Tính chất hóa học của HCl và H2SO4 loãng

05:57:3612/09/2021

Sau khi học xong bài này, các em có thể trả lời các câu hỏi như: Axit Clohiđric (HCl) hay axit sunfuric (H2SO4) có những tính chất hóa học và tính chất vật lý gì? các axit này có ứng dụng gì quan trọng và vai trò như thế nào trong đời sống?

A. Axit Clohiđric (HCl)

I. Tính chất của axit clohidric (HCl)

1. Tính chất vật lý của axit clohiđric

- Khi hòa tan khí HCl vào nước ta thu được dung dịch HCl

- Dung dịch HCl đậm đặc là dung dịch bão hòa hiđroclorua, có nồng độ khoảng 37%, từ đây ta có thể pha chế thành dung dịch HCl có nồng độ khác nhau.

2. Tính chất hóa học của axit clohiđric

- Axit HCl là một axit mạnh, có đầy đủ tính chất của một axit mạnh như:

a) Axit HCl làm đổi màu quỳ tím thành đỏ.

b) Axit HCl tác dụng với nhiều kim loại đứng trước hidro (Mg, Al, Zn, Fe,...) tạo thành muối clorua và giải phóng khí hiđro

* Ví dụ: Mg+ 2HCl → MgCl2 + H2↑

 Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑

c) Axit HCl tác dụng với bazơ tạo thành muối clorua và nước.

* Ví dụ: HCl  + KOH → KCl + H2O

 2HCl  + Cu(OH)2 → CuCl2 + 2H2O

d) Axit HCl tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối clorua và nước.

* Ví dụ: 2HCl  + CuO → CuCl2 + H2O

e) Tác dụng với một số muối.

* Ví dụ: 2HCl  + Na2CO3 → 2NaCl + H2O + CO2↑

2. Ứng dụng của axit clohiđric

Axit Clohidric được ứng dụng để:

- Điều chế các muối clorua.

- Làm sạch bề mặt kim loại trước khi hàn.

- Tẩy gỉ kim loại trước khi sơn, tráng, mạ kim loại.

- Dùng trong chế biến thực phẩm, dược phẩm.

B. Axit Sunfuric (H2SO4)

I. Tính chất của axit sunfuric (H2SO4)

1. Tính chất vật lý của axit sunfuric (H2SO4)

- Axit sunfuric là chất lỏng sánh, không màu, nặng gấp hai lần nước, không bay hơi, tan dễ dàng trong nước và tỏa nhiều nhiệt.

> Lưu ý: Khi pha loãng dung dịch axit sunfuric đặc, taphari rót từ từ axit đặc vào lọ đựng sẵn nước rồi khuấy đều (làm ngược lại rất nguy hiểm vì axit sunfuric đặc có tính háo nước sẽ gây nổ).

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

Axit sunfuric đặc và axit sunfuric loãng có một số tính chất hóa học khác nhau.

a) Tính chất hóa học của axit H2SO4 loãng: 

• Axit sunfuric loãng có đầy đủ tính chất của một axit mạnh.

- Axit sunfuric loãng làm đổi màu quỳ tím thành đỏ

- Axit sunfuric loãng tác dụng với nhiều kim loại đứng trước hidro (Mg, Al, Zn, Fe,...) tạo thành muối sunfat và giải phóng khí hiđro.

* Ví dụ: Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑

- Axit sunfuric loãng tác dụng với bazơ tạo thành muối sunfat và nước.

* Ví dụ: Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2H2O

- Axit sunfuric loãng tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối sunfat và nước.

* Ví dụ: FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O

- Ngoài ra, axit sunfuric loãng tác dụng với một số muối.

b) Tính chất hóa học riêng của axit sunfuric đặc.

- Axit sunfuric đặc tác dụng với kim loại

Axit H2SO4 đặc tác dụng với nhiều kim loại nhưng không giải phóng khí hiđro. Khí nóng tạo thành muối sunfat (ứng với hóa trị cao của kim loại nếu kim loại có nhiều hóa trị) và khí sunfurơ.

* Ví dụ: 2Fe + 6H2SO4 (đặc, nóng)  →  Fe2(SO4)3 + 3SO2↑  + 6H2O

- Axit sunfuric đặc có tính háo nước

  C12H22O11   12C + 11H2O

3. Ứng dụng của axit sunfuric

- Axit H2SO4 là nguyên liệu của nhiều ngành sản xuất hóa học như sản xuất phân bón, phẩm nhuộm, chế biến dầu  mỏ,... Hàng năm, thế giới sản xuất gần 200 triệu tấn axit H2SO4.

