Đề cương ôn tập Hóa học 11 - Chuyên đề: Lý thuyết và bài tập Axit sunfuric

Nội dung tài liệu: Đề cương ôn tập Hóa học 11 - Chuyên đề: Lý thuyết và bài tập Axit sunfuric

1. CHUYÊN ĐỀ LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP AXIT SUNFURIC A. LÝ THUYẾT CHUNG Axit sunfuric là một trong những loại axit vô cơ thông dụng, phổ biến nhất hiện nay. Nó được ứng dụng nhiều trong đời sống, sản xuất công nghiệp, nông nghiệp. Axit sunfuric là một axit vô cơ gồm các nguyên tố lưu huỳnh, oxy và hydro với công thức hóa học là H2SO4. Axit sunfuric là hóa chất lỏng không màu, không mùi và sánh, hòa tan trong nước và một phản ứng tỏa nhiệt cao. - Axit sunfuric loãng dùng trong phòng thí nghiệm thường chỉ có 10% - Dùng cho ắc quy khoảng 33,5% - Hàm lượng 62,18% là axit được dùng để sản xuất phân bón - 77,67% được dùng trong tháp sản xuất hay axit glover - 98% là axit đậm đặc • Axit sunfuric tinh khiết là một chất lỏng không màu, không mùi • Mật độ 1,84 g / cm³ và nhiệt độ sôi là 336 °C. • Độ nóng chảy 10.371°C. • Trọng lượng phân tử: 98.078 • Nó có thể được trộn với nước ở bất kỳ tỷ lệ nào, đồng thời giải phóng rất nhiều nhiệt để làm cho nước sôi.
2. • Axit sunfuric có điểm sôi và độ nhớt cao hơn do liên kết hydro mạnh hơn trong các phân tử của nó. 1. Phản ứng với hầu hết các kim loại (hoạt động mạnh hơn đồng) tạo muối và khí hiđro VD: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 2. Phản ứng với muối để tạo ra sunfat không tan hoặc axit yếu hơn H2SO4 + BaCl2 → BaSO4 ↓ + 2HCl H2SO4 + Na2CO3 → Na2SO4 + CO2 + H2O 3. Phản ứng với bazo để tạo ra muối và nước H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + H2O 4. Làm cho quỳ tím có màu đỏ và dung dịch thử phenolphthalein không màu không bị đổi màu. 5. Phản ứng với oxit bazo tạo muối và nước H2SO4 + CuO → CuSO4 + H2O Tính chất của H2SO4 đậm đặc 1. Tính háo nước: axit sunfuric đậm đặc háo nước, hút nước mạnh => ứng dụng để làm khô các chất . Ngoài ra axit còn chiếm H,O của hợp chất hữu cơ biến chất đó thành than ( sự hóa than) VD: Phản ứng tỏa nhiệt của Saccarozo dưới tác dụng của H2SO4 • C12H22O11 + H2SO4 đặc -> 12C + 11H2O Phản ứng với cacbon tạo thành khí CO2, lưu huỳnh đioxit và nước. • C + H2SO4 -> CO2↑ + 2SO2 ↑ + 2H2O 2. Tính oxi hóa mạnh a.Có tính oxi hóa mạnh nên H2SO4 có khả năng phản ứng oxi hóa khử với nhiều chất, hợp chất khác nhau. Tùy vào chất khử, axit sunfuric đậm đặc có thể bị khử thành SO2, S hoặc H2S: • 2HBr + H2SO4 (đậm đặc) → Br2 + SO2 + 2H2O • 3H2S + H2SO4 (đậm đặc) → 4S + 4H2O • 8HI + H2SO4 (đậm đặc) → 4I2 + H2S + 4H2O Khi nồng độ H2SO4 thay đổi thì chất tạo thành có thể khác nhau như: • Zn + 2H2SO4 (đậm đặc) = ZnSO4 + SO2 ↑ + 2H2O • 3Zn + 4H2SO4 (đậm đặc) = 3ZnSO4 + S + 4H2O • 4Zn + 5H2SO4 (đậm đặc) = 4ZnSO4 + H2S ↑ + 2H2O