Chào các bạn yêu thích hóa học! Hôm nay, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về phản ứng giữa NaOH (natri hidroxit) và H2SO4 (axit sunfuric). Đây là một phản ứng trao đổi, chúng ta đã cân bằng chính xác và chi tiết nhất. Ngoài ra, còn có một số bài tập liên quan đến NaOH mà chúng ta sẽ cùng xem qua.
Nội dung
Phản ứng NaOH + H2SO4
Phản ứng giữa NaOH và H2SO4 có công thức phân tử như sau:
2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O
Đây là một phản ứng trao đổi, trong đó NaOH (natri hidroxit) và H2SO4 (axit sunfuric) tương tác để tạo ra Na2SO4 (natri sunfat) và 2H2O (nước).
Cách tiến hành phản ứng NaOH + H2SO4
Để tiến hành phản ứng giữa NaOH và H2SO4, chúng ta có thể thực hiện như sau:
- Nhỏ từ từ dung dịch H2SO4 vào ống nghiệm chứa dung dịch NaOH và một mẩu quỳ tím.
Hiện tượng của phản ứng NaOH + H2SO4
Khi thực hiện phản ứng, chúng ta có thể quan sát được các hiện tượng sau:
- Ban đầu, mẩu quỳ tím có màu xanh, từ từ chuyển sang tím.
- Khi có dư H2SO4, giấy quỳ sẽ chuyển sang màu đỏ.
Cách viết phương trình ion thu gọn của phản ứng NaOH + H2SO4
Để viết phương trình ion thu gọn của phản ứng NaOH + H2SO4, chúng ta cần thực hiện các bước sau:
Bước 1: Viết phương trình phân tử: 2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O
Bước 2: Viết phương trình ion đầy đủ bằng cách chuyển các chất vừa dễ tan, vừa điện li mạnh thành ion; các chất điện li yếu, chất kết tủa, chất khí để nguyên dưới dạng phân tử: 2Na+ + 2OH- + 2H+ + SO42-→ 2Na+ + SO42- + 2H2O
Bước 3: Viết phương trình ion thu gọn từ phương trình ion đầy đủ bằng cách lược bỏ đi các ion giống nhau ở cả hai vế: OH- + H+ → H2O
Mở rộng về phản ứng trao đổi trong dung dịch chất điện li
Phản ứng trao đổi trong dung dịch các chất điện li chỉ xảy ra khi các ion kết hợp được với nhau tạo thành ít nhất 1 trong số các chất sau:
- Chất kết tủa.
- Chất điện li yếu.
- Chất khí.
Ví dụ:
- Phản ứng tạo thành chất kết tủa: Na2SO4 + BaCl2 → 2NaCl + BaSO4↓
- Phản ứng tạo thành chất điện li yếu: HCl + KOH → KCl + H2O
- Phản ứng tạo thành chất khí: Fe + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2↑
Mở rộng kiến thức về H2SO4
6.1. Tính chất của dung dịch axit sunfuric loãng
Dung dịch axit sunfuric loãng có những tính chất sau:
- Làm đổi màu quỳ tím thành đỏ.
- Tác dụng với nhiều kim loại (như Mg, Al, Zn, Fe,…) tạo thành muối sunfat và giải phóng khí hiđro.
Ví dụ:
- H2SO4 (loãng) + Mg → MgSO4 + H2 (↑)
- 3H2SO4(loãng) + 2Al → Al2(SO4)3 + 3H2 (↑)
Chú ý: Các kim loại Hg, Cu, Ag, Au, Pt không tác dụng với H2SO4 loãng. Khi Fe tác dụng với H2SO4 loãng, sản phẩm thu được là muối sắt (II).
- Tác dụng với bazơ tạo thành muối sunfat và nước.
Ví dụ:
-
H2SO4 + Cu(OH)2 → CuSO4 + 2H2O
-
H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O
-
Tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối sunfat và nước.
Ví dụ:
-
H2SO4 + CuO → CuSO4 + H2O
-
H2SO4 + Na2O → Na2SO4 + H2O
-
Tác dụng với một số muối tạo thành muối sunfat và axit mới.
Ví dụ:
- MgCO3 + H2SO4 → MgSO4 + CO2 ↑ + H2O
6.2. Tính chất của axit sunfuric đặc
a) Tính oxi hóa mạnh:
- Axit sunfuric đặc có khả năng oxi hóa hầu hết các kim loại (trừ Au và Pt) tạo muối hoá trị cao và thường giải phóng SO2 (hoặc có thể H2S, S nếu kim loại khử mạnh như Mg).
Ví dụ:
- 2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
- Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O
Chú ý: Al, Fe, Cr bị thụ động hóa trong H2SO4 đặc, nguội.
