Giải bài tập Hoá học 9: Một số axit quan trọng trang 19 SGK

Sau bài học này, chúng ta sẽ hiểu thêm về một số axit quan trọng, đây là những kiến thức cơ bản để chúng ta có thể nghiên cứu những vấn đề sâu hơn trong tương lai.

Giải bài 1 trang 19 SGK Hoá 9

Có những chất: CuO, BaCl2, Zn, ZnO. Chất nào tác dụng với dung dịch HCl và dung dịch H2SO4 loãng, tạo 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 → CuCl2 (xanh lam) + H2O

CuO + H2SO4 → CuSO4 (xanh lam) + H2O

c) Chất kết tủa màu trắng không tan trong nước và axit là BaSO4.

BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 ↓ + 2HCl

d) Dung dịch không màu là: ZnCl2, ZnSO4.

ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O

ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O.

Giải bài 2 trang 19 SGK Hoá 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.

Giải bài 3 trang 19 SGK Hoá 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.

Phương trình hóa học: 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

Phương trình hóa học: 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.

Giải bài 4 trang 19 SGK Hoá 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.

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.

Giải bài 5 trang 19 SGK Hoá 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 thí nghiệm.

Lời giải:

a) Dung dịch H2SO4 loãng có những tính chất hóa học chung của axit. Làm những thí nghiệm sau:

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 to→ Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

Tác dụng được với nhiều kim loại:

Cu + 2H2SO4 (đậm đặc)→ CuSO4 + SO2↑ + 2H2O

Tính háo nước của H2SO4 đặc:

C12H22O11 H2SO4 đặc→ 12C + 11 H2O

Giải bài 6 trang 19 SGK Hoá 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 pt: nFe = nH2 = 0,15 mol → mFe = 0,15. 56 = 8,4 (g)

c) Theo pt: nHCl = 2.nFe = 2 × 0,15 = 0,3 (mol), VHCl = 50ml = 0,05 l

Giải bài 7 trang 19 SGK Hoá 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:

VHCl = 100ml = 0,1 lít ⇒ nHCl = CM . V = 0,1 . 3 = 0,3 mol

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

a) Phương trình hóa học xảy ra:

CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O (1)

ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O (2)

b) Tình thành phần hỗn hợp, dựa vào phương trình hóa học (1), (2) và dữ kiện đề bài cho ta có hệ phương trình đại số:

Theo phương trình: nHCl (1) = 2. nCuO = 2.x mol; nHCl (2) = 2. nZnO = 2y mol

⇒ nHCl = 2x + 2y = 0,3 (∗)

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

⇒mhh = 80x + 81y = 12,1. (∗∗)

Từ (∗) và (∗∗) ta có hệ phương trình

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

⇒ nCuO = 0,05 mol, nZnO = 0,1 mol

mCuO = 80 . 0,05 = 4 g

c) Khối lượng H2SO4 cần dùng:

CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O (3)

ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O (4)

Dựa vào phương trình (3) và (4), ta có:

Theo pt (3) nH2SO4 = nCuO = 0,05 mol

Theo pt (4) nH2SO4 = nZnO = 0,1 mol

mH2SO4 = 98. (0,05 + 0,1) = 14,7g.

Khối lượng dung dịch H2SO4 20% cần dùng:

I. Axit clohiđric (HCl)

• Axit clohiđric là một loại axit mạnh, có công thức hóa học là HCl. Khi ta hòa tan khí hiđroclorua (HCl) vào nước, ta thu được dung dịch axit clohiđric (HCl dạng lỏng).

• Dung dịch axit clohiđric đậm đặc là dung dịch bão hòa hiđroclorua, có nồng độ khoảng 37%. Ta có thể pha chế thành dung dịch axit clohiđric có nồng độ khác nhau từ đây.

1. Tính chất hóa học:

• Axit clohiđric có đầy đủ tính chất của một axit mạnh.
  • Làm đổi màu quỳ tím thành màu đỏ.
  • Tác dụng với nhiều kim loại như Mg, Al, Zn, Fe… tạo thành muối cloua và giải phóng khí hiđro.
  • Tác dụng với bazơ tạo thành muối cloua và nước.
  • Tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối cloua và nước.
  • Tác dụng với một số muối để tạo thành muối cloua, khí CO2 và nước.

2. Ứng dụng:

• Axit clohiđric được sử dụng để điều chế các muối cloua.
• Dùng để làm sạch bề mặt kim loại trước khi hàn.
• Tẩy gỉ kim loại trước khi sơn, tráng, mạ kim loại.
• Sử dụng trong chế biến thực phẩm, dược phẩm…

II. Axit sunfuric (H2SO4)

1. Tính chất vật lí:

• Axit sunfuric là chất lỏng không màu, nặng gấp đôi nước (ở nồng độ 98% có mật độ là 1,83 g/cm3), không bay hơi, tan dễ dàng trong nước và tỏa nhiều nhiệt.

2. Tính chất hóa học:

• Axit sunfuric loãng và axit sunfuric đặc có những tính chất hóa học khác nhau.

a. Tính chất hóa học của axit sunfuric loãng: Axit sunfuric loãng có đầy đủ tính chất của một axit mạnh.

• Làm đổi màu quỳ tím thành màu đỏ.
• Tác dụng với nhiều kim loại như Mg, Al, Zn, Fe… tạo thành muối sunfat và giải phóng khí hiđro.
• Tác dụng với bazơ tạo thành muối sunfat và nước.
• Tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối sunfat và nước.
• Tác dụng với một số muối để tạo thành muối sunfat, khí CO2 và nước.

b. Axit sunfuric đặc có tính chất hóa học riêng:

• Tác dụng với kim loại: Axit sunfuric đặc và nóng tác dụng với nhiều kim loại tạo thành muối sunfat (ứng với hóa trị cao của kim loại) và khí sunfurơ (không giải phóng khí hiđro).
• Tính háo nước: Khi cho axit sunfuric đặc vào đường, đường sẽ chuyển thành than và một phần C sinh ra sẽ bị axit sunfuric đặc oxi hóa.

3. Ứng dụng:

• Axit sunfuric là nguyên liệu quan trọng trong sản xuất phân bón, phẩm nhuộm, chế biến dầu mỏ…
• Sản xuất axit sunfuric trong công nghiệp được thực hiện bằng phương pháp tiếp xúc. Nguyên liệu chính là lưu huỳnh (hoặc quặng pirit sắt), không khí và nước.
• Axit sunfuric còn được sử dụng trong các phản ứng hóa học khác nhau.

4. Nhận biết axit sunfuric và muối sunfat:

• Để nhận biết axit sunfuric và dung dịch muối sunfat, ta có thể sử dụng dung dịch muối bari (như BaCl2, Ba(NO3)2…). Phản ứng của hai chất này tạo ra kết tủa trắng BaSO4 không tan trong nước và axit.
• Phương trình hóa học: H2SO4 + BaCl2 → 2HCl + BaSO4 ↓, Na2SO4 + BaCl2 → 2NaCl + BaSO4 ↓