Trong bài trước các em đã được học các tính chất hoá học đặc trưng của axit như axit làm đổi màu giấy quỳ tím, axit phản ứng với kim loại, phản ứng với bazo, oxit bazo và với muối.
Trong bài này, chúng ta cùng tìm hiểu chi tiết tính chất hoá học của một số axit quan trọng như axit Clohidric HCl và axit Sunfuric H2SO4 (đặc và loãng) xem các axit này có tính chất hoá học gì khác nhau, chúng có ứng dụng gì trong thực tế và cách điều chế sản xuất như thế nào?
I. Axit Clohidric (HCl)
1. Tính chất vật lý của axit clohidric HCl
– 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 hoá học của axit clohdric HCl
– HCl có đầy đủ tính chất của một axit mạnh.
a) Làm đổi màu quỳ tím thành đỏ.
b) Tác dụng với nhiều kim loại (Mg, Al, Zn, Fe,…) tạo thành muối clorua và giải phóng khí hiđro
– Tổng quát: 2M + 2xHCl → 2MgClx + xH2↑
Ví dụ: Mg + HCl → MgCl2 + H2↑
c) Tác dụng với bazơ tạo thành muối và nước. (axit + bazo)
– Tổng quát: HCl + Bazo → Muối + H2O
Ví dụ: HCl + NaOH → NaCl + H2O
d) Tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối và nước. (axit + oxit bazo)
– Tổng quát: HCl + Oxit Bazo → Muối + H2O
Ví dụ: 2HCl + BaO → BaCl2 + H2O
e) Tác dụng với một số muối. (axit + muối)
Ví dụ: 2HCl + Na2CO3 → NaCl + CO2 + H2O
3. Ứng dụng của axit Clohidric HCl
• Axit clohidric dùng 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
II. Axit Sunfuric H2SO4
1. Tính chất vật lý của axit sunfuric H2SO4
– Axit H2SO4 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: Vì H2SO4 đặc khi tan trong nước tạo ra một lượng nhiệt rất lớn. Nên để pha loãng axit sunfuric cần hòa tan từ từ H2SO4 đặc chảy dọc theo đũa thủy tinh vào nước, khuấy đều. Tuyệt đối không làm ngược lại, nếu đổ ngược lại nước vào axit làm nước sôi đột ngột kéo theo những giọt axit bắn ra xung quanh gây nguy hiểm (bỏng da, cháy da,…)
2. Tính chất hóa học của axit sunfuric H2SO4
– Axit H2SO4 loãng và H2SO4 đặc có những tính chất hóa học khác nhau.
a) Tính chất hóa học của axit H2SO4 loãng:
– H2SO4 loãng có đầy đủ tính chất của một axit mạnh.
* Làm đổi màu quỳ tím thành đỏ
* Tác dụng với nhiều kim loại (Mg, Al, Zn, Fe,…) tạo thành muối sunfat và giải phóng khí hiđro
* Tác dụng với bazơ tạo thành muối sunfat và nước.
* Tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối sunfat và nước.
* Tác dụng với một số muối
b) Axit H2SO4 đặc có tính chất hóa học riêng
* Axit sunfuric tác dụng với kim loại
– Axit H2SO4 đặc tác dụng với nhiều kim loại nhưng không giải phóng khí hiđro. Khi kim loại tác dụng Axit sunfuric đặc nóng tạo thành muối sunfat (ứng với hóa trị cao của kim loại nếu kim loại có nhiều hóa trị) và khí sunfurơ.
Cu + H2SO4 đặc, nóng CuSO4 + SO2 ↑ + H2O
* Tính háo nước của axit sunfuric H2SO4.
– Khi cho axit H2SO4 vào đường, đường sẽ hóa thành than.
C12H22O11 12C + 11H2O
3. Ứng dụng của axit sunfuric H2SO4
– Hàng năm, thế giới sản xuất gần 200 triệu tấn axit H2SO4 . Axit H2SO4 là nguyên liệu của nhiều ngành sản xuất hóa học như sản xuất phân bón, phẩm nhuộm, chế biến dầu mỏ,..