Ứng dụng của axit sunfuric

IV. Sản xuất axit sunfuric H2SO4

Trong công nghiệp, axit sunfuric được sản xuất bằng phương pháp tiếp xúc. Nguyên liệu là lưu huỳnh (hoặc quặng pirit sắt), không khí và nước.

Quá trình sản xuất axit H2SO4 gồm 3 công đoạn sau:

– Sản xuất lưu huỳnh đi oxit bằng cách đốt lưu huỳnh hoặc pirit sắt trong không khí;

S + O2 → SO2

4FeS2 + 11O2 → 8SO2 + 2Fe2O3

– Sản xuất lưu huỳnh trioxit bằng cách oxi hóa SO2, có xúc tác là V2O5 ở 4500C

2SO2 + O2  2SO3

Sản xuất axit H2SO4 bằng cách cho SO3 tác dụng với nước:

SO3 + H2O →  H2SO4

V. Nhận biết axit H2SO4 và muối sunfat

– Để nhận ra axit H2SO4 trong các axit và nhận ra muối sunfat trong các muối, ta dùng thuốc thử là dung dịch muối bari

– Khi cho dung dịch muối bari vào dung dịch H2SO4 hoặc muối sunfat, thấy có chất kết tủa màu trắng, không tan trong nước và trong axit là BaSO4 xuất hiện.

- Phương trình hóa học:

H2SO4 + BaCl2 → 2HCl + BaSO4↓(trắng)

Na2SO4 + BaCl2 → 2NaCl + BaSO4↓(trắng)

* Tóm tắt một số ý chính của bài viết:

1- Dung dịch HCl và H2SO4 loãng có đầy đủ những tính chất hóa học của axit.

2- Axit sunfuric đặc tác dụng với nhiều kim loại, không giải phóng khí hidro và có tính háo nước.

3- Axit clohidric và axit sunfuric có vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân.

4- Axit sunfuric được sản xuất trong công nghiệp bằng phương pháp tiếp xúc.

5- Nhận biết axit sunfuric và dung dịch muối sunfat bằng thuốc thử là dung dịch muối bari hoặc bari hidroxit.

Như vậy bài viết đã giúp các em hiểu rõ tính chất hóa học, tính chất vật lý của axit clohidric HCl và axit sunfuric H2SO4 và trả lời được rất nhiều câu hỏi hay thắc mắc liên quan tới các axit quan trọng này.

Axit sunfuric H2SO4 là một axit mạnh, được sử dụng và ứng dụng nhiều trong thực tế đời sống, đây cũng là một trong những axit quan trọng trong chương trình học của các em.

Vậy axit sunfuric H2SO4 có những tính chất hoá học và tính chất vật lý nào? Axit sunfuric đặc có tính chât hóa học gì khác axit sunfuric loãng? chúng ta hãy cùng tìm hiểu chi tiết qua bài viết dưới đây.

* Trong bài này các em cần nắm vững tính chất hoá học sau của axit sunfuric

Bạn đang xem: Tính chất hoá học của Axit Sunfuric H2SO4, ví dụ và bài tập – hoá lớp 10

  • Tác dụng với kim loại (trước Hyđro)
  • Tác dụng với oxit bazơ
  • Tác dụng với bazơ
  • Tác dụng với phi kim
  • Tác dụng với chất khử (Fe, FeSO4,…)

Về chi tiết tính chất hoá học của axit sunfuric H2SO4 các em tham khảo bài viết dưới đây

I. 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.

Cấu tạo phân tử của axit sunfuric H2SO4

II. Tính chất hoá học của axit sunfuric H2SO4

1. Axit sunfuric loãng (H2SO4 loãng)

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

a) Axit sunfuric loãng làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ.

b) Axit sunfuric lãng tác dụng với kim loại đứng trước H (trừ Pb) → muối sunfat (trong đó kim loại có hóa trị thấp) + H2↑

– PTPƯ: H2SO4 loãng + Kim loại → Muối + H2↑

 Ví dụ:  Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑

  Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2↑

* Lưu ý:

  • nH2 = nH2SO4
  • mmuối = mkim loại + mH2SO4 – mH2 = mkim loại + 96nH2

c) Axit sunfuric loãng tác dụng với oxit bazơ → muối (trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị) + H2O

– PTPƯ: H2SO4 loãng + Oxit bazo → Muối + H2O

 Ví dụ: FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O

  MgO + H2SO4 → MgSO4 + H2O

* Lưu ý:

  • nH2SO4 = nH2O = nO (trong oxit)
  • mmuối = moxit + mH2SO4 – mH2O = moxit + 98nH2SO4 – 18nH2O = moxit + 80nH2SO4 = moxit + 80n(O trong oxit)

d) Axit sunfuric loãng tác dụng với bazơ → muối + H2O

– PTPƯ: H2SO4 loãng + Bazo → Muối + H2O

 Ví dụ: H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O

   H2SO4­ + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O

– Phản ứng của H­2­SO4 với Ba(OH)2 hoặc bazơ kết tủa chỉ tạo thành muối sunfat.

 Ví dụ: Cu(OH)2 + H2SO4 → CuSO4↓ + 2H2O

  Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2H2O

e) Axit sunfuric loãng tác dụng với muối → muối mới (trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị) + axit mới

– PTPƯ: H2SO4 loãng + Muối → Muối mới + Axit mới

 Ví dụ: Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2

  H2SO4 + 2KHCO3 → K2SO4 + 2H2O + 2CO2

* Lưu ý: Thường dùng phương pháp tăng giảm khối lượng khi giải bài tập về phản ứng của axit sunfuric với muối.

2. Axit sunfuric đặc (H2SO4 đặc)

* Số oxi hóa của mà lưu huỳnh (S) có thể có là: -2 ; 0 ; +4 ; +6. 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.

a) Axit sunfuric đặc tác dụng với kim loại

– Thí nghiệm: Cho mảnh Cu vào ống nghiệm chứa H2SO4 đặc 

– Hiện tượng: dung dịch chuyển sang màu xanh và khí bay ra có mùi sốc.

– Phương trình hóa học:

  2H2SO4 + Cu → CuSO4 + SO2↑ + 2H2O

– H2SO4 đặc, nóng tác dụng với các kim loại khác

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

  5H2SO4 + 4Zn → 4ZnSO4 + H2S↑ + 4H2O

* Lưu ý: 

 – Trong các bài tập vận dụng, kim loại tác dụng với axit sunfuric đặc thường gặp nhất là tạo khí SO2, khi giải thường vận dụng bảo toàn e và bảo toàn nguyên tố:

  • ne = nkim loại.(hóa trị)kim loại = 2nSO2
  • nH2SO4 phản ứng = 2nSO2
  • mmuối = mkim loại + 96nSO2

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

 – 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↑ (S, H2S).

 – Sản phẩm khử của S+6 tùy thuộc vào độ mạnh của kim loại: kim loại có tính khử càng mạnh thì S+6 bị khử xuống mức oxi hóa càng thấp.

b) Axit sunfuric đặc tác dụng với phi kim → oxit phi kim + H2O + SO2↑

– PTPƯ: H2SO4 đặc + Phi kim → Oxit phi kim +  H2O + SO2↑

  S + 2H2SO4  

  3SO2↑ + 2H2O

  C + 2H2SO4  

  CO2 + 2H2O + 2SO2↑

  2P + 5H2SO4 → 2H3PO4 + 5SO2↑ + 2H2O

c) Axit sunfuric đặc tác dụng với các chất khử khác

– PTPƯ: H2SO4 đặc + chất khử (FeO, FeSO4) → Muối +  H2O + SO2↑

  2H2SO4 + 2FeSO4 → Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 2H2O

  2FeO + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 4H2O 

d) Tính háo nước của axit sunfuric

Thí nghiệm: Cho H2SO4 đặc vào cốc đựng đường

Hiện tượng: Đường chuyển sang màu đen và sôi trào

– Phương trình hóa học:

  C12H22O11 + H2SO4 → 12C + H2SO4 .11H2O

• xem thêm: Một số dạng bài tập nâng cao về Axit Sunfuric có lời giải và đáp án

III. Bài tập về Axit sunfuric H2SO4

Bài 1 trang 143 sgk hoá 10: Một hợp chất có thành phần theo khối lượng 35,96% S; 62,92 %O và 1,12 %H. Hợp chất này có công thức hóa học là:

A. H2SO3.     B. H2SO4.     C. H2S2O7.     D. H2S2O8.

* Lời giải bài 1 trang 143 sgk hoá 10:

 Ta gọi công thức của hợp chất là: HxSyOz

 ⇒ M = (x + 32y + 16z)

 Theo bài ra ta có:

 

      (1)

     (2)

     (3)

 Từ (1) và (2) ⇒ x:y = 1:1 = 2:2 (*)

 Từ (2) và (3) ⇒ y:z = 2:7  (**)

Vậy từ (*) và (**) ⇒ x:y:z = 2:2:7

⇒ CT: H2S2O7

Kết luận: Đáp án đúng là C

Bài 3 trang 143 SGK Hóa 10: 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.

