Giải bài tập SBT Hóa 10 Bài 33: Axit sunfuric - Muối sunfat

Một loại oleum có công thức hoá học là H₂S₂O₇ (H₂SO₄.SO₃). Số oxi hoá của lưu huỳnh trong hợp chất oleum là

A. +2    

B. +4.

C. +6.    

D.+8.

Phương pháp giải

Xem lại lý thuyết về axit sunfuric và muối sunfat.

Hướng dẫn giải

Số oxi hoá của lưu huỳnh trong hợp chất oleum (H₂SO₄.SO₃) là +6

Đáp án C

Chất nào sau đây vừa có tính oxi hoá, vừa có tính khử ?

A. SO₂    

B. H₂SO₄

C. H₂S   

D. Na₂SO₃

Phương pháp giải

Xem lại lý thuyết về axit sunfuric và muối sunfat.

Hướng dẫn giải

H₂SO₄ vừa có tính oxi hoá, vừa có tính khử.

Đáp án B

Phân tử hoặc ion có nhiều electron nhất là

A. SO₂    

B. SO₃^2-

C. S^2-    

D. SO₄^2-

Phương pháp giải

Xem lại lý thuyết về axit sunfuric và muối sunfat.

Số electron của chất bằng tổng số electron của các nguyên tử tạo nên chất. Nếu là ion âm (anion) ta phải cộng thêm số electron bằng số điện tích của ion đó.

Hướng dẫn giải

Phân tử hoặc ion có nhiều electron nhất là SO₄^2-

Đáp án D

Hãy ghép từng cặp mỗi chất (ở cột bên trái) với tính chất của chất đó (ở cột bên phải)

Các chất 

1. S

2. SO₂

3. H₂S

4. H₂SO₄

Tính chất của chất

a. Chỉ có tính oxi hoá.

b. Chỉ có tính khử.

c. Đơn chất vừa có tính oxi hoá, vừa có tính khử.

d. Không có tính oxi hoá và cũng không có tính khử.

e. Hợp chất vừa có tính oxi hoá, vừa có tính khử.

Phương pháp giải

Xem lại lý thuyết về axit sunfuric và muối sunfat

Hướng dẫn giải

1 - c

2 - e

3 - b

4 - a

PTHH của phản ứng lưu huỳnh tác dụng với dung dịch axit sunfuric đặc, nóng:

S + 2H₂SO₄ → 3SO₂ + 2H₂O

Trong phản ứng này, tỉ lệ giữa số nguyên tử lưu huỳnh bị khử và số nguyên tử lưu huỳnh bị oxi hoá là

A. 1 : 2    

B. 1 : 3    

C.3 : 1    

D. 2 : 1.

Phương pháp giải

Dựa vào hệ số của nguyên tử S trong PTHH

Hướng dẫn giải

Tỉ lệ giữa số nguyên tử lưu huỳnh bị khử và số nguyên tử lưu huỳnh bị oxi hoá là 2 : 1

Đáp án D

Cho sơ đồ phản ứng: H₂SO₄ (đặc nóng) + Fe → Fe₂(SO₄)₃ + H₂O + SO₂

Số phân tử H2SO4 bị khử và số phân tử H2SO4 tạo muối trong PTHH của phản ứng trên là

A. 6 và 3.    

B. 3 và 6.    

C. 6 và 6.    

D. 3 và 3.

Phương pháp giải

Cân bằng PTHH theo phương pháp thăng bằng electron.

Hướng dẫn giải

Sau khi cân bằng, ta có PTHH :

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

Trong số 6 phân tử H₂SO₄ tham gia phản ứng có 3 phân tử bị khử tạo thành 3 phân tử SO₂ và 3 phân tử H₂SO₄ tạo ra một phân tử Fe₂(SO₄)₃.

Đáp án D

Số mol H₂SO₄ cần dùng để pha chế 5 lít dung dịch H₂SO₄ 2M là

A. 2,5 mol.    

B. 5,0 mol.    

C. 10 mol.    

D. 20 mol.

Phương pháp giải

Áp dụng công thức tính số mol: n = V.C_M

Hướng dẫn giải

Ta có:

nH₂SO₄ = 5.2 = 10 mol

→ Đáp án C

Nêu phương pháp hoá học để phân biệt các dung dịch sáu với điều kiện được dùng quỳ tím và chọn thêm một hoá chất làm thuốc thử: Na₂SO₄, NaCl, H₂SO₄, HCl

Viết PTHH của những phản ứng đã dùng.

Phương pháp giải

Xem lại lý thuyết về axit sunfuric và muối sunfat.