4. 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
5. 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
III. Bài tập về Axit Clohidric HCl và axit Sunfuric H2SO4
Bài 1 trang 19 SGK hoá 9: Có những chất: CuO, BaCl2, Zn, ZnO. Chất nào nói trên tác dụng với dung dịch HCl và dung dịch H2SO4 loãng, sinh ra:
a) Chất khí cháy được trong không khí?
b) dung dịch có màu xanh lam?
c) Chất kết tủa màu trắng không tan trong nước và axit?
d) Dung dịch không màu và nước?
Viết tất cả các phương trình phản ứng.
* Lời giải bài 1 trang 19 SGK hoá 9:
– Các phương trình hóa học:
a) Chất khí cháy được trong không khí là khí H2.
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑
b) Dung dịch có màu xanh lam: CuCl2 , CuSO4.
CuO + 2HCl → CuCl2 (xanh lam) + H2O
CuO + H2SO4 → CuSO4 (xanh lam) + H2O
c) Chất kết tủa trắng không tan trong nước và axit là BaSO4.
BaCl2 + H2SO4 → BaSO4↓ trắng + 2HCl
d) Dung dịch không màu là: ZnCl2, ZnSO4.
ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O
ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O.
Bài 2 trang 19 SGK hoá 9: Sản xuất axit sunfuric trong công nghiệp cần phải có những nguyên liệu chủ yếu nào? Hãy cho biết mục đích của mỗi công đoạn sản xuất axit sunfuric và dẫn ra những phản ứng hóa học.
* Lời giải bài 2 trang 19 SGK hoá 9:
– Sản xuất axit sunfuric trong công nghiệp cần phải có nguyên liệu là lưu huỳnh (hoặc quặng pirit), không khí và nước.
– Mục đích của mỗi công đoạn sản xuất axit sunfuric:
• Đốt lưu huỳnh trong không khí để sản xuất lưu huỳnh đioxit:
S + O2 → SO2
• Oxi hóa SO2 (V2O5) để sản xuất SO3:
2SO2 + O2 → 2SO3
• Cho SO3 tác dụng với H2O để sản xuất H2SO4:
SO3 + H2O → H2SO4.
Bài 5 trang 19 SGK hoá 9: Hãy sử dụng những chất có sẵn: Cu, Fe, CuO, KOH, C6H12O6 (glucozzơ), dung dịch H2SO4loãng, H2SO4 đặc và những dụng cụ thí nghiệm cần thiết để làm những thí nghiệm chứng minh rằng:
a) Dung dịch H2SO4 loãng có những tính chất chung của axit.
b) H2SO4 đặc có những tính chất hóa học riêng.
Viết phương trình hóa học cho mỗi thì nghiệm.
* Lời giải bài 5 trang 19 SGK hoá 9:
a) Dung dịch H2SO4 loãng có những tính chất hóa học chung của axit. Làm những thí nghiệm:
H2SO4 + Fe → FeSO4 + H2↑
H2SO4 + CuO → CuSO4 + H2O
H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O
b) H2SO4 đặc có những tính chất hóa học riêng:
– Tác dụng với kim loại không giải phóng khí H2 mà cho các sản phẩm khử khác nhau như SO2, H2S, S,…
2Fe + 6H2SO4 đặc, nóng Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
– Tác dụng được với nhiều kim loại:
Cu + 2H2SO4 đặc, nóng CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
– Tính háo nước của H2SO4 đặc:
C12H22O11 12C + 11H2O
Bài 6 trang 19 SGK hoá 9: Cho một khối lượng mạt sắt dư vào 50ml dung dịch HCl. Phản ứng xong thu được 3,36 lít khí (đktc).
a) Viết phương trình hóa học.
b) Tính khối lượng mạt sắt đã tham gia phản ứng.
c) Tính nồng độ mol của dung dịch HCl đã dùng.