- Tác dụng với nhiều phi kim:
Ví dụ:
-
C + 2H2SO4 → CO2 + 2SO2 + 2H2O
-
S + 2H2SO4 → 3SO2 + 2H2O
-
Tác dụng với nhiều hợp chất có tính khử:
Ví dụ:
- 2FeO + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O
- 2KBr + 2H2SO4 → Br2 + SO2 + 2H2O + K2SO4
b) H2SO4 đặc có tính háo nước:
Axit sunfuric đặc có khả năng hút nước từ các chất khí ẩm, hoặc chiếm các nguyên tố H và O (thành phần của nước) trong nhiều hợp chất.
Ví dụ:
- Khi cho axit H2SO4 đặc vào đường, đường sẽ hóa thành than.
- C12H22O11 + H2SO4 → 12C + 11H2O
Sau đó, một phần C sinh ra lại bị H2SO4 đặc oxi hóa:
- C + 2H2SO4(đặc) → CO2 + 2SO2 + 2H2O
Câu 1: Tính chất đặc biệt của dung dịch H2SO4 đặc, nóng là tác dụng được với các chất trong dãy nào sau đây mà dung dịch H2SO4 loãng không tác dụng?
A. BaCl2, NaOH, Zn
B. NH3, MgO, Ba(OH)2
C. Fe, Al, Ni
D. Cu, S, FeSO4
Hướng dẫn giải:
Đáp án D
Axit đặc là một chất háo nước và có tính oxi hóa mạnh.
A, B, C loại vì H2SO4 loãng và đặc đều tác dụng.
Câu 2: Cho 21 gam hỗn hợp Zn và CuO phản ứng vừa đủ với 600 ml dung dịch H2SO4 0,5M. Phần trăm khối lượng của Zn có trong hỗn hợp ban đầu là
A. 57%
B. 62%
C. 69%
D. 73%
Hướng dẫn giải:
Đáp án B
Đặt nZnSO4=xmol nCuSO4=ymol
→ 65x + 80y = 21 (1)
nSO42−=nH2SO4→ x + y = 0,3 mol (2)
→ x = 0,2 mol; y = 0,1 mol
→ %mZn= 62%
Câu 3: Hòa tan 0,4 gam SO3 vào a gam dung dịch H2SO4 10% thu được dung dịch H2SO4 12,25%. Giá trị của a là
A. 20,6 gam
B. 16,9 gam
C. 26,0 gam
D. 19,6 gam
Hướng dẫn giải:
Đáp án D
Khi hòa tan SO3 vào dung dịch xảy ra phản ứng:
SO3 + H2O → H2SO4
Khối lượng của H2SO4:
mH2SO4 = 0,4.98/80 + a.10/100 = 0,1a + 0,49(g)
Khối lượng dung dịch: m dd = a + 0,4 (g)
Ta có:
C% = 0,1a + 0,49a + 0,4.100% = 12,25% → a = 19,6(g)
Câu 4: 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. 5,33 gam
B. 5,21 gam
C. 3,52 gam
D. 5,68 gam.
Hướng dẫn giải:
Đáp án B
nO (oxit) = nH+2 = 0,03 mol
→ mKL = m oxit – mO(oxit) = 2,81 – 0,03.16 = 2,33 gam
mmuối = mKL + mSO42− = 2,33 + 0,03.96 = 5,21 gam
Câu 5: Cho 20g hỗn hợp X gồm Fe, Cu phản ứng hoàn toàn với H2SO4 loãng dư, sau phản ứng thu được 12g chất rắn không tan. Phần trăm về khối lượng của Fe trong X:
A. 60%
B. 72%
C. 40%
D. 64%
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
Cu không tác dụng với H2SO4 loãng, nên chất rắn không tan là Cu.
→ mCu = 12g → mFe = 20-12 = 8g
→ %mFe = 40%
Câu 6: Cho 6,72 gam Fe vào dung dịch chứa 0,3 mol H2SO4 đặc, nóng (giả thiết SO2 là sản phẩm khử duy nhất). Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được
A. 0,03mol Fe2(SO4)3 và 0,06 mol FeSO4
B. 0,05mol Fe2(SO4)3 và 0,02 mol Fe dư
C. 0,02mol Fe2(SO4)3 và 0,08 mol FeSO4
D. 0,12mol FeSO4.
Hướng dẫn giải:
Đáp án A
nFe = 0,12 mol
2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
0,1 ← 0,3 → 0,05mol
Fedư + Fe2(SO4)3 → 3FeSO4
(0,12-0,1) → 0,02 0,06
nFeSO4 = 0,06mol; nFe2(SO4)3du = 0,05−0,02 = 0,03mol
Câu 7: Hòa tan 3,22 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg và Zn bằng một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 loãng, thu được 1,344 lít khí hiđro ở đktc và dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là
