Sulfuric acid và muối sulfate - Hóa 11 chương trình mới

Tác giả Hoàng Uyên 10:12 06/12/2023 21,612 Tag Lớp 11

Sulfuric acid và muối sulfate là những hợp chất vô cùng quen thuộc và quan trọng trong chương trình hóa học cũng như ở phòng thí nghiệm hay trong thực tế cuộc sống. Trong bài viết này, VUIHOC sẽ giúp các bạn hiểu thêm một số hợp chất quan trọng của Sulfuric acid và muối sulfate tính chất vật lý, hóa học, ứng dụng cùng với một số bài tập để nắm chắc kiến thức!

Sulfuric acid và muối sulfate - Hóa 11 chương trình mới

Mục lục bài viết

Mục lục bài viết x

1. Sulfuric acid

1.1 Cấu tạo phân tử

Phân tử sulfuric acid (H₂SO₄) có công thức cấu tạo như hình dưới đây:

Với cấu tạo gồm các nguyên tử hydrogen rất linh động và các nguyên tử oxygen có độ âm điện rất lớn giữa các phân tử sulfuric acid đã hình thành nhiều liên kết hydrogen.

1.2 Tính chất vật lý của Sulfuric acid

Ở điều kiện thường, sulfuric acid là chất lỏng sánh như dầu, không màu, không bay hơi, có khả năng hút ẩm mạnh

Dung dịch sulfuric acid 98% có khối lượng riêng là 1,84 g/cm3, nặng gần gấp hai lần nước.

Sulfuric acid có khả năng tan vô hạn ở trong nước và toả rất nhiều nhiệt. Do vậy, tuyệt đối chúng ta không được tự ý pha loãng sulfuric acid vào trong nước vì có thể gây nên tình trạng bỏng nặng nếu như pha sai cách. Khi pha loãng dung dịch sulfuric acid đặc, để đảm bảo an toàn cho người thực hiện, cần phải rót từ từ dung dịch sulfuric acid đặc vào nước vừa rót, vừa khuấy (không làm thứ tự ngược lại)

Lộ trình khóa học DUO sẽ được thiết kế riêng cho từng bạn học sinh, phù hợp với khả năng của các em cũng như giúp các em từng bước đạt điểm cao trong mọi kỳ thi chung và riêng.

EM CÓ BIẾT

Sulfuric acid được sử dụng làm chất hút ẩm ở trong các bình hút ẩm để làm khô nhiều chất ẩm. Dung dịch sulfuric acid đặc cũng được ứng dụng ở trong các bình rửa khí để tách loại hơi nước bị lẫn vào trong các chất khí ví dụ như chlorine, carbon dioxide, sulfur dioxide,...

1.3 Tính chất hóa học của hợp chất Sulfuric acid

a. Tính chất hóa học của hợp chất Sulfuric acid loãng

- Dung dịch sulfuric acid loãng có đầy đủ tính chất hóa học của một acid mạnh. Dung dịch sulfuric acid loãng được sử dụng phổ biến để tạo nên môi trường acid cho nhiều phản ứng trong công nghiệp và nghiên cứu.

- Sản xuất copper(II) sulfate: 2Cu + O₂ + 2H₂SO₄ $\large \rightarrow$ 2CuSO₄+ 2H₂O

- Chuẩn độ permanganate:

5H₂C₂O₄+ 2KMnO₄+ 3H₂SO₄ $\large \rightarrow$ 10CO₂+ K₂SO₄+ 2MnSO₄+ 8H₂O

- Sản xuất acquy chì: Pb+PbO₂+ 2H₂SO₄ $\large \rightarrow$ 2PbSO₄+ 2H₂O

b. Tính chất hóa học của hợp chất Sulfuric acid đặc

- Tính acid

+ Dung dịch sulfuric acid đặc có tính chất của một acid mạnh và khó bay hơi được sử dụng để điều chế ra một số acid dễ bay hơi.

+ Ví dụ: Dung dịch sulfuric acid đặc được dùng trong công nghiệp để điều chế ra HF bằng cách tác dụng với quặng fluorite.

CaF₂+ H₂SO₄ $\large \xrightarrow[]{250^{o}C}$ CaSO₄+ 2HF

- Tính oxi hoá

+ Thí nghiệm: Cho đồng (copper) tác dụng với dung dịch sulfuric acid đặc, nóng

+ Chuẩn bị: đồng lá, dung dịch sulfuric acid 70%, ống nghiệm, kẹp gỗ, đèn cồn, bông tẩm dung dịch NaOH loãng.

