Tính Chất Hóa Học Của Axit Sunfuric (H2SO4) đặc Và Loãng - TopLoigiai

Tổng hợp tính chất hóa học của axit sunfuric (H2SO4) đặc và loãng và những tính chất đặc trưng của axit sunfuric đặc. Những tính chất này sẽ giúp các bạn đạt điểm cao môn Hóa học.

Mục lục nội dung 1. Tính chất vật lý của axit sunfuric H2SO4 2. Tính chất hóa học của axit sunfuric (H2SO4) loãng3. Tính chất hóa học của Axit sunfuric (H2SO4) đặc4. Axit sunfuric đặc có tính chất hóa học khác gì so với axit sunfuric loãng?5. Cách điều chế Axit sunfuric (H2SO4)6. Bài tập về Axit sunfuric H2SO4

1. Tính chất vật lý của axit sunfuric H2SO4

- Axit sunfuric H2SO4 là chất lỏng, sánh như dầu, nặng gấp 2 lần nước, khó bay hơi và tan vô hạn trong nước.

- Axit sunfuric H2SO4 đặc hút nước mạnh và tỏa nhiều nhiệt nên khi pha loãng phải cho từ từ axit đặc vào nước. Nếu làm ngược lại sẽ làm nước sôi đột ngột bắn ra ngoài kèm theo các giọt axit làm bỏng da hoặc cháy quần áo.

 

2. Tính chất hóa học của axit sunfuric (H2SO4) loãng

- H2SO4 loãng là một axit mạnh, có đầy đủ các tính chất hóa học chung của một axit.

- Axit sunfuric loãng làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ.

- Axit sunfuric có khả năng làm quỳ tím hóa đỏ do tính axit mạnh của nó.

- Axit sunfuric loãng tác dụng với kim loại: Axit sunfuric loãng có khả năng tác dụng với kim loại đứng trước hidro trong dãy hoạt động hóa học của kim loại

K > Ba > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Fe2 + > Ni > Sn > Pb > H > Cu > Hg + > Ag > Pt > Au

Ví dụ:

Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑

 Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2

2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2

H2SO4 + Ba → BaSO4 + H2

- Axit sunfuric loãng tác dụng với bazơ:

2NaOH + H2SO4  → Na2SO4 + 2H2O

H2SO4  + Fe(OH)2 → FeSO4 + 2H2O

Cu(OH)2 + H2SO4  → CuSO4 + 2H2O

Ba(OH)2 + H2SO4  → BaSO4 + 2H2O

- Axit sunfuric loãng tác dụng với oxit bazơ

H2SO4  + MgO → MgSO4 + H2O

H2SO4  + CuO → CuSO4 + H2O

- Axit sunfuric loãng tác dụng với muối 

H2SO4  + Na2CO3 → Na2SO4 + CO2 + H2O

H2SO4  + CaCO3  →CaSO4 + CO2 + H2O

H2SO4  + BaCl2  → BaSO4  +2HCl

3. Tính chất hóa học của Axit sunfuric (H2SO4) đặc

- 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.

- Axit sunfuric tác dụng với kim loại tạo muối và nhiều sản phẩm oxi hóa khác nhau như SO2, H2S, S.

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

Cu + H2SO4đặc nóng → CuSO4 + SO2 + 2H2O

2Fe +H2SO4đặc nóng   → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

3Cr + 4H2SO4đặc nóng  → 3CrSO4 + 4H2O + S

*Lưu ý: Khi giải bài tập về phần axit sunfuric đặc nóng thường vận dụng bảo toàn e và bảo toàn nguyên tố. Kim loại Fe, Al, Cr bị thụ động hóa trong dung dịch HNO3 đặc, nguội 

- Axit sunfuric đặc tác dụng với phi kim

C +2H2SO4đặc nóng → CO2 +2SO2 + 2H2O

S +2H2SO4đặc nóng → 3SO2 + 2H2O

- Axit sunfuric đặc tác dụng với các chất khử khác

H2SO4đặc nóng + 8HI → H2S + 4I2 + 4H2O

- Tính háo nước 

4. Axit sunfuric đặc có tính chất hóa học khác gì so với axit sunfuric loãng?

Axit sunfuric đặc có đầy đủ tính chất hóa học của một axit và có một số tính chất riêng:

- Axit sunfuric đặc tác dụng với kim loại tạo thành muối sunfat và không giải phóng khí hiđro.

