Luyện tập Sulfuric acid và muối sulfate

Phương trình phản ứng

2FeS + 10H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 9SO₂ + 10H₂O.

Phản phẩm thu được sau phản ứng là Fe₂(SO₄)₃ và SO₂.

H₂SO₄ đặc có tính háo nước sẽ than hóa đường saccarose (màu đen xuất hiện):

C₁₂H₂₂O₁₁ → 12C + 11H₂O

Sau đó:

C + 2H₂SO₄ → 2SO₂ + CO₂ + 2H₂O (Có khí CO_2, SO₂ thoát ra)

Quy đổi hỗn X về 2 hợp chất FeO và Fe₂O₃ với số mol lần lượt là x, y

Ta có:

FeO + H₂ → Fe + H₂O (1)

Fe₂O₃ + 3H₂ → 2Fe + 3H₂O (2)

Từ (1) và (2) ta có

Áp dụng bảo toàn electron ta có:

2n_SO2 = n_FeO

=> n_SO2 = 0,02 : 2 = 0,01 mol

V_SO2 = 0,01.22,4 = 0,224 lít = 224 ml

Chất tác dụng với dung dịch acid H₂SO₄ đặc, nóng mà không tác dụng với dung dịch acid H₂SO₄ loãng là Cu, S, C₁₂H₂₂O₁₁.

Phương trình phản ứng:

Cu + 2H₂SO₄ đặc → CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O.

S + 2H₂SO₄ đặc → 3SO₂ + 2H₂O.

C₁₂H₂₂O₁₁ + 24H₂SO_4 đặc → 12CO₂ + 24SO₂ + 35H₂O.

H₂SO₄ loãng đều phản ứng được với KOH, BaCO₃, BaO

Phương trình phản ứng minh họa

2KOH + H₂SO₄ → K₂SO₄ + 2H₂O

H₂SO₄ + BaCO₃ → BaSO₄ + CO₂ + H₂O.

H₂SO₄ + BaO → BaSO₄ + H₂O

Và ta có H₂SO₄ không phản ứng với CuCl₂.

Để phân biệt được hai dung dịch H₂SO₄ loãng và H₂SO₄ đặc ta dùng dung dịch Fe(OH)₂

Khi cho H₂SO₄ đặc tác dụng với Fe(OH)₂ sinh ra khí không màu mùi hắc SO₂

Phương trình phản ứng

Fe(OH)₂ + H₂SO₄ → 2H₂O + FeSO₄

2Fe(OH)₂ + 4H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 6H₂O.

Khi cho HCl vào các mẫu thử ta chia được thành 2 nhóm sau:

Nhóm 1: Mẫu thử tạo khí là BaCO₃ và Na₂CO₃.

BaCO₃ + 2HCl → BaCl₂ + CO₂ + H₂O

Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + CO₂ + H₂O

Nhóm 2: không có hiện tượng là Na₂SO₄ và NaCl.

Cho các dung dịch sau phản ứng của nhóm 1, tác dụng lần lượt với các mẫu thử nhóm 2:

Mẫu thử tạo kết tủa là BaCl₂ (ban đầu là BaCO₃ trong nhóm 1 ) → nhận được Na₂SO₄ của nhóm 2.

BaCl₂ + Na₂SO₄→ BaSO₄ + 2NaCl

Suy ra mẫu thử còn của nhóm 1 là NaCl (ban đầu là Na₂CO₃); mẫu thử còn của nhóm 2 là NaCl.

Trường hợp xảy ra phản ứng là H₂SO_{4 đặc} + Na₂CO₃

Phương trình phản ứng:

H₂SO_{4 đặc} + Na₂CO₃ → Na₂SO₄ + CO₂ + H₂O

Gọi số mol của HCl và H₂SO₄ lần lượt là a, b

m_ddNaOH = 400.1,2 = 480 (g)

m_NaOH = (480.5)/100 = 24 (g)

⇒ n_NaOH = 24: 40 = 0,6 (mol)

Phương trình phản ứng hóa học

HCl + NaOH → NaCl + H₂O (1)

 a   →  a                            (mol) 

H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O (2)

b     →      2b                 (mol)     

Ta có: a + 2b = 0,6 

Theo đầu bài ta có a : b = 1

⇒ a = b, thay a vào phương trình trên ta được 

a + 2a = 0,6 ⇒ 3a = 0,6

⇒ a = b = 0,6: 3 = 0,2 (mol)

CM_HCl = 0,2:0,2 = 1M

CM_H2SO4 = 0,2:0,2 = 1M.

Ta có: n_KOH = 0,1.1 = 0,1 mol

n_H2SO4 = 0,3.0,05 = 0,15 mol

2KOH + H₂SO₄ → K₂SO₄ + H₂O

Xét tỉ lệ mol

0,1:2 < 0,15:1 . Sau phản ứng KOH hết, còn H₂SO₄ dư

Theo phương trình phản ứng:

n_K2SO4 = 0,05 mol

=> C_{M K2SO4} = 0,05 : (0,1 + 0,3) = 0,125 M.

Phản ứng

2H₂SO₄ + Cu → CuSO₄ + 2H₂O + SO₂.

H₂SO₄ đóng vai trò là acid đặc

Muốn pha loãng dung dịch acid H₂SO₄ đặc cần làm như sau là rót từ từ dung dịch acid đặc vào nước.

Phương trình phản ứng

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

Sản phẩm sinh ra là FeSO₄ và H₂

n_Al = 0,45: 27 = 1/60 (mol)

Phương trình phản ứng hóa học

 2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂↑

1/60  →                                      1/40 (mol) 

Theo phương trình phản ứng ta có:

n_H2 = 3/2n_Al = 3/2. 1/6 = 1/40 (mol)

→ V_H2(đktc) = 1/40.22,4 = 0,56 (lít)