+ Tiến hành:

Cho vài lá đồng đã cắt nhỏ vào trong ống nghiệm, thêm tiếp khoảng 3 mL dung dịch H₂SO₄ 70%, sau đó dùng bông đã tẩm dung dịch NaOH loãng nút miệng ống nghiệm.
Hơ nóng đều phần ống nghiệm chứa dung dịch trên ngọn lửa đèn cồn sau đó hãy đun tập trung vào đáy của ống nghiệm.

Lưu ý: Dung dịch sulfuric acid đặc rơi vào da có thể sẽ gây bỏng nặng nên người dùng cần phải cẩn thận khi sử dụng.

+ Quan sát và mô tả hiện tượng xảy ra và thực hiện những yêu cầu sau:

Viết phương trình hoá học của phản ứng và xác định chất oxi hoá và chất khử.
Nhận xét về khả năng xảy ra phản ứng hóa học của dung dịch sulfuric acid đặc, nóng với copper.

+ Dung dịch sulfuric acid đặc đã thể hiện được tính oxi hoá mạnh nhất là khi được đun nóng cùng với sự giảm đi số oxi hoá của nguyên tử sulfur.

S⁺⁶ + 2e $\large \rightarrow$ S⁺⁴ S⁺⁶ + 6e $\large \rightarrow$ S^o S⁺⁶ + 8e $\large \rightarrow$ S^-2

+ Dung dịch sulfuric acid đặc nóng có thể oxi hoá được nhiều kim loại phi kim và hợp chất.

Ví dụ: Cu + 2H₂SO₄ $\large \overset{t^{o}}{\rightarrow}$ CuSO₄+ SO₂+ 2H₂O

C+ 2H₂SO₄ $\large \overset{t^{o}}{\rightarrow}$ CO₂+ 2SO₂+ 2H₂O

2KBr + 2H₂SO₄ $\large \overset{t^{o}}{\rightarrow}$ K₂SO₄+ Br₂ + SO₂+ 2H₂O

Đạt điểm 9+ môn Hóa với bộ sách được biên soạn bởi các thầy cô giảng dạy tại các trường chuyên hàng đầu Việt Nam.

- Tính háo nước:

+ Thí nghiệm: Cho dung dịch sulfuric acid đặc tác dụng với đường mía.

+ Chuẩn bị: đường mía (C₁₂H₂₂O₁₁), dung dịch sulfuric acid đặc, cốc thuỷ tinh loại dung tích

100 mL.

+ Tiến hành:

Lấy khoảng 10g đường mía cho vào cốc thủy tinh.
Nhỏ đều trên bề mặt của đường mía vừa chuẩn bị khoảng 2 mL dung dịch sulfuric acid đặc

+ Lưu ý: Dung dịch sulfuric acid đặc rơi vào da có thể sẽ gây bỏng nặng cho người thực hiện, cần cẩn thận khi sử dụng.

+ Quan sát sau đó mô tả hiện tượng xảy ra cùng thực hiện những yêu cầu sau:

Viết phương trình hoá học của các phản ứng hóa học đã xảy ra trong thí nghiệm.
Dự đoán hiện tượng xảy ra khi cho dung dịch sulfuric acid đặc tiếp xúc với một số carbohydrate khác như cellulose (giấy bông), tinh bột (gạo)

Dung dịch sulfuric acid đặc có khả năng lấy đi được lượng nước từ những hợp chất carbohydrate và khiến chúng hoá đen thành than (hiện tượng than hoá).

C₁₂H₂₂O₁₁ $\large \rightarrow$ 12C + 11H₂O

C + 2H₂SO₄ $\large \rightarrow$ CO₂ + 2SO₂ + 2H₂O

1.4 Bảo quản và xử lý bỏng Sulfuric acid

a) Bảo quản

Sulfuric acid cần phải được bảo quản ở trong chai, lọ có nút đậy thật chặt và kín đặt ở những vị trí chắc chắn.

Đặt những chai, lọ chứa đựng dung dịch sulfuric acid đặc ở những nơi cách xa các lọ chứa chất dễ gây ra cháy, nổ như chlorate, perchlorate, permanganate, dichromate,...

b) Sử dụng

Sulfuric acid gây bỏng khi rơi vào da, do vậy khi sử dụng cần tuân thủ các nguyên tắc sau:

(1) Sử dụng găng đeo tay đủ dày, đeo kính bảo hộ mắt, mặc áo thí nghiệm đảm bảo.

(2) Cầm dụng cụ thật chắc chắn, thao tác một cách cẩn thận với các hóa chất.

(3) Không tì, đè các chai đựng acid lên phần miệng cốc, ống đong khi rót acid ra ống nghiệm hay cốc.

(4) Sử dụng một lượng acid vừa phải, lượng acid còn dư thừa cần phải thu hồi lại vào trong lọ đựng.