* Lời giải bài 3 trang 143 SGK Hóa 10:

– 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.

Bài 4 trang 143 SGK Hóa 10: 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?

* Lời giải Bài 4 trang 143 SGK Hóa 10:

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).

 H2SO4 đặc + H2  → SO2 + 2H2O

 H2SO4 đặc + 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 5 trang 143 sgk hóa 10: a) Trong hợp nào axit sunfuric có nhưng tính chất hóa học chung của một axit ? Đó là những tính chất nào? Dẫn ra những phương trình phản ứng để minh họa.

b) Trong trường hợp nào axit sunfuric có những tính chất hóa học đặc trưng? Đó là những tính chất nào? Dẫn ra những phương trình phản ứng để minh họa.

* Lời giải bài 5 trang 143 sgk hóa 10:

a) Dung dịch axit sunfuric loãng có những tính chất chung của axit, đó là:

– Đổi màu quỳ tím thành đỏ.

– Tác dụng với kim loại giải phóng hiđro.

  Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2

– Tác dụng với oxit bazơ và bazơ

  Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2H2O

– Tác dụng với nhiều muối

  BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 +2HCl

b) Tính chất hóa học đặc trưng của axit sunfuric đặc là tính oxi hóa mạnh và tính háo nước.

– Tính chất oxi hóa mạnh

  2H2SO4 + Cu → CuSO4 + SO2 + 2H2O

  2H2SO4 + S → 3SO2 + 2H2O

  2H2SO4 + 2KBr → Br2 + SO2 + 2H2O + K2SO4

– Tính háo nước và tính chất oxi hóa: Axit sunfuric đặc hấp thụ mạnh nước. Axit sunfuric đặc chiếm các nguyên tử H và O là những nguyên tố thành phần của các hợp chất gluxit giải phóng cacbon và nước.

  C12H22O11 → 12C + 11H2O.

– Nếu để H2SO4 đặc tiếp xúc với da sẽ bị bỏng rất nặng, vì vậy khi sử dụng axit sunfuric phải hết sức thận trọng.

Bài 6 trang 143 sgk hoá 10: Có 100ml dung dịch H2SO4 98%, khối lượng riêng là 1,84 g/ml. Người ta muốn pha loãng thể tích H2SO4 trên thành dung dịch H2SO4 20%.

a) Tính thể tích nước cần dung để pha loãng.

b) Khi pha loãng phải tiến hành như thế nào?

* Lời giải bài 6 trang 143 sgk hoá 10:

a) Thể tích nước cần dùng để pha loãng.

 Theo bài ra, khối lượng của 100ml dung dịch axit 98% là: 100ml × 1,84 g/ml = 184g

 Khối lượng H2SO4 nguyên chất trong 100ml dung dịch trên: (184 x 94)/100 = 180,32g

 Khối lượng dung dịch axit 20% có chứa 180,32g H2SO4 nguyên chất: (180,32 x 100)/20 = 901,6g

 Khối lượng nước cần bổ sung vào 100ml dung dịch H2SO4 98% để có được dung dịch 20%: 901,6g – 184g = 717,6g

 Vì D của nước là 1 g/ml nên thể tích nước cần bổ sung là 717,6 ml.

b) Cách tiến hành khi pha loãng: 

– Khi pha loãng lấy 717,6 ml H2O vào ống đong hình trụ có thể tích khoảng 2 lít. Sau đó cho từ từ 100ml H2SO4 98% vào lượng nước trên, đổ axit chảy theo một đũa thủy tinh, sau khi đổ vài giọt nên dùng đũa thủy tinh khuấy nhẹ đều. Không được đổ nước vào axit 98%, axit sẽ bắn vào da, mắt,… và gây bỏng da hoặc cháy quần áo.

Hy vọng với phần hệ thống kiến thức về tính chất hoá học của axit sunfuric H2SO4 ở trên giúp ích cho các em. Mọi thắc mắc và góp ý các em hãy để lại bình luận dưới bài viết để HayHocHoi.Vn ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt!

Đăng bởi: THPT Sóc Trăng

Chuyên mục: Giáo Dục

Video liên quan

Chủ đề