Hướng dẫn giải

- Dùng quỳ tím để phân thành hai nhóm chất:

Nhóm 1: HCl, H₂SO₄

Nhóm 2: Na₂SO₄, NaCl

Thuốc thử được chọn thêm có thể là dung dịch BaCl₂ để phân biệt từng chất có trong mỗi nhóm chất:

Chất nào ở nhóm 1 tạo kết tủa trắng với dung dịch BaCl₂; chất đó là H₂SO₄; Chất còn lại là HCl.

Chất nào ở nhóm 2 tạo kết tủa trắng với dung dịch BaCl₂ chất đó là Na₂SO4; Chất còn lại là NaCl.

PTHH:

H2_SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄ + 2HCl

Na₂SO₄ + BaCl₂ → 2NaCl + BaSO₄

Có những chất khi tham gia phản ứng hoá học này có vai trò là chất khử, nhưng trong phản ứng khác lại có vai trò là chất oxi hoá. Hãy dẫn ra những PTHH để minh hoạ cho những trường hợp sau :

a) Chất đó là oxit.

b) Chất đó là axit.

c) Chất đó là muối.

d) Chất đó là đơn chất.

Phương pháp giải

Xem lại lý thuyết về axit sunfuric và muối sunfat.

Hướng dẫn giải

a) SO₂

2SO₂ + 2H₂O + O₂ → 2H₂SO₄

2H₂S + SO₂ → 2H₂O + 3S

b) HCl

2HCl + Fe → FeCl₂ + H₂

4HCl + MnO₂ → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

c) CuBr₂

CuBr₂ là chất oxi hóa

CuBr₂ + Fe → FeBr₂ + Cu

CuBr₂ là chất khử

CuBr₂ + Cl₂ → CuCl₂ + Br₂

d) S

S + O₂ → SO₂

S + Fe → FeS

Có những chất sau: Mg, Na₂CO₃, Cu, dung dịch H₂SO₄, đặc, dung dịch H₂SO₄ loãng

Hãy cho biết chất nào tác dụng với dung dịch H₂SO₄ đặc hay loãng để sinh ra :

a) Chất khí nhẹ hơn không khí và cháy được trong không khí.

b) Chất khí nặng hơn không khí, nó vừa có tính oxi hoá vừa có tính khử.

c) Chất khí nặng hơn không khí và không duy trì sự cháy.

Viết tất cả PTHH cho các phản ứng.

Phương pháp giải

Xem lại lý thuyết về axit sunfuric và muối sunfat.

Hướng dẫn giải

a) Mg + dung dịch H₂SO₄ loãng sinh ra khí hiđro.

Mg + H₂SO₄  → MgSO₄ + H₂

b) Cu + H₂SO₄ đặc nóng sinh ra khí SO₂

Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

c) Na₂CO₃ + dung dịch H₂SO₄ loãng sinh ra khí CO₂

Na₂CO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O + CO₂

Trong bài thực hành về tính chất hoá học của axit sunfuric có những hoá chất sau: Cu, ZnO, Fe, Na₂CO₃, C₁₂H₂₂O₁₁ (đường), dung dịch NaOH, giấy quỳ tím, dung dịch H₂SO₄ loãng và dung dịch H₂SO₄ đặc)

Hãy lập kế hoạch thí nghiệm để chứng minh rằng

a) Dung dịch H₂SO₄ loãng có những tính chất hoá học chung của axit.

b) Dung dịch H₂SO₄ đặc có những tính chất hoá học đặc trưng là tính oxi hoá mạnh và tính háo nước.

Phương pháp giải

Xem lại lý thuyết về axit sunfuric và muối sunfat.

Hướng dẫn giải

a) Dung dịch H₂SO₄ loãng có những tính chất hoá học chung của axit.

Thí nghiệm 1. Fe + H₂SO₄

Thí nghiệm 2. ZnO + H₂SO₄

Thí nghiệm 3. Na₂SO₃ + H₂SO₄

Thí nghiệm 4. NaOH + H₂SO₄ (dùng giấy quỳ tím chứng minh có phản ứng hoá học xảy ra).

b) Dung dịch H₂SO₄ đặc có những tính chất hoá học đặc trưng là tính oxi hoá mạnh và tính háo nước.

Thí nghiệm 5. H₂SO₄ + Cu. Tính oxi hóa mạnh

Thí nghiệm 6. H₂SO₄ đặc + C₁₂H₂₂O₁₁ . Tính háo nước và tính oxi hóa

Cần điều chế một lượng muối CuSO₄. Phương pháp nào sau đây tiết kiệm được axit sunfuric ?

a) Axit sunfuric tác dụng với đồng (II) oxit.

b) Axit suníuric tác dụng với kim loại đồng.