(5) Không được đổ nước vào dung dịch sulfuric acid đặc.

c) Sơ cứu khi bỏng acid

Khi bị bỏng sulfuric acid chúng ta cần phải thực hiện sơ cứu theo các bước ở dưới đây:

(1) Nhanh chóng rửa ngay vùng dính acid với nước lạnh nhiều lần và liên tục để có thể làm giảm đi lượng acid còn bám trên bề mặt da. Nếu bị bỏng acid ở vùng mặt nhưng lượng acid thì chưa bắn vào vùng mắt thì hãy nhắm thật chặt mắt lại khi ngâm rửa ở trong nước. Nếu dung dịch acid đã bắn vào vùng mắt thì hãy úp cả mặt và mắt vào một chậu nước sạch, mở mắt và chớp mắt nhiều lần để rửa trôi đi phần nào acid.

(2) Sau khi ngâm rửa vùng da dính acid bằng nước lạnh, cần phải tiến hành trung hòa lượng acid bằng dung dịch NaHCO₃loãng (khoảng 2%).

(3) Băng bó lại tạm thời vết bỏng acid bằng băng gạc sạch và vô khuẩn, cho người bị bỏng acid uống nhiều nước để bù lại lượng nước và điện giải rồi sau đó hãy đưa đến cơ sở y tế gần nhất.

1.5 Ứng dụng và sản xuất Sulfuric acid

Ứng dụng:

Một số các ứng dụng của sulfuric acid trong cuộc sống như: Sản xuất thuốc nhuộm, sản xuất chất tẩy rửa, chế biến dầu mỏ, sản xuất muối, acid, sản xuất thuốc nổ, sản xuất chất dẻo, tơ sợi, sản xuất giày, sản xuất phân bón,... cùng rất nhiều các ứng dụng khác trong cuộc sống. Tuy vậy, sulfuric acid cũng bị lạm dụng nhiều trong cuộc sống để dùng vào những việc phi pháp bởi sự phổ biến nhưng rất nguy hiểm của nó.

Sản xuất:

- Trong công nghiệp, sulfuric acid chủ yếu được sản xuất bằng phương pháp tiếp xúc đi từ nguyên liệu chính là sulfur, quặng pyrite (chứa FeS₂).

- Phương pháp tiếp xúc trải qua bao gồm ba giai đoạn chính như sau:

+ Giai đoạn 1: Sản xuất được khí sulfur dioxide

Tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu, sulfur dioxide được sản xuất sẽ bằng cách đốt cháy sulfur pyrite hoặc quặng sulfide trong lò đốt bằng không khí

S(s)+O₂(g) $\large \overset{t^{o}}{\rightarrow}$ SO₂(g)

4FeS₂(s) + 11O₂(g) $\large \overset{t^{o}}{\rightarrow}$ 2Fe₂O₃(s) + 8SO₂(g)

+ Giai đoạn 2: Sản xuất được khí sulfur trioxide

Oxi hóa sulfur dioxide bằng không khí dư ở nhiệt độ khoảng 450°C, áp suất 1 – 2 bar, xúc tác vanadium(V) oxide (V₂O₅) có hiệu suất phản ứng đạt trên 98%:

2SO₂(g)+O₂(g) ⇌ 2SO₃(g) (xúc tác V₂O₅, t^o)

+ Giai đoạn 3: Hấp thụ sulfur trioxide bằng sulfuric acid đặc, tạo ra oleum (hỗn hợp các acid có công thức chung dạng H₂SO₄.nSO₃). Sau đó, đem pha loãng oleum vào trong nước để thu được dung dịch sulfuric acid loãng.

Đăng ký để nhận ưu đãi combo sổ tay các môn học từ VUIHOC nhé!

2. Muối sulfate

2.1 Một số muối sulfate

Một số muối sulfate quen thuộc với chúng ta và ứng dụng của chúng trong cuộc sống:

- Ammonium sulfate có vai trò trong sản xuất phân đạm.

- Calcium sulfate có ứng dụng trong sản xuất thạch cao.

- Magnesium sulfate dùng trong sản xuất khoáng chất bổ sung cho phân bón, thức ăn của gia súc.

- Barium sulfate ứng dụng trong sản xuất chất cản quang trong chẩn đoán hình ảnh y tế.

2.2 Nhận biết ion sulfate trong dung dịch

Thí nghiệm: Nhận biết ion $\large SO_{4}^{2-}$ bằng ion Ba²⁺

Chuẩn bị: dung dịch Na₂SO₄, dung dịch BaCl₂, 2 ống nghiệm, kẹp gỗ

Tiến hành:

- Lấy khoảng 1 mL dung dịch Na₂SO₄ cho vào trong ống nghiệm.

- Nhỏ vài giọt dung dịch BaCl₂ vào trong ống nghiệm, lắc nhẹ.

