FeCl3 dư, thu được dung dịch chứa 3 muối.
Câu 9. Phương trình hóa học nào sau đây không đúng?
A. Cu + 2H2SO4 (đặc) → CuSO4 + SO2 + 2H2O
B. Fe + S FeS
C. 2Ag + O3 → Ag2O + O2
D. 2Fe + 3H2SO4 (loãng) → Fe2(SO4)3 + 3H2
Lời giải:
Câu 10. Trong điều kiện thích hợp, có thể xảy ra các phản ứng sau:
H2SO4 + C → 2SO2 + CO2 + 2H2O
H2SO4 + Fe(OH)2 → FeSO4 + 2H2O
4H2SO4 + 2FeO → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O
6H2SO4 + 2Fe → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Trong các phản ứng trên, khi dung dịch H2SO4 là dung dịch loãng thì phản ứng nào có thể xảy ra?
A. (a)
B. (c)
C. (b)
D. (d)
Lời giải:
Phản ứng xảy ra với dung dịch H2SO4 loãng là phản ứng thể hiện tính axit (tác dụng với kim loại, bazơ, oxit bazơ, muối), kim loại không thể từ số oxi hóa thấp lên số oxi hóa cao nhất.
H2SO4 loãng không tác dụng với phi kim => Loại A
Ở đáp án C, D ta thấy Fe từ số oxi hóa 0 và +2 lên số oxi hóa +3 => Không thể là H2SO4 loãng
=> Phương trình hóa học trong đó H2SO4 loãng là: H2SO4 + Fe(OH)2 → FeSO4 + 2H2O.
Câu 11. Cho hỗn hợp A gồm Fe(NO3)2 và ZnO vào dung dịch H2SO4 loãng (dư) thu được dung dịch B. Cho dung dịch KOH loãng (dư) vào B thu được kết tủa là
A. Fe(OH)3 và Zn(OH)2.
B. Fe(OH)3.
C. Fe(OH)2 và Zn(OH)2.
D. Fe(OH)2.
Lời giải:
3Fe2+ + 4H+ + NO3- → 3Fe3+ + NO + 2H2O
ZnO + 2H+ → Zn2+ + H2O
Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3 ↓
Zn2+ + 2OH- → Zn(OH)2 ↓
Zn(OH)2 ↓ + 2OH- → ZnO22- + 2H2O
Sau phản ứng chỉ thu được kết tủa là Fe(OH)3
Câu 12. Cho dung dịch chứa FeCl2 và ZnCl2 tác dụng với dung dịch KOH dư, sau đó lấy kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được chất rắn gồm
A. Fe2O3
B .FeO
C. FeO, ZnO
D. Fe2O3, ZnO
Lời giải:
FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaCl
ZnCl2 + 4NaOH dư → Na2ZnO2 + 2NaCl + 2H2O
4Fe(OH)2 + O2+ 2H2O → 4Fe(OH)3
Fe(OH)3→ Fe2O3+ H2O
Vậy chất rắn là Fe2O3
Câu 13. Cho một lượng hỗn hợp bột Zn vào dung dịch X gồm FeCl2 và CuCl2. Khối lượng chất rắn sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn nhỏ hơn khối lượng bột Zn ban đầu là 1 gam. Cô cạn phần dung dịch sau phản ứng thu được 27,2 gam
A. 13,1g
B. 17,0g
C. 19,5g
D. 26,2g
Lời giải:
Theo bảo toàn khối lượng: mZn + Mx = m c.rắn+ mdd sau(1)
Mà mc.rắn = mZn – 1 (2)
=> mdd sau – 1 = m X (thế 2 vào 1)
Từ đó , m X = 27,2 - 1 = 26,2 g
Câu 14. Cho V lít dung dịch NaOH 0,1M vào cốc chứa 200ml dung dịch ZnCl2 thu được 1,485g kết tủa. Tìm V
A. 0,3 lít
B. 0,15 lít
C. 0,25 lít
D. 1 lít
Lời giải:
nZnCl2= V.CM = 0,2.0,1 = 0,02 mol => nZn2+ = 0,02 mol
nZn(OH)2 = = 0,015 mol
Ta thấy nZn(OH)2< nZn2+ => có thể xảy ra hai trường hợp
Trường hợp 1: chỉ tạo kết tủa
Trường hợp 2: Tạo kết tủa cực đại sau đó kết tủa bị hòa tan 1 phần
Đề yêu cầu tìm giá trị nhỏ nhất của V => tương ứng với trường hợp 1, khi đó OH- phản ứng hết, Zn2+ dư
Phương trình ion: Zn2+ + 2OH- → Zn(OH)2
(mol) 0,03 ←0,015
Theo phương trình hóa học: nOH- = 2nZn(OH)2 = 2.0,015 = 0,03 mol => nNaOH = nOH- = 0,03 mol
=> VNaOH = nNaOH/CM = = 0,3 lit
Câu 15. Nhận định nào sau đây không đúng về kim loại kiềm?
A. Đều có cấu tạo mạng tinh thể giống nhau: lập phương tâm khối.
B. Dễ bị oxi hoá.
C. Năng lượng ion hoá thứ nhất của các nguyên tử kim loại kiềm thấp hơn so với các nguyên tố khác trong cùng chu kì.
D. Là những nguyên tố mà nguyên tử có 1e ở phân lớp p.
Lời giải:
Câu 16. Cho vài giọt dung dịch CuSO4 vào ống nghiệm chứa 3 ml dầu ăn, nhỏ tiếp dung dịch NaOH vào và đun nóng nhẹ. Hiện tuợng quan sát được.
A. Tạo kết tủa Cu(OH)2 và không tan trong dầu ăn.
B. Tạo kết tủa Cu(OH)2 và Cu(OH)2 tan tạo dung dịch có màu xanh thẩm.
C. Tạo kết tủa Cu(OH)2 sau đó kết tủa bị tan trong NaOH dư,
D. Tạo kết tủa Cu(OH)2, lắng xuống dầu ăn nổi lên trên.
Lời giải:
Khi cho NaOH vào dầu ăn:
3NaOH + (RCOO)3C3H5 → RCOONa + C3H5(OH)3
Glyxerol tạo ra sẽ hòa tan Cu(OH)2 tạo phức màu xanh thẫm