b. Phản ứng với kim loại Axit sunfuric đậm đặc ở nhiệt độ thường có thể tác dụng với các kim loại mạnh như Mg, Zn, Ni, Sn, Cu .Khi đun nóng, axit sunfuric đậm đặc có thể phản ứng với tất cả các kim loại (bao gồm vàng và bạch kim) ngoại trừ iridium và ruthenium để tạo thành muối kim loại hóa trị cao. Al, Fe, Cr thụ động trong dung dịch H2SO4 đặc, nguội. • Cu + 2H2SO4 (đậm đặc) -> CuSO4 + SO2 ↑ + 2H2O Tác dụng với sắt 2Fe + 6H2SO4 (đậm đặc) -> Fe2(SO4)3 + 3SO2 ↑ + 6H2O c. Phản ứng với phi kim
3. Axit sulfuric đậm đặc có thể ôxi hóa phi kim như carbon, lưu huỳnh, phốt pho Trong loại phản ứng này, axit sunfuric đậm đặc chỉ thể hiện tính chất oxy hóa. • C + 2H2SO4 (đậm đặc) -> CO2+ 2SO2 ↑ + 2H2O • 2P + 5H2SO4 (đậm đặc) -> 2H3PO4 + 5SO2 ↑ + 2H2O Axit sulfuric là hóa chất được sử dụng phổ biến nhất trên thế giới và được sử dụng trong hầu hết các ngành công nghiệp như sản xuất phân bón, dược phẩm, chất tẩy màu, công nghiệp hóa dầu Sản xuất hóa chất Là một hợp chất hóa học rất quan trọng, axit sunfuric được sử dụng trong quá trình sản xuất một số hóa chất nổi tiếng bao gồm axit hydrochloric, axit nitric, axit photphoric và nhiều hóa chất công nghiệp khác. Lọc dầu Quá trình tinh chế dầu thô đòi hỏi phải sử dụng một axit làm chất xúc tác và axit sunfuric thường được sử dụng cho mục đích này. Nó loại bỏ các hợp chất lưu huỳnh và hydrocacbon không bão hòa có trong dầu thô. Luyện kim ‘Pickling’ là một thuật ngữ được sử dụng để mô tả việc xử lý kim loại để loại bỏ tạp chất, rỉ sét hoặc cặn trên bề mặt, chẳng hạn như trong sản xuất thép. Ngày nay, việc sử dụng axit sulfuric cho mục đích này đã giảm đi một chút vì ngành công nghiệp hiện nay sử dụng axit hydrochloric. Mặc dù axit hydrochloric đắt hơn axit sulfuric, nhưng nó tạo ra kết quả nhanh hơn và giảm thiểu việc mất kim loại cơ bản trong quá trình tẩy. Sản xuất vải rayon Vải Rayon được làm từ sợi cellulose có nguồn gốc từ gỗ. Chúng được hòa tan trong dung dịch Tetra Amine Copper (II) để tạo ra một chất lỏng màu xanh đậm sau đó được bơm vào axit sulfuric để tạo thành sợi Rayon. Sản xuất ắc quy chì
4. Axit sunfuric được sử dụng ở dạng loãng để hoạt động như một chất điện phân để liên kết các phần pin với nhau. Axit sulfuric được sử dụng theo cách này thường được gọi là Pin axit. Nó được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô cho xe hơi và xe tải. Sản xuất thuốc Axit sulfuric được sử dụng trong quá trình sản xuất các loại thuốc hóa trị kìm hóa chống và ngăn bệnh ung thư. Sản xuất phân bón, thuốc trừ sâu Để sản xuất phân bón, ammonium sulfate và superphosphate cần sử dụng nhiều axit sulfuric. Nhiều loại thuốc trừ sâu sử dụng axit sunfuric làm nguyên liệu thô như đồng sunfat và kẽm sunfat để làm thuốc diệt nấm cho cây, thallium sulfate làm thuốc diệt chuột, và