Quan sát hiện tượng xảy ra và hãy thực hiện những yêu cầu sau:

Hãy viết phương trình hoá học ở 2 dạng là dạng phân tử và ion rút gọn.
Dự đoán hiện tượng xảy ra khi ta nhỏ dung dịch BaCl₂ vào trong ống nghiệm chứa dung dịch H₂SO₄ loãng.

→ ion $\large SO_{4}^{2-}$ kết hợp ion Ba²⁺sẽ tạo thành sản phẩm có kết tủa màu trắng rất đặc trưng nên đây là phản ứng dùng để nhận biết ion $\large SO_{4}^{2-}$ .

3. Bài tập ôn tập về Sulfuric acid và muối sulfate

Câu 1: Để có thể pha loãng được dung dịch H₂SO₄ đặc, người ta có thể sử dụng cách nào sau đây?

A. Rót thật nhanh dung dịch H₂SO₄ đặc vào trong nước.

B. Rót từ từ nước vào trong dung dịch H₂SO₄ đặc.

C. Rót từ từ dung dịch H₂SO₄ đặc vào trong nước kết hợp với khuấy đều.

D. Rót thật nhanh nước vào trong H₂SO₄ đặc, đun nóng.

Câu 2: Oleum có công thức tổng quát là gì dưới đây?

A. H₂SO₄.nSO₂.

B.H₂SO₄.nH₂O.

C. H₂SO₄.nSO₃.

D.H₂SO₄ đặc.

Câu 3: Sulfuric acid loãng khi tác dụng với iron (Fe) sẽ tạo thành sản phẩm là:

A. Fe₂(SO₄)₃ và H₂.

B. FeSO₄ và H₂.

C. FeSO₄ và SO₂.

D. Fe₂(SO₄)₃ và SO₂.

Câu 4: Người ta nung nóng copper (Cu) với dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng. Khí sinh ra sau phản ứng có tên gọi là:

A. Khí oxygen.

B. Khí hydrogen.

C. Khí carbonic.

D. Khí sulfur dioxide.

Câu 5: Các khí sinh ra trong thí nghiệm phản ứng của sucrose (C₁₂H₂₂O₁₁) với dung dịch H₂SO₄ đặc bao gồm:

A. H₂S và CO₂.

B. H₂S và SO₂.

C. SO₃ và CO₂.

D. SO₂ và CO₂.

Câu 6: Dung dịch H₂SO₄ loãng phản ứng được với tất cả các kim loại thuộc dãy nào sau đây?

A. Cu, Na.

B. Ag, Zn.

C. Mg, Al.

D. Au, Pt.

Câu 7: Dãy chất nào sau đây bị thụ động trong H₂SO₄ đặc, nguội?

A. Mg, Cu, Ag.

B. Ca, Ag, Mg.

C. Cu, Zn, Mg.

D. Al, Fe, Cr.

Câu 8: Nhóm gồm tất cả các kim loại tan trong dung dịch H₂SO₄ đặc nóng nhưng không tan trong dung dịch H₂SO₄ loãng là:

A. Hg, Ag, Cu.

B. Al, Fe, Cr.

C. Ag, Fe, Pt.

D. Al, Cu, Au.

Câu 9: Cho các chất: S, SO₂, H₂S, H₂SO₄. Số chất vừa có tính oxi hoá và vừa có tính khử là bao nhiêu?

A. 1.

B. 2.

C. 3.

D. 4.

Câu 10: Cho các chất: Cu, CuO, BaSO₄, Mg, KOH, C, Na₂CO₃. Số chất có thể tác dụng được với dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng là:

A. 4.

B. 5.

C. 6.

D. 7.

Đáp án:

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
C	C	B	D	D	C	D	A	C	C

PAS VUIHOC – GIẢI PHÁP ÔN LUYỆN CÁ NHÂN HÓA

Khóa học online ĐẦU TIÊN VÀ DUY NHẤT:

⭐ Xây dựng lộ trình học từ mất gốc đến 27+

⭐ Chọn thầy cô, lớp, môn học theo sở thích

⭐ Tương tác trực tiếp hai chiều cùng thầy cô

⭐ Học đi học lại đến khi nào hiểu bài thì thôi

⭐ Rèn tips tricks giúp tăng tốc thời gian làm đề

⭐ Tặng full bộ tài liệu độc quyền trong quá trình học tập

Đăng ký học thử miễn phí ngay!!

Trên đây, VUIHOC đã cung cấp cho các bạn kiến thức về Sulfuric acid và muối sulfate. Ngoài ra, để học nhiều hơn các kiến thức hóa học 11 và các môn học khác thì các em hãy truy cập vuihoc.vn hoặc đăng ký khoá học với các thầy cô VUIHOC ngay bây giờ nhé!

>> Mời bạn tham khảo thêm: