[CHUẨN NHẤT] Tính Háo Nước Của Axit Sunfuric đặc - TopLoigiai

Câu hỏi: Tính háo nước của axit sunfuric đặc

Lời giải:

- Axit sunfuric đặc có đặc tính háo nước và tỏa nhiều nhiệt nên khi pha loãng phải cho từ từ axit đặc vào nước mà không làm ngược lại, vì H2SO4 có thể gây bỏng nặng.

- 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 H2SO4 có 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 H2SO4 đặc có tính oxi hóa mạnh

+ Với kim loại:

(m là hóa trị cao nhất của M; Al, Fe, Cr bị thụ động hóa trong H2SO4 đặc, nguội)

+ Với phi kim

S + 2H2SO4đặc → 3SO2↑ + 2H2O

2P + 2H2SO4đặc → H3PO4 + SO2↑ + H2O

C +H2SO4 đặc → 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 H2SO4 tham 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 ứng phản 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 FexOy và 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 H2SO4 đặc, 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 H2SO4 đặc, 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 H2SO4 đặc, nóng (dư), thấy thoát ra 0,15 mol SO2; 0,1 mol S và 0,05 mol H2S.

a)Tính số mol H2SO4 đã phản ứng.

b) Tính khối lượng muối thu được sau phản ứng

Hướng dẫn:

a) Ta có: nH2SO4 phản 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 H2SO4 đặc, nóng (dư), thu được dung dịch Y và khí SO2 thoát ra (giả sử SO2 là 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 FeCO3 và FeS trong 24 gam dung dịch H2SO4 98% đun nóng, thu được dung dịch có khôi lượng giảm m gam và 36,96 lít (đktc) hỗn hợp khí CO2 và SO2. Tính số mol axit còn dư và giá trị của m.

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:

⇒ nH2SO4 dư = 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 H2SO4 1M. 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

⇒ nNaHSO4 dư = 0,15 – 0,05 = 0,1 (mol)

⇒ mmuối = mNaHSO4 + mNaSO4 = 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.

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.

Hướng dẫn

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 MX = 6,44/0,02 = 322g

- MX = (2.23 + 96 + 18n) = 322 → n = 10

- Vậy X là Na2SO4.10H2O