* Lời giải bài 6 trang 19 SGK hoá 9:
a) Ta có PTPƯ:
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑
b) Theo bài ra, ta có:
– Theo PTPƯ: nFe = nH2 = 0,15 (mol).
⇒ mFe = n.M = 0,15.56 = 8,4 (g).
c) Theo PTPƯ, ta có: nHCl = 2.nFe = 2.0,15 = 0,3 (mol)
– Mặt khác: VHCl = 50ml = 0,05 (l).
⇒
Bài 7 trang 19 SGK hoá 9: Hòa tan hoàn toàn 12,1g hỗn hợp bột CuO và ZnO cần 100ml dung dịch HCl 3M.
a) Viết các phương trình hóa học.
b) Tính phần trăm theo khối lượng của mỗi oxit trong hỗn hợp ban đầu.
c) Hãy tính khối lượng dung dịch H2SO4 có nồng độ 20% để hòa tan hoàn toàn hỗn hợp các oxit trên.
* Lời giải bài 7 trang 19 SGK hoá 9:
– Theo bài ra, ta có: VHCl = 100ml = 0,1 lít ⇒ nHCl = CM.V = 3.0,1 = 0,3 (mol).
– Gọi x và y lần lượt là số mol CuO và ZnO trong hỗn hợp.
a) Phương trình hóa học xảy ra:
CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O (1)
ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O (2)
b) Tình thành phần hỗn hợp, dựa vào phương trình hóa học (1), (2) và dữ kiện đề bài cho ta có hệ phương trình đại số:
– Theo PTPƯ: nHCl (pư 1) = 2.nCuO = 2x (mol);
nHCl (pư 2) = 2.nZnO = 2y (mol).
⇒ ∑nHCl (pư 1+pư 2) = 2x + 2y = 0,3 (*)
– Ta có: mCuO = (64 + 16).x = 80x ; mZnO = (65 + 16).y = 81y
⇒ ∑mhh(CuO+ZnO) = 80x + 81y = 12,1 (**)
– Từ (*) và (**) ta có hệ phương trình:
– Giải hệ phương trình trên ta có: x = 0,05 (mol); y= 0,1 (mol).
⇒ nCuO = 0,05 (mol), nZnO = 0,1 (mol).
• Đến đây ta có 2 cách tính:
– Cách tính 1:
⇒ mCuO = n.M = 0,05.80 = 4 (g)
⇒ %mCuO = % = 33%
⇒ %mZnO = 100% – 33% = 67%
– Cách tính 2:
⇒ mCuO = n.M = 0,05.80 = 4 (g)
⇒ mZnO = n.M = 0,1.81 = 8,1 (g)
⇒ %mCuO = % = 33%
⇒ %mZnO = % = 67%
• Nhận xét về 2 cách trên: Cách 1 tính nhanh và gọn hơn, nhưng không có ý nghĩa kiểm tra lại kết quả (nếu tính %CuO sai thì %ZnO cũng sai), cách tính 2 dài hơn 1 chút nhưng dễ kiểm tra lại kết quả tính đúng hay sai qua cách cộng %m CuO và %m ZnO = 100% là đúng.
c) Khối lượng H2SO4 cần dùng:
CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O (3)
ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O (4)
– Dựa vào phương trình (3) và (4), ta có:
nH2SO4 (pư 3) = nCuO = 0,05 (mol).
nH2SO4 (pư 4) = nZnO = 0,1 (mol).
⇒ mH2SO4 = 98.(0,05 + 0,1) = 14,7 (g).
– Khối lượng dung dịch H2SO4 20% cần dùng:
mH2SO4 =
Hy vọng với bài viết về một số axit quan trọng như axit Clohidric HCl và axit Sunfuric H2SO4 loãng, H2SO4 đặc ở trên cùng bài tập vận dụng ở trên hữu ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại bình luận dưới bài viết để THPT Ngô Thì Nhậm ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt.
Đăng bởi: THPT Ngô Thì Nhậm
Chuyên mục: Giáo Dục