sunfat sắt và đồng sunfat làm thuốc diệt cỏ. Nó còn được sử dụng để cải thiện đất đá vôi có độ pH cao. Cần lưu ý những gì khi sử dụng Axit sunfuric Dựa vào các tính chất lý hóa của Axit Sunfuric ở phần trên, chắc hẳn chúng ta cũng nhận thức được hóa chất này nguy hiểm như thế nào nếu tiếp xúc trực tiếp. Do đó, khi sử dụng cần tuân thủ tuyệt đối các lưu ý dưới đây để đảm bảo an toàn cho bản thân: • Đeo găng tay dày dặn, chất lượng • Mặc quần áo bảo hộ khi tiếp xúc với hóa chất. • Khi sử dụng H2SO4 phải đeo kính và mũ đầy đủ. • Không đi dép hay chân đất nên đi giày bảo hộ hoặc ủng. • Tuyệt đối không xử lý nó trên một băng ghế mở. • Tuyệt đối không đổ hóa chất khỏi chai chứa. • Tuyệt đối không pipette ra với miệng. • Phải dùng pipet thủy tinh dày với nút cao su. • Tuân theo chỉ dẫn trên nhãn sản phẩm. • Tuyệt đối không đổ nước thẳng vào chai chứa Axit sunfuric để tẩy rửa. • Khi pha loãng H2SO4, tuyệt đối không được đổ nước vào axit mà cần đổ từ từ axit vào nước. • Khi đun nóng H2SO4 sẽ giải phóng ra chất SO2 và SO3, đây là những loại khí rất độc hại, có thể cần đeo mặt nạ phòng độc nếu đun nóng axit với số lượng lớn.
5. Lưu ý trong khi bảo quản Để tránh việc hóa chất axit sulfuric không may bị rò rỉ xa môi trường, phản ứng với chất khác gây nguy hiểm, ô nhiễm thì cần lưu ý các điều sau: • Lưu trữ axit bằng bồn nhựa, thùng phuy nhựa. • Không dùng các thùng kim loại để chứa, bởi tính axit mạnh sẽ làm oxy hóa, ăn mòn kim loại • Đậy nắp thật kín, đặt tại nơi khô ráo, thoáng mát, tránh ánh nắng trực tiếp. • Không để hóa chất gần nơi chứa bazơ hay chất khử. • Tránh bảo quản chung với các kim loại nặng, kim loại nhẹ, chẳng hạn các chất như: HCl, Axit Nitric B. BÀI TẬP VẬN DỤNG I. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM LÝ THUYẾT Câu 1: Kim loại nào sau đây không tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng? A. Al B. Mg C. Na D. Cu Câu 2. Khi pha loãng H2SO4 cần làm như sau: A. Cho từ từ H2SO4 đặc vào nước và khuấy đều B. Cho từ từ nước vào H2SO4 đặc và khuấy đều C. Cho nước và axit đồng thời D. Lấy 2 phần nước pha với một phần axit. Câu 3. Cho phương trình phản ứng hóa học: H2SO4 đặc + 8HI → 4I2 + H2S + 4H2O A. H2SO4 là chất oxi hóa, HI là chất khử B. HI là chất oxi hóa C. I2 oxi hóa H2S thành H2SO4 và nó bị khử thành HI D. I2 khử H2S thành H2SO4 và nó bị khử thành HI. Câu 4: Trong công nghiệp sản xuất axit sunfuric, người ta dùng chất nào sau đây tác dụng với nước? A. Lưu huỳnh đioxit B. Lưu huỳnh trioxit C. Lưu huỳnh D. Natri sunfat Câu 5: Trong công nghiệp sản xuất axit sunfuric, người ta dùng nguồn nguyên liệu nào để sản xuất axit sunfuric? A. Lưu huỳnh đioxit B. Sắt pirit C. Lưu huỳnh D. Cả B và C Câu 6. Dung dịch axit sunfuric loãng tác dụng được với 2 chất trong dãy nào sau đây?