Phương pháp giải

Viết các PTHH :

H₂SO₄ + CuO → CuSO₄ + H₂O (1)

2H₂SO₄ + Cu → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O (2)

Giả sử cùng điều chế 1 mol CuSO₄, tính lượng H₂SO₄ theo từng PTHH

Hướng dẫn giải

Viết các PTHH:

H₂SO₄ + CuO → CuSO₄ + H₂O (1)

2H₂SO₄ + Cu → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O (2)

Theo (1): Muốn điều chế được 1 mol CuSO₄ cần 1 mol H₂SO₄

Theo (2): Muốn điều chế được 1 mol CuSO₄ cần 2 mol 2H₂SO₄

Kết luận : Phương pháp thứ nhất tiết kiệm được một nửa lượng axit sunfuric.

Người ta có thể điều chế một số chất khí bằng những phản ứng hoá học sau:

a) Nhiệt phân CaCO₃

b) Dung dịch HCl đặc tác dụng với MnO₂

c) Dung dịch H₂SO₄ loãng tác dụng với Zn

d) Dung dịch H₂SO₄ đặc tác dụng với Cu

e) Nhiệt phân KMnO₄

- Hãy cho biết tên chất khí được sinh ra trong mỗi phản ứng trên và viết PTHH của các phản ứng.

- Bằng thí nghiệm nào có thể khẳng định được chất khí sinh ra trong mỗi thí nghiệm ?

Phương pháp giải

Xem lại lý thuyết về axit sunfuric và muối sunfat.

Hướng dẫn giải

a) Khí CO₂ khẳng định bằng dung dịch Ca(OH)₂

CaCO₃ → CaO + CO₂

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O

b) Khí Cl₂ khí clo ẩm có tính tẩy màu.

4HCl + MnO₂ → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

c) Khí H2 cháy trong không khí kèm theo tiếng nổ nhỏ.

H₂SO₄ + Zn → ZnSO₄ + H₂

H₂ + 1/2O₂ → H₂O

d) Khí SO₂ khí này làm mất màu dung dịch KMnO₄

2H₂SO₄ + Cu → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

2H₂O  +  2KMnO₄   +  5SO₂   →   2H₂SO₄ + 2MnSO₄ + K₂SO₄

e) Khí O₂ khí này làm than hồng bùng cháy.

2KMnO₄ → K₂MnO₄ + O₂ + MnO₂

Thực hiện những biến đổi hoá học sau bằng cách viết những PTHH và ghi điều kiện của phản ứng, nếu có :

Phương pháp giải

Xem lại lý thuyết về axit sunfuric và muối sunfat.

Hướng dẫn giải

Các PTHH cho những biến đổi :

1) Đốt khí H₂S trong oxi hoặc không khí dư:

2H₂S + 3O₂ → 2H₂O + 2SO₂

2) Dùng Br₂ oxi hóa khí SO₂

SO₂ + Br₂ + 2H₂O → 2HBr + 2H₂SO₄

3) Dùng Cu khử H₂SO₄ đặc

Cu + 2H2SO4 → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

4) Dùng khí oxi để oxi hoá SO₂ với xúc tác V₂O₅

O₂ + 2SO₂ → 2SO₃

5) Cho SO₃ tác dụng với H₂O:

SO₃ + H₂O → H₂SO₄

6) Đốt lưu huỳnh trong oxi hoặc trong không khí

S + O₂ → SO₂

7) Dùng H₂S khử SO₂

2H₂S + SO₂ → 3S + 2H₂O

Dung dịch axit sunfuric đặc (D = 1,83 g/ml) chứa 6,4% nước. Hãy cho biết trong 1 lít dung dịch axit này có bao nhiêu mol H₂SO₄?

Phương pháp giải

Áp dụng công thức: m = V.D

Hướng dẫn giải

Một lít H₂SO₄ đặc có khối lượng là: 1,83.1000 = 1830 (g)

Khối lượng H₂O có trong 1 lít H₂SO₄ đặc là: \(\frac{{1830.6,4}}{{100}} = 117,12(g)\)18302

Khối lượng H₂SO₄ tinh khiết có trong 1 lít là : 1830 - 117,12 = 1712,88 (g)

Số mol H₂SO₄ có trong 1 lít axit sunfuric đặc :

nH₂SO₄ = 1712,88 : 98 = 17,48 (mol)

Xử lí 1,143 gam hỗn hợp rắn gồm kali clorua và kali sunfat bằng dung dịch axit sunfuric đặc, thu được 1,218 gam kali sunfat.

a) Viết PTHH của phản ứng xảy ra.

b) Tính khối lượng của mỗi muối trong hỗn hợp rắn ban đầu.

