Bài tập axit sufnuric

            BÀI TẬP VỀ H₂SO₄

1. Kim loại tác dụng với dd H₂SO₄ loãng

Phương trình phản ứng:  xM + yH₂SO₄ -> M_x(SO₄)_y + yH₂

*Nhận xét: - Số mol gốc sunfat = Số mol H₂ và số mol H₂SO₄ = số mol H₂

 - Cho m gam hỗn hợp nhiều kim loại hoạt động tan hoàn toàn trong dung dịch H₂SO₄ loãng dư thu được V lít khí H₂ duy nhất ở đktc. Nếu bài toán cần tính b gam khối lượng muối sunfat thu được thì áp dụng nhanh công thức :

                      b= m_muối = m_Kl + m _SO42- = m_Kl  + 96.n_H2 (1)

Ví dụ 1: Hoà tan hết 11,1 gam hỗn hợp 3 kim loại trong dung dịch H₂SO₄ loãng dư thu được dung dịch A và 8,96 lít khí ở đktc. Cô cạn dung dịch A thu được m gam muối khan. m có giá trị: 

  A. 59,1 gam               B. 35,1 gam            C. 49,5 gam             D. 30,3 gam.

Lời giải

Ap dụng nhanh công thức:

 m _muối = m_KL + m_SO42- = m_KL + 96.n_H2 = 11,1 + (8,96/22,4). 96= 49,5 gam  .Chọn C

Ví dụ 2: Cho 0,52 gam hỗn hợp 2 kim loại Mg, Al tan hoàn toàn trong dung dịch H₂SO₄ loãng dư thu được 0,336 lít khí ở đktc. Khối lượng muối sunfat thu được là:

  A. 1,24gam               B. 6,28gam                C. 1,96gam               D. 3,4gam.

Lời giải

Áp dụng nhanh công thức :

 m_muối = m_KL + m_SO42- = 0,52+ 0,015. 96= 1,96 gam    Chọn C

Ví dụ 3: Cho 2,81 gam hỗn hợp gồm 3 oxit Fe₂O₃ , MgO, ZnO tan vừa đủ trong 300ml dung dịch H₂SO₄ 0,1M thì khối lượng muối sunfat khan tạo thành là:

 A. 5,33gam              B. 5,21gam               C. 3,52gam             D. 5,68gam.

Lời giải

Áp dụng nhanh công thức:

  m_muối = 2,81 + ( 96-16).0,03= 2,81 + 2,4 = 5,21gam               Chọn B

2.  Kim loại (hoặc hỗn hợp oxit kim loại) phản ứng với axit H₂SO₄

Phản ứng :   M + H₂SO₄ -> M_x(SO₄)_y + SO₂, S, H₂S + H₂O

 ( Al, Fe, Cr không tác dụng với H₂SO₄ đặc nguội)

* Nhận xét : - Số mol H₂SO₄(môi trường)= số mol gốc SO₄^2- trong muối M_x(SO₄)_y=1/2 (số eletron trao đổi x số mol sản phẩm khử).

- Số mol H₂SO₄ ( đóng vai trò chất oxi hoá) = số mol nguyên tử S trong sản phẩm khử.

- Số mol H₂SO₄ tác dụng = số mol H₂SO₄(môi trường) + số mol H₂SO₄ đóng vai trò  chất oxi hoá.Cụ thể:

                                 SO₄^2- + 4H⁺       + 2e  -> SO₂ + 2H₂O

                                  SO₄^2-+ 8H⁺    +  6e -> S    + 4H₂O

                                  SO₄^2-+ 10 H⁺ +  8e  -> H₂S + 4H₂O

a. Tìm khối lượng muối:

    A + H₂SO_4(đặc) -> A₂(SO₄)_n+ sp khử (S, SO₂, H₂S) + H₂O

        m_muối= m_KLp/ư + (6n_S +2n_SO2 + 8n_H2S). 96/2   (1)

Ví dụ  1: Cho 15,82 gam hỗn hợp  Al, Fe, Cu tác dụng hết với dung dịch H₂SO₄ đặc nóng thu được dung dịch A và 9,632 lít khí SO₂ ở đktc. Cô cạn dung dịch A sẽ thu được số gam muối khan là:

  A. 57,1gam               B. 60,3 gam                C.  58,8 gam             D. 54,3 gam

Lời giải

Áp dụng nhanh công thức :       m_muối  = m_KL + m_SO42-

 n_{SO42-môi trường} = n_SO2 = 9,632/22,4 = 0,43mol

 m_muối = 15,82 + 0,43. 96= 57,1 gam               Chọn A

Ví dụ 2:  Cho 13,428 gam một kim loại M tác dụng với dung dịch H₂SO₄ đặc nóng dư thu được V lít khí H₂S ở đktc và dung dịch A. Cô cạn dung dịch A thu được 66,24 gam muối khan. V có giá trị là :

  A. 2,4640lít                  B. 4,2112 lít     C. 4,7488lít                  D. 3,0912lít

Lời giải

Áp dụng công thức : n_H2S = 1/4. số mol gốc SO₄^2- trong muối

  n_H2S = 1/4.[(66,24-13,428)/96] = 0,1375 mol => V= 0,1375. 22,4=  3,0912lít   Chọn D

Ví dụ 3: Cho 18 gam kim loại M tác dụng với dung dịch H₂SO₄ đặc nóng dư thu được 3,36 lít khí SO₂ ở đktc và 6,4 gam S và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được số gam muối khan là:

      A. 75gam            B. 90gam             C. 96gam              D. 86,4gam

Lời giải

n_SO42- tạo muối = n_SO2 + 3n_S = 0,15 + 3.0,2= 0,75mol

 m_muối = m_KL + m_SO42- = 18 + 0,75. 96= 90 gam                                 Chọn C       

   b. Tìm số mol axit phản ứng:

    A + H₂SO_4(đặc) -> A₂(SO₄)_n+ sp khử (S, SO₂, H₂S) + H₂O

                   n_H2SO4=  4n_S +2n_SO2 + 5n_H2S   (2)

Ví dụ 1: Hoà tan hoàn toàn 12,9 gam hỗn hợp A gồm Zn và một kim loại M hoá  trị II vào dung dịch H₂SO₄ đặc thu được 4,144 lít hỗn hợp gồm SO₂ và H₂S có tỉ khối so với hiđro bằng 31,595. Tìm số mol axit H₂SO₄ đặc đã phản ứng.

Lời giải

Áp dụng (8) n_H2SO4 = 2n_SO2 + 5n_H2S = 2.0,18 + 5.5.10^-3 = 0,385mol

Ví dụ 2: Cho 45 gam hỗn hợp Zn và Cu tác dụng vừa đủ với dung dịch H₂SO₄ đặc nóng 98% thu được 15,68 lít khí SO₂ (đktc). Tính khối lượng dung dịch H₂SO₄ đã dùng?

Lời giải

Áp dụng (8) số mol H₂SO₄ đã dùng là; 2.15,68/22,4 = 1,4 mol

  m_H2SO4= 1,4.98.100/98 = 140 gam

c. Tìm sản phẩm khử:

A                         A₂(SO₄)_n

B  + H₂SO_{4 đặc} -> B₂(SO₄)_m + sp khử S^x  (SO₂, S,  H₂S )

C                         C₂(SO₄)_p

Áp dụng định luật bảo toàn eletron ta có:

 n.n_A + m.n_B + p.n_C = 8n_H2S + 6n_S + 2.n_SO2 ( 9)

Vậy i_KL= số oxi hoá cao nhất của kim loại , i_spk= (6-x)  => i_SO2=2; i_H2S =8; i_S = 6

 Do đó:

                         i_An_A + i_Bn_B + i_cn_C= 8n_H2S + 6n_S + 2.n_SO2 (9)

Ví dụ 1: Cho 2,52 gam hỗn hợp gồm Al và Mg trộng theo tỉ lệ mol là 2:3 tác dụng với dung dịch H₂SO₄ đặc thì thu được muối sunfat và 0,03mol một chất khử duy nhất chứa  lưu huỳnh. Xác định sản phẩm khử?

Lời giải

Gọi a là số oxi hoá của S trong chất khử thu được

Ta có: n_Mg= 0,06 mol ; n_Al = 0,04 mol . áp dụng biều thức (9)

 0,06.2 + 0,04.3 = 0,03(6-a) => a= -2 > Vậy chất khử là H₂S

Ví dụ 2: Cho 9,6 gam Mg tác dụng hết với dung dịch H₂SO₄ đặc thấy có 49 gam axit phản ứng  thu được muối, sản phẩm khử X và nước. Xác định X?

