Bài tập kim loại tác dụng với axit sunfuric đặc năm 2024
|
Có 3 kim loại là Al, Zn và Cu. Tiến hành làm thí nghiệm với H2SO4 trong những điều kiện khác nhau thu được kết quả như sau: Show - Lần 1: Chỉ có Zn, Cu phản ứng - Lần 2: Cả 3 kim loại cùng phản ứng - Lần 3: Chỉ có Al, Zn phản ứng Hãy giải thích tại sao? Đáp án: - Lần 1: Tiến hành thí nghiệm với H2SO4 đặc, nguội nên Al không phản ứng Zn + 2H2SO4 → ZnSO4 + SO2 ↑ + 2H2O Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 ↑ + 2H2O - Lần 2: Tiến hành thí nghiệm với H2SO4 đặc, nóng nên cả 3 kim loại cùng phản ứng 2Al + 6H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O Zn + 2H2SO4 → ZnSO4 + SO2↑ + 2H2O Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2↑ + 2H2O - Lần 3: Tiến hành thí nghiệm với dung dịch H2SO4 loãng nên Cu không phản ứng 2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2↑ Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑ Dùng 300 tấn quặng pirit (FeS2) có lẫn 20% tạp chất để sản xuất axit H2SO4 có nồng độ 98%. Biết rằng hiệu suất phản ứng là 90%. Khối lượng axit H2SO4 98% thu được là
Đáp án: D Phương pháp giải: Sơ đồ sản xuất H2SO4 từ FeS2 : FeS2 → 2SO2 → 2SO3 → 2H2SO4 Lời giải chi tiết: Ta có sơ đồ : FeS2 → 2SO2 → 2SO3 → 2H2SO4 \=> Theo lý thuyết thì: m H2SO4 = 0,8.300.2.98/120 = 392 tấn Thực tế thì m dd H2SO4 98% = 392.0,9.100/98 = 360 tấn Đáp án D Đáp án - Lời giải Hoà tan 0,54 g kim loại R có hoá trị n không đổi trong 100 ml dd H2SO4 0,4 M . Để trung hoà lượng H2SO4 dư cần 200 ml dd NaOH 0,1 M. Vậy hoá trị n và kim loại R là :
Đáp án: D Phương pháp giải: - Viết PTHH, biện luận tìm mối quan hệ giữa MR và hóa trị n, (1 ≤ n ≤ 3) Lời giải chi tiết: Đổi số mol: nNaOH = 0,2.0,1 = 0,02 (mol); nH2SO4 bđ = 0,1.0,4 = 0,04 (mol) Phản ứng trung hòa H2SO4 dư H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O (1) (mol) 0,01 ← 0,02 Theo PTHH (1): \({n_{{H_2}S{O_4}}}\, = \frac{1}{2}.{n_{NaOH}} = \frac{1}{2}.0,02 = 0,01\;(mol) \to {n_{{H_2}S{O_4}}}pu = 0,04 - 0,01 = 0,03\,(mol)\) 2R + nH2SO4 → M2(SO4)n + nH2↑ (mol) \(\frac{{0,06}}{n}\)← 0,03 → \(Ta\,co:{n_R}.{M_R} = {m_R} \Rightarrow \frac{{0,06}}{n}.{M_R} = 0,54 \Rightarrow \) MR = 9n Chạy giá trị n = 1, 2,3 thì thấy tại n = 3 thì MR = 27 (Al) thỏa mãn Đáp án D Đáp án - Lời giải Bài viết Cách giải các dạng bài tập về Axit Sunfuric H2SO4 với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Cách giải các dạng bài tập về Axit Sunfuric H2SO4. Cách giải các dạng bài tập về Axit Sunfuric H2SO4 (hay, chi tiết)A. Phương pháp & Ví dụLý thuyết và Phương pháp giải1/ Axit H2SO4 có tính axit mạnh (tương tự như HCl) Quảng cáo +) Tác dụng với kim loại tạo thành muối sunfat và H2 2M + nH2SO4 → M2(SO4)n + nH2 ↑ (M đứng trước H2, n là số oxi hóa thấp nhất của kim loại) +) Tác dụng với oxit bazơ , bazơ tạo thành muối và H2O FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2 O Fe3O4+ 4H2SO4 → FeSO4 + Fe2 (SO4)3 + 4H2O Fe(OH)2 + 2H2SO4 → FeSO4 + 2H2O +) Tác dụng với muối tọa thành muối mới và axit mới BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 ↓+ 2HCl FeS + H2SO4 → FeSO4 + H2S↑ 2/ Axit H2SO4 đặc có tính oxi hóa mạnh + Với kim loại: (m là hóa trị cao nhất của M; Al, Fe, Cr bị thụ động hóa trong H2SO4 đặc, nguội) + Với phi kim S + 2H2SO4 đặc → 3SO2↑ + 2H2O 2P + 2H2SO4 đặc → H3PO4 + SO2↑ + H2O C + H2SO4 đặc → CO2↑ + SO2↑ + H2O Quảng cáo - Với hợp chất có tính khử +) Các hợp chất Fe2+ → Fe3+ +) Các hợp chất S-1, S-2 → S+4 Phản ứng: 2Fe3O4 + 10H2SO4 → 3Fe2 (SO4)3 + SO2 ↑+ 10H2O 2Fe(OH) 2 + 4H2SO4 → Fe2 (SO4)3 + SO2 ↑+ 6H2O 2FeS2+ 14H2SO4 → 3Fe2 (SO4)3+ 15SO2 ↑+ 14H2O 3/ Cách tính nhanh số mol anion SO42- tạo muối và số mol H2SO4 tham gia phản ứng trong phản ứng oxi – hóa khử Không phụ thuộc vào bản chất và số lượng các kim loại, ta luôn có các bán phản ứng khử: (a là số electron mà S+6nhận vào để tạo ra sản phẩm khử X) Chú ý: nSO4-2tạo muối = nH2SO4phản ứng phản ứng = 2nSO2 + 4ns + 5nH2S (Hai biểu thức trên chỉ áp dụng nếu hỗn hợp ban đầu là các kim loại) Ví dụ minh họaVí dụ 1:Chia 75,2 gam hỗn hợp X gồm FexOy và Fe thành hại phần bằng nhau. Hòa tan phần 1 trong V ml dung dịch HCl 1M (vừa đủ) thu được 1,12 lít H2 (đktc). Phần 2 cho tác dụng với dung địch H2SO4 đặc, nóng (dư) thấy có 3,36 lít khí SO2 (đktc) thoát ra.
Quảng cáo Lời giải: Xác định công thức oxit sắt +) Phần 1: Tác dụng với HCl: Phản ứng: FexOy + 2yHCl → xFeCl2y/x + yH2O (mol) a 2a Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 ↑ (mol) b 2b b Ta có : nH2 = b = 1,12/22,4 = 0,05 (mol) +) Phần 2: Tác dụng với H2SO4 đặc, nóng Ta có: ⇒ (3x – 2y)a + 0,15 =0,3 ⇒ (3x – 2y)a=0,15 (1) Mặt khác: (56x + 16y)a + 56 × 0,05 = \=37,6 ⇒ (56x+ 16y)a=34,8 (2) Giải (1) và (2), ta được: ⇒ Công thức của oxit sắt là Fe3O4
⇒ nHCl = 2ya + 2b = 2(4 × 0,15 + 0,15) = 1,5 (mol) ⇒ Vdd HCl=1500 ml Ví dụ 2: Hòa tan hết 30 gam hỗn hợp gồm một số kim loại trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng (dư), thấy thoát ra 0,15 mol SO2; 0,1 mol S và 0,05 mol H2S. a)Tính số mol H2SO4 đã phản ứng.
Lời giải:
b) ⇒ mmuối = mkim loại + mSO42-tạo muối =30 + 0,65 ×96=92,4 (gam) Quảng cáo Ví dụ 3: Để 11,2 gam bột sắt ngoài không khí sau một thời gian thu được chất rắn X. Hòa tan hoàn toàn X trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng (dư), thu được dung dịch Y và khí SO2 thoát ra (giả sử SO2 là sản phẩm khử duy nhất). Tính khối lượng muối khan thu được trong dung dịch Y. Lời giải: Ta có: nFe = \=0,2 (mol) Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố, ta có: ⇒ mmuối =400×0,1=40 (gam) Ví dụ 4. Hòa tan hết 49,6 gam hỗn hợp X gồm FeCO3 và FeS trong 24 gam dung dịch H2SO4 98% đun nóng, thu được dung dịch có khôi lượng giảm m gam và 36,96 lít (đktc) hỗn hợp khí CO2 và SO2. Tính số mol axit còn dư và giá trị của m. Lời giải: Ta có: Phản ứng: 2FeCO3 + 4 H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 ↑ + 2CO2 ↑+ 4H2 O (mol) x 4x 0,5x x 2FeS + 10 H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 9SO2 ↑+ 10H2 O (mol) y 5yx 4,5y Theo đề bài, ta có hệ phương trình: ⇒ nH2SO4 dư = 2,4 – (4×0,2 + 5 ×0,3) =0,5 (mol) Vậy: m = 64 ×(0,5 × 0,2 + 4,5 × 0,3)+ 44 × 0,2 - 49,2 = 52 (gam) B. Bài tập trắc nghiệmCâu 1. Trộn 200 ml dung dịch NaOH 1M với 150ml dung dich H2SO4 1M. Hỏi sau khi phản ứng kết thúc khôi lượng muối thu được là bao nhiêu? Lời giải: Đáp án: Ta có: nNaOH = 0,2 × 1 = 0,2(mol); nH2SO4 = 0,15 mol Phản ứng: NaOH + H2SO4 → NaHSO4 + H2O (mol) 0,15 ← 0,15 → 0,15 NaOH + NaHSO4 → Na2SO4 + H2O (mol) 0,05 → 0,05 ⇒ nNaHSO4 dư = 0,15 – 0,05 = 0,1 (mol) ⇒ mmuối = mNaHSO4 + mNaSO4 = 120 × 0,1 + 142 × 0,05=19,1(gam) Câu 2. Cho 80 gam SO3 vào một cốc nước sau đó thêm nước vào đến vạch 0,5 lít thì dừng (gọi là dung dịch A). a, Tính nồng độ mol/l của dung dịch A. b, Cho 20 ml dung dịch A vào dung dịch BaCl4 dư. Hãy tính khối lượng kết tủa thu được. c, Để trung hòa 20ml dung dịch KOH thì cần 10ml dung dịch A. Tính nồng độ mol/l của dung dịch KOH. Lời giải: Đáp án: Câu 3. Hòa tan 0,4 gam SO3 vào a gam dung dịch H2SO4 10% thu được dung dịch H2SO4 12,25%.
Lời giải: Đáp án:
Khối lượng của H2SO4: Số mol Ba(OH)2 là x= 0,01.0,5 = 0,005 mol; Số mol NaOH là z = 0,05.0,8 = 0,04 mol. Khi thêm các dung dịch trên ta có phản ứng: Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2H2O (1) 2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O (2) Theo phương trình phản ứng (1) và (2) x + z/2 = 0,025 = y ⇒ H2SO4 phản ứng hoàn toàn, lọc bỏ kết tủa BaSO4 thì trong dung dịch chỉ còn Na2SO4 với số mol là: 0,02 mol. Cho bay hơi dung dịch thu được Na2SO4.nH2O (X). Vậy MX = 6,44/0,02 = 322g MX = (2.23 + 96 + 18n) = 322 → n = 10 Vậy X là Na2SO4.10H2O Câu 4. Cho 14,2 gam hỗn hợp A gồm ba kim loại Al, Fe và M vào dung dịch H2SO4 loãng dư thu được 8,96 lít H2 (54oC; 1,2 atm), dung dịch B và 3,2 gam rắn C. Hòa tan toàn bộ rắn C vào dung dịch H2SO4 đậm đặc nóng thoát ra V lít khí E (có mùi hắc) (đktc).