6. A. Đồng và đồng (II) hidroxit B. Sắt và sắt (III) hhidroxit C. Lưu huỳnh và hidro sunfua D. Cacbon và cacbon đioxit Câu 7. Axit sunfuric đặc, nguội không tác dụng với chất nào sau đây? A. Kẽm B. Sắt C. Caxicacbonat D. Đồng (II) oxit Câu 8. Chất nào không dùng để làm khô khí SO2? A. Ca(OH)2 B. H2SO4 đặc. C. CaCl2 khan. D. P2O5. Câu 9: Dãy chất nào vừa phản ứng với dung dịch H2SO4 loãng vừa phản ứng với dung dịch H2SO4 đặc nguội? A. CuO, CaCO3, Zn, Mg(OH)2. B. Cu, BaCl2, Na, Fe(OH)2. C. Fe, CaO, Na2SO3, Fe2O3. D. Ag, Na2CO3. Zn, NaOH. Câu 10. Cho sơ đồ phản ứng :Fe + H2SO4(đặc, nóng) ----> Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O. Số phân tử H2SO4 bị khử và số phân tử H2SO4 trong PTHH của phản ứng trên là: A. 6 và 3 B. 3 và 6 C. 6 và 6 D. 3 và 3 Câu 11. Một loại oleum có công thức hóa học là H2S2O7 (H2SO4.SO3). Số oxi hóa của lưu huỳnh trong hợp chất oleum là: A. +2 B. +4 C. +6 D. +8 Câu 12. Chất nào sau đây vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử? A. O3 B. H2SO4 C. H2S D. SO2 Câu 13. Phân tử hoặc ion nào sau đây có nhiều electron nhất? 2- 2- 2- A. SO2 B. SO3 C. S D. SO4 . Câu 14. Lưu huỳnh tác dụng với tác dụng với axit sunfuric đặc, nóng theo phản ứng: S + H2SO4 ----> SO2 + H2O. Trong phản ứng này, tỉ lệ giữa số nguyên tử lưu huỳnh bị khử và số nguyên tử lưu huỳnh bị oxi hóa là: A. 1 : 2 B. 2 : 3 C. 3 : 1 D. 2 : 1 Câu 15: 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 Câu 16: Dãy kim loại nào trong các dãy sau đây gồm các kim loại đều không tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nguội? A. Al, Fe, Au, Mg B. Zn, Pt, Au, Mg C. Al, Fe, Zn, Mg D. Al, Fe, Au, Pt Câu 17: Cho các chất: KBr, S, SiO2, P, Na3PO4, FeO, Cu và Fe2O3. Trong các chất đã cho, số chất có thể bị oxi hóa bởi dung dịch axit H2SO4 đặc, nóng là A. 5 B. 4 C. 6 D. 7 Câu 18: Cho hỗn hợp gồm 1 mol chất X và 1 mol chất Y tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đăc, nóng (dư) tạo ra 1 mol khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất). Hai chất X, Y là A. Fe, Fe2O3 B. Fe, FeO C. Fe3O4, Fe2O3 D. FeO, Fe3O4 Câu 19: Axit sunfuaric đặc khác axit sunfuaric loãng ở tính chất hóa học nào? A. Tính bazo mạnh B. Tính oxi hóa mạnh C. Tính axit mạnh D. Tính khử mạnh Câu 20 : Trong số những tính chất sau, tính chất nào không là tính chất của axit sunfuaric đặc nguội? A. Làm hóa than vải, giấy, đường saccarozo B. Tan trong nước, tỏa nhiệt C. Háo nước D. Hòa tan được kim loại Fe, Al Câu 21: Axit H2SO4 đặc có thể làm khô khí nào sau đây là tốt nhất? A. H2S B. SO3 C. CO2 D. CO