Lời giải

n_Mg = 0,4 mol ; n_H2SO4 = 0,5mol . Ta có: 0,4.2= (6-a).n_X .Mà n_X= 0,1 mol

Do đó: a= -2 => Sản phẩm khử là H₂S

BÀI TẬP ÁP DỤNG

Câu 1:(đề tuyển sinh ĐH- khối A-2007)  Hoà tan hoàn toàn 2,81 gam hỗn hợp gồm Fe₂O₃, MgO, ZnO trong 500ml dung dịch H₂SO₄ 0,1M vừa đủ. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thì thu được số gam muối khan là:

      A.  6,81gam              B. 4,81gam             C. 3,81gam             D. 5,81gam.

Câu 2: Hoà tan hết 1,72 gam hỗn hợp kim loại gồm Mg, Al, Zn, Fe bằng dung dịch H₂SO₄ loãng thu được V lit khí ở đktc và 7,84 gam muối sunfat khan. Giá trị của V là:

      A. 1,344lít                 B. 1,008lít             C. 1,12 lít               D. 3,36lít

Câu 3: Hoà tan hết hỗn hợp X gồm Fe, và 0,24mol kim loại M trong dung dịch H₂SO₄ loãng dư thu được dung dịch A và 10,752 lít khí H₂ ở đktc. Cô cạn dung dịch A thu được 59,28 gam muối khan. M là :

     A. Mg                        B. Ca                C. Al              D. Na

Câu 4: Cho 21 gam hỗn hợp 3 kim loại Fe, Zn, Al tan hoàn toàn trong dung dịch H₂SO₄ 0,5M thu được 6,72 lít khí H₂ ( đo ở 0⁰C và 2atm) . Khối lượng muối khan thu được sau khi cô cạn dung dịch và thể tích dung dịch axit tối thiểu cần dùng là:

     A. 78,6gam và 1,2 lít                               B. 46,4gam và 2,24lít

     C. 46,4gam và 1,2 lít                                D. 78,6gam và 1,12 lít.

Câu 5: Hoà tan hỗn hợp A gồm 16,8gam Fe, 2,7gam Al, 5,4gam Ag tác dụng với dung dich H₂SO₄ đặc nóng chỉ thoát ra khí SO₂ . Số mol H₂SO₄ tác dụng là:

    A. 0,95mol              B. 0,9mol              C. 1,25mol            D. 0,85mol.

Câu 6: Hỗn hợp X gồm 2 kim loại Cu và Ag. Hoà tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X trong dung dịch chứa 2 axit HNO₃ , H₂SO₄ thu được dung dịch Y chứa 7,06 gam muối và hỗn hợp khí Z chứa 0,05mol NO₂ và 0,01mol SO₂ . Giá trị của m là:

   A. 2,85gam            B. 3,32gam             C. 3,00gam        D. 0,85gam

Câu 7: Cho M là kim loại hoá trị II. Cho m gam M tácdụng vớidung dịch H₂SO₄ đặc nóng dư thu được 0,672 lít khí có tỷ khối so với amoniac là 2 và dung dịch A. Cô cạn dung dịch A thu được 14,4 gam muối khan . M là:

   A. Ca                      B. Mg                       C. Zn               D . Ba

Câu 8: Cho m gam hỗn hợp gồm 2 kim loại tác dụng với H₂SO₄ đặc nóng dư thu được 3,36 lít khí SO₂ ( đktc); 2,88 gam S và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được 52,8 gam muối khan. Mặt khác nếu hoà tan hết m gam hỗn hợp kim loại ban đầu với dung dịch HCl dư thu được 8,064 lít khí H₂ ở đktc. Hỗn hợp 2 kim loại đầu là:

   A. Be và Mg             B. Mg và Fe         C. Zn và Fe            D. Zn và Ba

Câu 9: Hoà tan 6,4 gam Cu bằng axit H₂SO₄ đặc, nóng (dư), sinh ra V lít khí SO₂ (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Tính V

A.  2,24 lít                               B. 1,12 lít                                C. 4,48 lít                    D. 2,56 lít

Câu 10. Cho m gam Fe tác dụng hoàn toàn với dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng (dư) thu được 6,72 lít khí SO₂ (ở đktc). Tính m

A.  11,2 gam                           B. 2,24 gam                             C. 5,6 gam                   D. 1,12 gam

ĐÁP ÁN