Lời giải: Đáp án: a, Vì Al và Fe tác dụng với H2SO4 loãng nên rắn C là kim loại M không phản ứng với H2SO4 loãng.
Câu 5. Khi pha loãng H2SO4 cần làm như sau:
Lời giải: Đáp án: A H2SO4 đậm đặc rất háo nước. Khi tan vào nước tỏa ra một nhiệt lượng lớn. Nếu cho H2O vào axit khi đó nước sẽ sôi tức thời và bắn tung tóe ra ngoài mang theo axit, sẽ gây bỏng. Do đó, phải cho H2SO4 vào nước và khuấy từ từ để nhiệt tản dần khắp dung dịch Câu 6. Cho phương trình phản ứng hóa học: H2SO4 đặc + 8HI → 4I2 + H2S + 4H2O
Lời giải: Đáp án: A Câu 7. 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 (ở đktc). Khối lượng dung dịch thu được sau phản ứng là:
Lời giải: Đáp án: B Ta có: nH2SO4 = nH2 = 2,24/22,4 = 0,1 mol → mH2SO4 = 0,1 × 98 = 9,8g → mdd H2SO4 = (9,8×100)/10 = 98g Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: mhỗn hợp KL + mdd H2SO4 = mdd sau phản ứng + mH2 → mdd sau phản ứng = mhỗn hợp KL + mdd H2SO4 - mH2 = 3,68 + 98 – 0,1 × 2 = 101,48g Câu 8. Hòa tan hoàn toàn 49,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 Fe3O4 bằng H2SO4 đặc, nóng thu được dung dịch Y và 8,96 lít SO2 (đktc) a, Tính phần trăm khối lượng của oxi trong hỗn hợp X. b, Tính khôi lượng muối thu được trong dung dịch Y Lời giải: Đáp án: Quy hỗn hợp X về hai chất FeO và Fe2O3 Phản ứng: Và mmuối = 400(0,4 – 0,05) = 140 (gam) C. Bài tập tự luyệnCâu 1: Hòa tan 18,4 gam hỗn hợp X gồm Fe và Cu trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng dư thu được 8,6765 lít khí SO2 (đkc) và dung dịch Y. Phần trăm khối lượng của Fe trong hỗn hợp X là
Câu 2: Hoà tan hoàn toàn 17,4 gam hỗn hợp kim loại X gồm Mg, Al, Cu bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được dung dịch Y và thoát ra 13,6345 lít khí SO2 (đkc), sản phẩm khử duy nhất. Cô cạn cẩn thận dung dịch Y thu được m gam muối sulfate khan. Giá trị của m là
Câu 3: Hòa tan hoàn toàn 36,4 gam hỗn hợp X gồm kẽm và sắt, có khối lượng bằng nhau trong dung dịch sulfuric acid loãng, dư, sau phản ứng thu được dung dịch Y và V lít khí (đkc). Giá trị của V gần nhất với
Câu 4: Để m gam bột sắt ngoài không khí, sau một thời gian thu được 11,936 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4. Cho hỗn hợp X phản ứng hết với dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được 0,7616 lít khí SO2(đkc). Giá trị của m là
Câu 5: Cho a mol Fe phản ứng vừa đủ với b mol H2SO4 (đặc, nóng) thu được khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất) và 5,04 gam muối. Biết tỉ lệ a : b = 3 : 7. Giá trị của a là
Xem thêm các dạng bài tập Hóa học lớp 10 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:
Đã có lời giải bài tập lớp 10 sách mới:
Săn shopee siêu SALE :
ĐỀ THI, GIÁO ÁN, GÓI THI ONLINE DÀNH CHO GIÁO VIÊN VÀ PHỤ HUYNH LỚP 10Bộ giáo án, bài giảng powerpoint, đề thi dành cho giáo viên và gia sư dành cho phụ huynh tại https://tailieugiaovien.com.vn/ . Hỗ trợ zalo VietJack Official Tổng đài hỗ trợ đăng ký : 084 283 45 85 Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS. Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube: Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn. |
