Phương pháp giải một số dạng bài tập về axit sunfuric, muối sunfat

Dạng 1: Lý thuyết về axit sunfuric, muối sunfua

* Một số ví dụ tiêu biểu:

Ví dụ 1: Cách pha loãng H₂SO₄ đặc an toàn là :

A. Rót nhanh axit vào nước và khuấy đều.

B. Rót nhanh nước vào axit và khuấy đều.

C. Rót từ từ nước vào axit và khuấy đều.

D. Rót từ từ axit vào nước và khuấy đều.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Cách pha loãng H₂SO₄ đặc an toàn là tót từ từ axit vào nước, khuấy đều và không làm ngược lại

Đáp án D

Ví dụ 2: Cho bột Fe vào dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng cho đến khi Fe không còn tan được nữa. Sản phẩm thu được trong dung dịch sau phản ứng là :

A. FeSO₄.

B. Fe₂(SO₄)₃.

C. FeSO₄ và Fe.

D. FeSO₄ và Fe₂(SO₄)₃.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Sau phản ứng Fe còn dư chưa tan hết

=> Muối sinh ra là FeSO₄

Đáp án A.

Ví dụ 3: Cho sơ đồ phản ứng:

H₂SO₄ đặc, nóng + Fe → Fe₂(SO₄)₃ + H₂O + SO₂

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.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Ta có cân bằng phương trình:

6H₂SO₄ đặc, nóng + Fe → Fe₂(SO₄)₃ + 6H₂O + 3SO₂

=> Số phân tử H₂SO₄ bị khử là 3, và số phân tử H₂SO₄ có trong phương trình là 6

Đáp án B

Dạng 2: Kim loại, hợp chất tác dụng với H₂SO₄ loãng

* Một số lưu ý cần nhớ:

KL (đứng trước H)  tác dụng với H₂SO₄ loãng sinh ra khí H₂ và dung dịch muối.

Để làm dạng bài này, ta thường kết hợp áp dụng linh hoạt định luật bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố để tìm ra đáp án

* Một số ví dụ điển hình:

Ví dụ 1: 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?

Khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp.

A. 101,48g     B. 101,68g

C. 97,80g       D. 88,20g

Hướng dẫn giải chi tiết:

Gọi số mol của Al, Zn lần lượt là a, b mol

Tổng khối lượng kim loại bằng 3,68 gam

=> 27a + 65b = 3,68 (I)

Ta có phương trình hóa học:

2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂

a            3/2 a                            3/2a

Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂

b           b                         b

n H₂ = 2,24 : 22,4 = 0,1 mol

n H₂SO₄ = n H₂ = 0,1 mol

=> m H₂SO₄ = 0,1 * 98 = 9,8 gam

m dd H₂SO₄ = m ct : C% = 9,8 : 10% = 98

Áp dung định luật bảo toàn khối lượng

=> m KL + m dd H₂SO₄ = m dd lúc sau + m H₂

=> m dd lúc sau = 3,68 + 98 – 0,1 * 2 = 101,48 gam

=> 3/2 a + b = 0,1 (II)

Từ (I) và (II) => a = 0,04 mol ; b = 0,04 mol

m Al = 0,04 * 27 = 1,08 gam

m Zn = 0,04 * 65 = 2,6 gam

Ví dụ 2: Để hoà tan hoàn toàn 2,32 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe₃O₄ và Fe₂O₃  (trong đó số mol FeO bằng số mol Fe₂O₃) cần dùng vừa đủ V lít dung dịch H₂SO₄ 0,5M loãng. Giá trị của V là :

 A. 0,23.                       B. 0,18.

C. 0,08.                          D. 0,16.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Theo đề bài n FeO = n Fe₂O₃

=> Coi như hỗn hợp trên chỉ gồm có Fe₃O₄

n Fe₃O₄ = 2,32 : 232 = 0,01 mol

Ta có phương trình:

Fe₃O₄ + 4H₂SO₄ → FeSO₄ + Fe₂(SO₄)₃ + 4H₂O

0,01           0,04

=> n H₂SO₄ = 0,04 mol

V H₂SO₄ = n : C_M = 0,04 : 0,5 = 0,2M

Dạng 3: Bài toán về H₂SO₄ đặc

* Một số lưu ý cần nhớ:

- H₂SO₄ là một axit có tính OXH rất mạnh, có thể tác dụng với hầu hết các kim loại (Trừ Au, Pt)

KL + H₂SO₄ đ → Muối + Sản phẩm khử + H₂O

* Sản phẩm khử: có thể là SO₂, H₂S, S

* Muối: Muối của KL có chứa KL ở số OXH cao nhất

Al, Fe, Cr bị thụ động trong H₂SO₄ đặc nguội

* Đối với kim loại Fe, sau phản ứng nếu kim loại còn dư thì muối thu được là muối sắt II

*  Một số ví dụ điển hình:

Ví dụ 1: Cho 12,8 gam Cu tác dụng với H₂SO₄ đặc nóng dư, khí sinh ra cho vào 200 ml dung dịch NaOH 2M. Hỏi muối nào được tạo thành và khối lượng là bao nhiêu gam ?

A. Na₂SO₃ và 24,2 gam.                                  

B. Na₂SO₃ và 25,2 gam.          

C. NaHSO₃ 15 gam và Na₂SO₃ 26,2 gam.       

D. Na₂SO₃  và23,2 gam.

Hướng dẫn giải chi tiết:

n Cu = 12,8 : 64 = 0,2 mol

Ta có phương trình phản ứng:

Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O (I)

Từ (I) => n SO₂ = n Cu = 0,2 (mol)

n NaOH = 0,2 * 2 = 0,4 mol

Xét T = n OH/ n SO₂ = 0,4 : 0,2 = 2

=> Muối Na₂SO₃ được tạo thành.

Ta có phương trình:

SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O

0,2                           0,2

=> Khối lượng muối tạo thành sau phản ứng là:

0,2 * 106 = 21,2 gam

Ví dụ 2: Khi cho 9,6 gam Mg tác dụng hết với dung dịch H₂SO₄ đậm đặc, thấy có 49 gam H₂SO₄ tham gia phản ứng, tạo muối MgSO₄, H₂O và sản phẩm khử  X. X là :

A. SO₂.                         B. S.

C. H₂S.                     D. SO₂, H₂S.

Hướng dẫn giải chi tiết:

n Mg = 9,6 : 24 = 0,4 mol

Ta có:

Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + sản phẩm khử + H₂O

n H₂SO₄ phản ứng = 49 : 98 = 0,5 (mol)

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố lưu huỳnh:

n H₂SO₄ = n MgSO₄ + n S có trong sản phẩm khử

=> n S có trong sản phẩm khử = 0,5 – 0,4 = 0,1 mol

Ta có quá trình nhường nhận e như sau:

=> x = 0,8 : 0,1 = 8

=> 1 mol S⁺⁶ khi nhận về 8 mol e để sinh ra H₂S.

Khí sinh ra là khí H₂S

Đáp án C.