7. Câu 22: Cho phương trình hóa học: aAl + bH2SO4 → cAl2(SO4)3+ dSO2 + e H2O Tỉ lệ a:b là A. 1:1 B. 2:3 C. 1:3 D. 1:2 Câu 23: Khi lần lượt tác dụng với mỗi chất dưới đây, trường hợp nào axit sunfuric đặc và axit sunfuaric loãng hình thành sản phẩm giống nhau? A. Mg B. Fe3O4 C. CaCO3 D. Fe(OH)2 Câu 24: Người ta thường dùng các bình bằng thép để đựng và chuyên chở axit H2SO4 đặc vì: A. H2SO4 bị thụ động hóa trong thép B. H2SO4 đặc không phản ứng với sắt ở nhiệt độ thường C. H2SO4 đặc không phản ứng với kim loại ở nhiệt độ thường D. Thép có chứa các chất phụ trợ không phản ứng với H2SO4 đặc Câu 25: Cho các chất: KBr, S, SiO2, P, Na3PO4, FeO, Cu và Fe2O3. Trong các chất đã cho, số chất có thể bị oxi hóa bởi dung dịch axit H2SO4 đặc, nóng là A. 5 B. 4 C. 6 D. 7 Câu 26: Tính chất vật lí nào của axit sunfuric loãng không đúng? A. Chất lỏng, sánh như dầu B. Tan vô hạn trong nước và tỏa nhiều nhiệt C. Nặng hơn nước D. Dễ bay hơi Câu 27: Axit sunfuric đặc, nóng không oxi hóa được kim loại nào? A. Al B. Fe C. Cu D. Au Câu 28: Axit sunfuric loãng thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với chất nào? A. FeO B. Zn C. Na2CO3 D. NaOH Câu 29: Nhận biết các chất sau bằng thuốc thử nào: NaCl, Na2SO4, NH4Cl A. dung dịch BaCl2 B. Dung dịch AgNO3 C. dung dịch NaOH D. Dung dịch Ba(OH)2 Câu 30: Nhận biết các kim loại sau bằng thuốc thử nào: Na, Cu, Ba, Fe A. dung dịch HCl B. dung dịch H2SO4 C. Nước D. Dung dịch NaOH B. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM ĐỊNH LƯỢNG Câu 31: Hòa tan 12,8 gam Cu trong axit H2SO4 đặc, nóng dư. Thể tích khí SO2 thu được (đktc) là A. 4,48 lít B. 2,24 lít C. 6,72 lít D. 8,96 lít Câu 32: Hòa tan 11,2 gam Fe trong axit H2SO4 đặc, nóng dư. Thể tích khí SO2 thu được (đktc) là A. 4,48 lít B. 2,24 lít C. 6,72 lít D. 8,96 lít Câu 33: Hòa tan hoàn toàn 5,5 gam hỗn hợp gồm Al và Fe vào lượng dư dung dịch H2SO4 loãng, thu được 4,48 lít H2 (đktc). Thành phần phần trăm khối lượng của Fe trong hỗn hợp đầu là A. 50,91% B. 76,36% C. 25,45% D. 12,73% Câu 34: Hòa tan hoàn toàn 3,22 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg và Zn bằng 1 lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 loãng, thu được 1,344 lít khí hidro (đktc) và dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là A. 9,52 B. 10,27 C. 8,98 D. 7,25 Câu 35: Cho 3,68 gam hỗn hợp gồm Al và Zn tác dụng với một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 10%, thu được 2,24 lít khí H2 (đktc). Khối lượng dung dịch thu được sau phản ứng là A. 97,80 gam B. 101,48 gam C. 88,20 gam D. 101,68 gam Câu 36: Hòa tan hoàn toàn 2,81 gam hỗn hợp gồm Fe2O3, MgO, ZnO trong 500 ml axit H2SO4 0,1M (vừa đủ). Sau phản ứng cô cạn dung dịch hỗn hợp muối sunfat khan thu được có khối lượng là A. 6,81 gam B. 4,81 gam C. 3,81 gam D. 5,81 gam