A. 9,52
B. 10,27
C. 8,98
D. 7,25.
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
Bảo toàn nguyên tố H: nH2SO4 = nH2 = 0,06mol
→ nSO42−=0,06mol
→ mMuối = mKL + mSO42−= 3,22 + 0,06.96 = 8,98 gam
Câu 8: Cho 13,5 gam hỗn hợp các kim loại Al, Cr, Fe tác dụng với lượng dư dung dịch H2SO4 loãng nóng (trong điều kiện không có không khí), thu được dung dịch X và 7,84 lít khí H2 (ở đktc). Cô cạn dung dịch X (trong điều kiện không có không khí) được m gam muối khan. Giá trị của m là
A. 42,6.
B. 45,5.
C. 48,8.
D. 47,1.
Hướng dẫn giải:
Đáp án D
Bảo toàn nguyên tố H: nH2SO4=nH2=0,35mol
→nSO42−=0,35mol
→mMuối = mKL + mSO42−= 13,5 + 0,35.96 = 47,1 gam
Câu 9: Để hòa tan hoàn toàn 2,32 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe2O3 và Fe3O4 (trong đó số mol Fe2O3 bằng số mol FeO), cần dùng vừa đủ V lít dung dịch H2SO4 0,5M. Giá trị của V là
A. 0,23.
B. 0,18.
C. 0,08.
D. 0,16.
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
Do số mol FeO bằng số mol Fe2O3 → quy đổi hỗn hợp về Fe3O4
nFe3O4 = 0,01mol
Fe3O4 + 4 H2SO4 → FeSO4 + Fe2(SO4)3 +4H2O
0,01 →0,04
→ V = 0,08 lít
Câu 10: Cho x mol Fe tan hoàn toàn trong dung dịch chứa y mol H2SO4 (tỉ lệ x : y = 2 : 5) thu được một sản phẩm khử duy nhất là SO2 và dung dịch chỉ chứa muối sunfat. Số mol electron do lượng Fe trên nhường khi bị hòa tan là
A. 2x.
B. 3x.
C. 2y.
D. y.
Hướng dẫn giải:
Đáp án D
Gọi số mol Fe nhường là a
Ta có: nSO42−= 0,5 n e nhường = 0,5a
nSO2= 0,5n e nhận = 0,5a
Bảo toàn nguyên tố S: nH2SO4=nSO42−+nSO2=a=y
Câu 11: Dung dịch H2SO4 đặc, nóng tác dụng được với dãy các chất nào sau đây, thu được sản phẩm không có khí thoát ra?
A. Fe, BaCO3, Cu
B. FeO, KOH, BaCl2
C. Fe2O3, Cu(OH)2, Ba(OH)2
D. S, Fe(OH)3, BaCl2
Hướng dẫn:
Đáp án C
Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O
Cu(OH)2 + H2SO4 → CuSO4 + 2H2O
Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2H2O
Câu 12: Có 4 dung dịch đựng trong 4 lọ mất nhãn: HCl, Na2SO4, NaCl, Ba(OH)2, chỉ dùng một thuốc thử có thể nhận biết được tất cả các chất trên là:
A. Quỳ tím
B. H2SO4
C. BaCl2
D. AgNO3
Hướng dẫn giải:
Đáp án A
Khi cho quỳ tím lần lượt vào các chất:
HCl: cho màu đỏ (axit)
Ba(OH)2: cho màu xanh (bazơ)
Na2SO4, NaCl: không đổi màu (muối)
Dùng Ba(OH)2 đã nhận biết ở trên để nhận ra Na2SO4 có kết tủa trắng BaSO4
Câu 13: Axit sunfuric đặc thường được dùng để làm khô các chất khí ẩm. Khí nào sau đây có thể được làm khô nhờ axit sunfuric đặc?
A. Khí CO2
B. Khí H2S
C. Khí NH3
D. Khí SO3
Hướng dẫn giải:
Đáp án A
Nguyên tắc làm khô: chất được dùng làm khô phải có khả năng hút nước và không được phản ứng, hấp thụ với chất cần làm khô
H2S, NH3 sẽ phản ứng với H2SO4
SO3 bị hấp thụ với H2SO4 tạo oleum
Câu 14: Cho FeCO3 tác dụng với H2SO4 đặc nóng, sản phẩm khí thu được gồm có:
A. CO2 và SO2
B. H2S và CO2
C. CO2
D. SO2
Hướng dẫn giải:
Đáp án A
2 FeCO3 + 4 H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4 H2O + 2 CO2
Câu 15: Dãy kim loại phản ứng được với dung dịch H2SO4 loãng là:
A. Ag, Ba, Fe, Sn
B. Cu, Zn, Na, Ba
C. Au, Pt
D. K, Mg, Al, Fe, Zn
Hướng dẫn giải:
Đáp án D
Những kim loại đứng trước H trong dãy hoạt động hóa học của kim loại thì phản ứng được với axit H2SO4 loãng, HCl…
Dãy hoạt động hóa học của một số kim loại:
K, Na, Ba, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Pt, Au
Hãy cùng trải nghiệm và khám phá thêm nhiều kiến thức hóa học thú vị khác tại fptskillking.edu.vn.
