Bài tập về một số axit quan trọng: Axit clohidric HCl và Axit sunfuric H2SO4 - Hóa lớp 9 bài 4

07:53:3312/09/2021

Ở bài trước các em đã được tìm hiểu nội dung lý thuyết về một số axit quan trọng như axit clohiđric HCl và axit sunfuric H₂SO₄.

Bài này chúng ta sẽ vận dụng các nội dung đã biết để giải một số bài tập về hai axit quan trọng này (axit sunfuric H₂SO₄ và axit clohiđric HCl).

* Bài 1 trang 19 SGK Hóa 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:

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 → CuCl_{2 (xanh lam)} + H₂O

CuO + H₂SO₄ → CuSO_{4 (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 Hóa 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:

– 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 3 trang 19 SGK Hóa 9: Bằng cách nào có thể nhận biết từng chất trong mỗi cặp chất sau theo phương pháp hóa học:

a) Dung dịch HCl và dung dịch H₂SO₄.

b) Dung dịch NaCl và dung dịch Na₂SO₄.

c) Dung dịch Na₂SO₄ và dung dịch H₂SO₄.

Viết các phương trình phản ứng.

> Lời giải:

a) Dung dịch HCl và dung dịch H₂SO₄

Trích mẫu thử và đánh thứ tự từng chất.

Dùng dung dịch BaCl₂ cho vào từng mẫu thử. Mẫu nào có xuất hiện kết tủa trắng (BaSO₄) thì mẫu thử đó là H₂SO₄, còn lại là HCl.

PTHH: BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2HCl

b) Dung dịch NaCl và dung dịch Na₂SO₄.

Trích mẫu thử và đánh thứ tự từng chất.

Dùng dung dịch BaCl₂ cho vào từng mẫu thử. Mẫu nào có xuất hiện kết tủa trắng (BaSO₄) thì mẫu thử đó là Na₂SO₄, còn lại là NaCl

PTHH: BaCl₂ + Na₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2NaCl

c) Dung dịch Na₂SO₄ và dung dịch H₂SO₄.

Trích mẫu thử và đánh thứ tự từng chất.

Cho giấy quỳ tím vào từng mẫu thử. Mẫu nào làm quỳ tím hóa đỏ đó là H₂SO₄, còn lại là Na₂SO₄.

* Bài 4 trang 19 SGK Hóa 9: Bảng dưới đây cho biết kết quả của 6 thí nghiệm xảy ra giữa Fe và dung dịch H₂SO₄ loãng. Trong mỗi thí nghiệm người ta dùng 0,2 gam Fe tác dụng với thể tích bằng nhau của axit, nhưng có nồng độ khác nhau.

Thí nghiệm	Nồng độ axit	Nhiệt độ (ºC)	Sắt ở dạng	Thời gian phản ứng xong (s)
1	1M	25	Lá	190
2	2M	25	Bột	85
3	2M	35	Lá	62
4	2M	50	Bột	15
5	2M	35	Bột	45
6	3M	50	Bột	11

Những thí nghiệm nào chứng tỏ rằng:

a) Phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng nhiệt độ ?

b) Phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng diện tích tiếp xúc?

c) Phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng nồng độ axit?

> Lời giải:

So sánh các điều kiện: nồng độ axit, nhiệt độ của dung dịch H₂SO₄ loãng và trạng thái của sắt với thời gian phản ứng để rút ra:

a) Thí nghiệm 2,thí nghiệm 4, thí nghiệm 5 chứng tỏ phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng nhiệt độ của dung dịch H₂SO₄.

b) Thí nghiệm 3 và thí nghiệm 5 chứng tỏ phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng diện tích tiếp xúc.

c) Thí nghiệm 4 và thí nghiệm 6 chứng tỏ phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng nồng độ của dung dịch H₂SO₄.

* Bài 5 trang 19 SGK Hóa 9: Hãy sử dụng những chất có sẵn: Cu, Fe, CuO, KOH, C₆H₁₂O₆ (glucozzơ), dung dịch H₂SO₄ loãng, 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:

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 -^{H₂SO₄ _đặc}→ 12C + 11H₂O

* Bài 6 trang 19 SGK Hóa 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:

a) PTHH: Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑

b) Theo bài ra, ta có: n_H2 = V/22,4 = 3,36/22,4 = 0,15(mol)

Theo pt: n_Fe = n_H2 = 0,15 mol → m_Fe = 0,15.56 = 8,4 (g)

c) Theo pt: n_HCl = 2.n_Fe = 2.0,15 = 0,3 (mol), V_HCl = 50ml = 0,05 l

C_M_(HCl) = n/V = 0,3/0,05 = 6(M)

* Bài 7 trang 19 SGK Hóa 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:

- Theo bài ra, ta có: V_HCl = 100ml = 0,1 lít ⇒ n_HCl = C_M . V = 0,1 . 3 = 0,3 mol

Đặt x và y lần lượt là số mol CuO và ZnO trong hỗn hợp.

a) Phương trình phản ứng hóa học xảy ra:

CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O (1)

ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O (2)

b) Tính thành phần hỗn hợp

Ta dựa vào phương trình hóa học (1), (2) và dữ kiện đề bài cho ta có hệ phương trình đại số:

Theo phương trình: n_HCl (1) = 2. n_CuO = 2x (mol); n_HCl (2) = 2. n_ZnO = 2y (mol).

⇒ n_HCl = 2x + 2y = 0,3 (*)

Ta có: m_CuO = (64 + 16).x = 80x ; m_ZnO = (65 + 16).y = 81y

⇒m_hh = 80x + 81y = 12,1. (**)

Từ (*) và (**) ta có hệ phương trình: $\small \left\{\begin{matrix} 2x+2y=0,3\\ 80x+81y=12,1 \end{matrix}\right.$

Giải hệ phương trình trên ta có: x = 0,05; y= 0,1.

⇒ n_CuO = 0,05 mol, n_ZnO = 0,1 mol

⇒ m_CuO = 80.0,05 = 4 g; m_ZnO = 81.0,1 = 8,1(mol)

Phần trăm khối lượng CuO trong hỗn hợp là: $\small %m_{CuO}=\frac{4.100%}{12,1}=33%$

Phần trăm khối lượng ZnO trong hỗn hợp là: $\small \dpi{100} \fn_cm \small %m_{ZnO}=\frac{8,1.100%}{12,1}=67%$

hoặc %m_ZnO = 100% - %m_CuO = 100% - 33% = 67%.

c) Tính khối lượng H₂SO₄ cần dùng

- Ta có PTPƯ:

CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O (3)

ZnO + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂O (4)

- Từ PTPƯ (3) và (4), ta có:

Theo ptpư (3) n_H2SO4 = n_CuO = 0,05 mol

Theo ptpư (4) n_H2SO4 = n_ZnO = 0,1 mol

⇒ m_H2SO4 = 98. (0,05 + 0,1) = 14,7(g).

- Khối lượng dung dịch H₂SO₄ 20% cần dùng là: $\small m_{H_2SO_4}=\frac{14,7.100}{20}=73,5(g)$

Như vậy với phần bài tập một số axit quan trọng cụ thể là axit clohidric và axit sunfuric cùng với nội dung lý thuyết đã hoàn thành khối kiến thức hoàn chỉnh giúp các em hiểu rõ hơn.

Bài tập về một số axit quan trọng: Axit clohidric HCl và Axit sunfuric H2SO4 - Hóa lớp 9 bài 4

Tags

Đánh giá & nhận xét