Phương pháp giải

PTHH :  2KCl + H₂SO₄ (đặc) → K₂SO₄ +  2HCl

Đặt x và y là số mol KCl và K₂SO₄ trong hỗn hợp. Ta có

74,5x + 174y = 1,14                          (1)

87x+ 174y= 1,218                             (2)

Hướng dẫn giải

PTHH :  2KCl + H₂SO₄ (đặc) → K₂SO₄ +  2HCl

Khối lượng muối trong hỗn hợp :

Đặt x và y là số mol KCl và K₂SO₄ trong hỗn hợp. Ta có

74,5x + 174y = 1,14                          (1)

Khối lượng K₂SO₄ sau phản ứng bao gồm khối lượng K₂SO₄ vốn có trong hỗn hợp ban đầu và khối lượng K₂SO₄ ra sau phản ứng (m = 174.0,5x = 87x). Ta có :

87x+ 174y= 1,218                             (2)

Giải hệ phương trình (1) và (2), được x = 0,006 ; y = 0,004.

Khối lượng KCl là : 74,5.0,006 = 0,447 (g).

Khối lượng K₂SO₄ là : 1,143 - 0,447 = 0,696 (g).

Cho 7,8 gam hỗn hợp hai kim loại là Mg và Al tác dụng với dung dịch H₂SO₄ loãng, dư. Khi phản ứng kết thúc, người ta thu được 8,96 lít khí (đktc).

a) Viết PTHH của các phản ứng đã xảy ra.

b) Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu.

c) Tính thể tích dung dịch H₂SO₄ 2M đã tham gia các phản ứng.

Phương pháp giải

Các PTHH :

Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂        (1)

2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + H₂    (2)

Đặt x và y là số mol Mg và Al có trong hỗn hợp.

Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình đại số :

\(\left\{ \begin{array}{l}
24{\rm{x}} + 27y = 7,8\\
x + 1,5y = 0,4
\end{array} \right.\)

Hướng dẫn giải

a) Các PTHH :

Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂        (1)

2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + H₂    (2)

b) Khối lượng kim loại trong hỗn hợp:

- Số mol H₂ sinh ra ở (1) và (2):  \({n_{{H_2}}} = \dfrac{{8,96}}{{22,4}} = 0,4\left( {mol} \right)\)

- Đặt x và y là số mol Mg và Al có trong hỗn hợp.

Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình đại số :

\(\left\{ \begin{array}{l}
24{\rm{x}} + 27y = 7,8\\
x + 1,5y = 0,4
\end{array} \right.\)

Giải hệ phương trình, ta được x = 0,1 và y = 0,2.

Khối lượng các kim loại :

mMg = 24.0,1 = 2,4 (g) 

mAl = 27.0,2 = 5,4 (g)

c) Thể tích dung dịch H₂SO₄ tham gia phản ứng :

Số mol H₂SO₄ tham gia (1) và (2) là :

0,1 + 0,3 = 0,4 (mol)

Thể tích dung dịch H₂SO₄ là :

\({V_{{H_2}S{O_4}}} = \dfrac{{0,4}}{2} = 0,2\left( l \right)\)

Cho Fe phản ứng với dung dịch H₂SO₄ thu được khí A và 11,04 gam muối. Tính khối lượng Fe phản ứng biết rằng số mol Fe phản ứng bằng 37,5% số mol H₂SO₄ phản ứng.

Phương pháp giải

Axit H₂SO₄ không biết là loãng hay đặc, khí thoát ra không biết là H₂ và SO₂ nên chưa kết luận được

Nếu H₂SO₄ là loãng → phản ứng với Fe tỉ lệ 1 : 1 → loại 

Nếu H₂SO₄ đặc, nóng → phản ứng với Fe tỉ lệ 1 : 3 → có thêm phản ứng giữa Fe với muối Fe³⁺ tạo ra muối Fe²⁺

Các phản ứng cho - nhận e xảy ra:

Fe → Fe³⁺ + 3e (1)

Fe + 2Fe³⁺ → 3Fe²⁺ (2)

Nếu gọi số mol H₂SO₄ phản ứng là x thì số mol Fe phản ứng ( 1 ) là x/3 số mol Fe phản ứng (2) là y, vậy ta có:

\(\dfrac{x}{3} + y = 0,375x \Leftrightarrow 24y = x\left( * \right)\)

\(\dfrac{{{\raise0.5ex\hbox{$\scriptstyle x$}
\kern-0.1em/\kern-0.15em
\lower0.25ex\hbox{$\scriptstyle 3$}} - 2y}}{2} = 11,04\left( {**} \right)\)

Giải hệ phương trình tính ra x, y

Hướng dẫn giải

Axit H₂SO₄ không biết là loãng hay đặc, khí thoát ra không biết là H₂ và SO₂ nên chưa kết luận được

Nếu H₂SO₄ là loãng → phản ứng với Fe tỉ lệ 1 : 1 → loại 

Nếu H₂SO₄ đặc nóng → phản ứng với Fe tỉ lệ 1 : 3 → có thêm phản ứng giữa Fe với muối Fe³⁺ tạo ra muối Fe²⁺

Các phản ứng cho - nhận e xảy ra:

Fe → Fe³⁺ + 3e (1)

Fe + 2Fe³⁺ → 3Fe²⁺ (2)

Nếu gọi số mol H₂SO₄ phản ứng là x thì số mol Fe phản ứng ( 1 ) là x/3 số mol Fe phản ứng (2) là y, vậy ta có :

x/3 + y = 0,375x → 24y = x (*)

Mặt khác :

m_muối = mFeSO₄ + mFe₂(SO₄)₃ = 152.3y + 400x

(x/3 -2y)/2 = 11,04 (**)

Thay (*) vào (**) giải được y = 0,0067; x = 0,16

Vậy khối lượng Fe phản ứng là: 0,16.0,375.56 = 3,36 (gam).

Hoà tan hoàn toàn 3,22 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg, Zn bằng một lượng vừa đủ dung dịch H₂SO₄ loãng, thu được 1,344 lít khí H₂ (đktc) và dung dịch chứa m gam muối. Xác định giá trị của m.

Phương pháp giải

Ta có: nH₂SO₄ = nH₂ 

m muối = m kim loại + mSO₄^2-

Hướng dẫn giải

nH₂ = 1,344/22,4 = 0,06

nH₂SO₄ = nH₂ = 0,06

nSO4^2- = nH₂SO₄ = 0,06

mmuối = mkimloại + mSO₄^2- = 3,22 + 0,06 x 96 = 8,98g

Cho m gam hỗn hợp 2 kim loại Al và Cu chia làm 2 phần bằng nhau :

- Phần 1: Cho tác dụng với dung dịch H₂SO₄ loãng, dư thu được 1,344 lít khí H₂ (đktc).

- Phần 2: Cho tác dụng với dung dịch H₂SO₄ đặc nóng, dư, thu được 2,24 lít khí SO₂ (đktc) .Xác định giá trị của m.

Phương pháp giải

Các PTHH :

2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂ (1)

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

Cu + 2H2SO4  → CuSO₄ + 2H₂O + SO₂ (3)

Từ pt (1) tính được số mol Al

Từ (2) và (3) tính được số mol Cu

Tính khối lượng m

Hướng dẫn giải

Các PTHH :

2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂ (1)

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

Cu + 2H2SO4  → CuSO₄ + 2H₂O + SO₂ (3)

Theo PTHH (1) số mol Al tham gia phản ứng bằng 2/3 số mol H₂ ⇒ Khối lượng AI trong hỗn hợp: 2×2/3×0,06×27 = 2,16(g)

Số mol SO₂ được giải phóng bởi Al: 2,16/27 x 3/2 = 0,12 mol

Theo PTHH (2) và (3) số mol SO₂ giải phóng bởi Cu: 2.0,1 - 0,12 = 0,08 (mol)

Theo PTHH (3) khối lượng Cu trong hỗn hợp: 0,08. 64 = 5,12 (g)

Vậy m = 2,16 + 5,12 = 7,28 (g).

Sau khi hoà tan 8,45 gam oleum A vào nước được dung dịch B, để trung hoà dung dịch B cần 200 ml dung dịch NaOH 1M. Xác định công thức của A.

Phương pháp giải

Đặt công thức oleum là H₂SO₄.nSO₃.

H₂SO₄.nSO₃ + nH₂O → (n+1)H₂SO₄                       

H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O

Lập biểu thức khối lượng, tính ra n

Hướng dẫn giải

Đặt công thức oleum là H₂SO₄.nSO₃.

Số mol NaOH là 0,2 mol

H₂SO₄.nSO₃ + nH₂O → (n+1)H₂SO₄

H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O

MH₂SO₄.nSO₃ = 8,45/0,1 (n+1) = 98 + 80n

84,5n + 84,5 = 98 + 80n → n = 3

vậy công thức của A: H₂SO₄.3SO₃.