Ví dụ:

2H2SO4 (đặc) + Cu → CuSO4 + SO2↑ + 2H2O

* Lưu ý:

+ Al, Fe và Cr thụ động (không phản ứng) với H2SO4 đặc nguội.

+ 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↑ ( đôi khi thu được sản phẩm là S, H2S).

- Axit sunfuric đặc có tính háo nước:

Ví dụ: C12H22O11 (H2SO4 đ)→ 12C + 11H2O

Sau đó, một phần C sinh ra lại bị H2SO4 đặc oxi hóa:

C + 2H2SO4 → 2H2O + 2SO2 + CO2

5. Cách điều chế Axit sunfuric (H2SO4)

Axít sulfuric được sản xuất trong công nghiệp từ lưu huỳnh, oxi và nước theo phương pháp tiếp xúc; hoặc có thể sản xuất axit sulfuric từ quặng pirit sắt.

- Trong giai đoạn đầu lưu huỳnh bị đốt để tạo ra điôxít lưu huỳnh.

S + O2 → SO2

- Hoặc quặng pirit sắt sẽ bị đốt trong không khí giàu oxi tạo ra SO2

 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2

- Sau đó nó bị ôxi hóa thành lưu huỳnh trioxit bởi ôxi với sự có mặt của chất xúc tác ôxít vanadi (V2O5)

 2SO2 + O2 → V2O5,450-500oC 2SO3

- Cuối cùng lưu huỳnh trioxit được hòa tan bằng nước.

SO3 + H2O → H2SO4

- Ngoài ra, SO3 cũng bị hấp thụ bởi H2SO4 để tạo ra ôleum (H2SO4.xSO3), oleum sau đó được pha loãng tạo thành dung dịch axit.

H2SO4 + xSO3 →  H2SO4.xSO3

- Ôleum sau đó phản ứng với nước để tạo H2SO4 đậm đặc.

H2SO4.xSO3+ xH2O → (x+1)H2SO4

6. Bài tập về Axit sunfuric H2SO4

Bài 1 

a) Axit sunfuric đặc được dùng làm khô những khí ẩm, hãy dẫn ra một thí dụ. Có những khí ẩm không được làm khô bằng axit sunfuric đặc, hãy dẫn ra một thí dụ. Vì sao?

b) Axit sunfric đặc có thể biến nhiều hợp chất hữu cơ thành than được gọi là sự hóa than. Dẫn ra những thí dụ về sự hóa than của glocozơ, saccarozơ.

c) Sự làm khô và sự hóa than khác nhau như thế nào?

Hướng dẫn giải

a) Axit sunfuric đặc được dùng làm khô những khí ẩm. Thí dụ làm khô khí CO2, không làm khô được khí H2S, H2, ...(do có tính khử).

H2SO4đặc + H2  → SO2 + 2H2O

H2SO4đặc + 3H2S → 4S + 4H2O

b) Axit sunfuric đặc có thể biến nhiều hợp chất hữu cơ thành than:

C6H12O6 → 6C + 6H2O

C12H22O11 → 12C + 11H2O

c) Sự làm khô: chất được làm khô không thay đổi.

     - - Sự hóa than: chất tiếp xúc với H2SO4 đặc biến thành chất khác trong đó có cacbon.

 Bài 2 

Có 4 lọ, mỗi lọ đựng một dung dịch không màu: NaCl, HCl, Na2SO4, Ba(NO3)2. Hãy nhận biết dung dịch đựng trong mỗi lọ bằng phương pháp hóa học. Viết các phương trình hóa học xảy ra, nếu có.

Hướng dẫn giải

     - Cho dung dịch BaCl2 vào 4 mẫu thử chứa 4 dung dịch trên, dung dịch trong mẫu thửu nào cho kết tủa trắng là Na2SO4

BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4 + 2NaCl

     - Cho dung dịch AgNO3 vào 3 mẫu thử còn lại, dung dịch trong mẫu không cho kết tủa là Ba(NO3)2, còn 2 mẫu thử còn lại cho kết tủa là HCl và NaCl.

HCl + AgNO3 → AgCl↓ + HNO3

NaCl + AgNO3 → AgCl↓ + NaNO3

     - Để phân biệt dung dịch HCl và NaCl, cho quỳ tím vào 2 dung dịch, dung dịch chuyển màu quỳ tím sang đỏ là HCl, dung dịch không làm chuyển màu quỳ tím là NaCl.