8. Câu 37. Cho 12 gam hỗn hợp gồm hai kim lọai đồng và sắt tan hoàn toàn trong dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được 5,6 lít khí SO2 (đktc). Hàm lượng phần trăm theo khối lượng của sắt và khối lượng của các muối trong dung dịch thu được là: A. 46,67% và 36 g B. 54,33% và 36 g. C. 46,67% và 56 g. D. 54,33% và 56 g. Câu 38. Một hỗn hợp gồm 13,0 gam Zn và 5,6 gam sắt tác dụng với dung dịch axit sunfuric loãng, dư. Thể tích khí H2 (đktc) được giải phóng sau phẩn ứng là: A. 4,48 lít B. 2,24 lít C. 6,72 lít D. 67,2 lít Câu 39: Cho 5,4g kim loại R tan hoàn toàn trong H2SO4 đặc nóng, phản ứng kết thúc thu được 6,72 lít SO2 sản phẩm khử duy nhất đo ở đktc. Tìm kim loại R? A. Fe B. Al C. Mg D. Cu Câu 40: Cho 20,95 gam hỗn hợp Zn và Fe tan hết trong dung dịch H2SO4 loãng, thu được dung dịch X và 7,84 lít khí (đktc). Cô cạn dung dịch X thu được lượng muối khan là A. 45,55 gam. B. 54,55 gam. C. 27,275 gam. D. 55,54 gam. C. BÀI TẬP TỰ LUẬN Bài 1. Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau:(Mỗi mũi tên là một phương trình phản ứng). a. FeS → SO2 → SO3 → H2SO4→ SO2 → S → FeS → H2S → SO2. 1 2 3 4 5 b.S ⎯⎯→ SO2 ⎯⎯→ SO3 ⎯⎯→ H2SO4 ⎯⎯→ CuSO4 ⎯⎯→ BaSO4 10 6 7 8 9 ⎯⎯→ FeS ⎯⎯→ H2S ⎯⎯→ Na2S ⎯⎯→ PbS 3 4 5 c. KClO3 O2 Na2O ⎯⎯→ NaCl ⎯⎯→ Cl2 ⎯⎯→ FeCl3 6 7 8 9 ⎯⎯→ MgO ⎯⎯→ MgSO4 ⎯⎯→ Mg(OH)2 ⎯⎯→ MgO Bài 2. Cho 15,6 gam hỗn hợp 2 kim loại là Mg và Al tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng, dư. Khi phản ứng kết thúc, thu được 17,92 lít khí (đktc). a. Viết các phương trình hóa học 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 1,5M đã tham gia các phản ứng. Bài 3. Cho 10,4 g hỗn hợp gồm Mg và MgO tác dụng với axit H2SO4 loãng dư thấy giải phóng 2,24 lít khí (đktc) và dung dịch A. a. Tính khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu. b. Cho dung dịch A tác dụng với dụng NaOH dư được kết tủa B. Lọc lấy kết tủa B nung trong không khí tới khối lượng không đổi được chất rắn C. Tính khối lượng chất rắn C. Bài 4. Cho 20,8 g hỗn hợp Cu, CuO tác dụng với H2SO4 đặc, nóng dư thì thu được 4,48 lít khí (đktc). a. Tính khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp. b. Tính khối lượng dung dịch H2SO4 80% đã dùng và khối lượng muối sinh ra Bài 5: Cho 45,1 gam hỗn hợp Zn và Cu tác dụng vừa đủ với dung dịch H2SO4 đặc nóng 98% thu được 15,68 lít khí SO2 (đktc). a. Viết phương trình phản ứng xảy ra b. Tính phần trăm khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp?
9. ĐÁP ÁN PHẦN TRẮC NGHIỆM 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 CÁC EM TỰ LÀM XONG ĐIỀN VÀO NHÉ PHẦN TỰ LUẬN TRÌNH BÀY VÀO VỞ BÀI TẬP TUẦN SAU CHỮA