I. Axit sunfuric loãng và muối sunfat
I. AXIT SUNFURIC
1. Tính chất vật lí
Cách pha loãng axít H2SO4 đặc
- Axit sunfuric (H2SO4) là chất lỏng sánh như dầu, không màu, không bay hơi, nặng gần gấp 2 lần nước (H2SO4 98% có D = 1,84 g/cm3).
- H2SO4 tan vô hạn trong nước và toả nhiệt rất nhiều nhiệt. Nếu ta rót nước vào H2SO4, nước sôi đột ngột và kéo theo những giọt axit bắn ra xung quanh gây nguy hiểm. Vì vậy, muốn pha loãng axit H2SO4 đặc, người ta phải rót từ từ axit vào nước và khuấy nhẹ bằng đũa thuỷ tinh mà không được làm ngược lại.
2. Tính chất hóa học
* Tính chất của dung dịch axit sunfuric loãng
Dung dịch axit sunfuric loãng có những tính chất chung của axit, đó là:
- Đổi màu quỳ tím thành đỏ.
- Tác dụng với kim loại đứng trước H trong dãy hoạt động hóa học (trừ Pb), giải phóng khí hiđro:
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
Phương pháp giải:
+ Bảo toàn nguyên tố : ngốc SO4 = ${{n}_{{{H}_{2}}}}={{n}_{{{H}_{2}}S{{O}_{4}}}}$
+ Bảo toàn khối lượng: mmuối = mkim loại + ${{m}_{{{H}_{2}}S{{O}_{4}}}}$ - ${{m}_{{{H}_{2}}}}$= mkim loại + $96.{{n}_{{{H}_{2}}}}$
- Tác dụng với oxit bazơ và với bazơ:
CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O
Phương pháp giải:
+ Bảo toàn nguyên tố H: ${{n}_{{{H}_{2}}S{{O}_{4}}}}={{n}_{{{H}_{2}}O}}={{n}_{O\,\,(trong\,\,oxit)}}$
+ Bảo toàn khối lượng: mmuối = moxit + ${{m}_{{{H}_{2}}S{{O}_{4}}}}$- ${{m}_{{{H}_{2}}O}}$ = moxit + 80.${{n}_{{{H}_{2}}S{{O}_{4}}}}$ = moxit + 80.nO (trong oxit)
- Tác dụng với bazơ:
2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O
- Tác dụng được với nhiều muối (điều kiện: sau phản ứng sinh ra kết tủa, chất khí hoặc H2O)
Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + CO2 + H2O
II. MUỐI SUNFAT
Muối sunfat là muối của axit sunfuric. Có 2 loại muối sunfat:
- Muối trung hoà (muối sunfat) chứa ion sunfat SO42-. Phần lớn muối sunfat đều tan trừ BaSO4, SrSO4, PbSO4 không tan; CaSO4 và Ag2SO4 ít tan.
- Muối axit (muối hiđrosunfat) chứa ion hiđrosunfat HSO4-
III. NHẬN BIẾT ION SUNFAT
Thuốc thử nhận biết muối sunfat là dung dịch muối bari. Sản phẩm phản ứng là BaSO4 kết tủa trắng, không tan trong axit.
H2SO4 + BaCl2 → BaSO4 ↓ + 2HCl
Na2SO4 + Ba(OH)2 → BaSO4 ↓ + 2NaOH
II. Axit sunfuric đặc
I. H2SO4 ĐẶC LÀ MỘT AXIT MẠNH
- Tác dụng với bazơ (trong đó kim loại đã có mức oxi hóa cao nhất) tạo thành muối và nước.
- Tác dụng với oxit bazơ (trong đó kim loại đã có mức oxi hóa cao nhất) tạo thành muối và nước.
- Tác dụng với muối (trong đó kim loại đã có số oxi hóa cao nhất) tạo thành muối và nước.
II. TÍNH OXI HOÁ MẠNH
1. Tác dụng với kim loại
- Axit sunfuric đặc, nóng có tính oxi hoá rất mạnh, nó oxi hoá được hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt), tạo ra muối trong đó kim loại có hóa trị cao nhất + H2O + sản phẩm khử.
* Lưu ý: Al, Fe, Cr bị thụ động hóa trong H2SO4 đặc nguội
- Sản phẩm khử của S+6 có thể là: H2S, S, SO2 tùy thuộc vào độ mạnh của kim loại: kim loại có tính khử càng mạnh thì S+6 bị khử xuống mức oxi hóa càng thấp.
$\overset{0}{\mathop{Cu}}\,~~+2{{H}_{2}}\overset{+6}{\mathop{S}}\,{{O}_{4}}~\xrightarrow{{}}~\overset{+2}{\mathop{Cu}}\,S{{O}_{4}}~+2\text{ }{{H}_{2}}O\text{ }{{+}_{~}}\overset{+4}{\mathop{S}}\,{{O}_{2}}$
$4\overset{0}{\mathop{Mg}}\,~~+5{{H}_{2}}\overset{+6}{\mathop{S}}\,{{O}_{4}}~\xrightarrow{{}}4~\overset{+2}{\mathop{Mg}}\,S{{O}_{4}}~{{+}_{~}}{{H}_{2}}\overset{-2}{\mathop{S}}\,+\text{ 4}{{H}_{2}}O\text{ }$
Phương pháp giải:
- Sử dụng định luật bảo toàn electron : ne kim loại cho = ne H2SO4 nhận tạo sp khử
- Cần nhớ: ${{n}_{SO_{4}^{2-}}}=\frac{{{n}_{e\,\,cho}}}{2}$
+) mmuối = mkim loại + mgốc SO4
2. Tác dụng với phi kim
- H2SO4 đặc có khả năng phản ứng với nhiều phi kim (C, S, P,...) và nhiều hợp chất:
\(2{{H}_{2}}\overset{+6}{\mathop{S}}\,{{O}_{4}}~+\text{ }\overset{0}{\mathop{S}}\,~\xrightarrow{{{t}^{o}}}~3\overset{+4}{\mathop{S}}\,{{O}_{2}}~+\text{ }2{{H}_{2}}O\)
3. Tác dụng với các chất khử khác
\(2FeO + 4{H_2}S{O_4}\xrightarrow{{{t^o}}}F{e_2}{(S{O_4})_3} + S{O_2} + 4{H_2}O\)
$~2{{H}_{2}}\overset{+6}{\mathop{S}}\,{{O}_{4}}~+\text{ }2K\overset{-1}{\mathop{Br}}\,~\text{ }\xrightarrow{{}}\text{ }{{\overset{0}{\mathop{Br}}\,}_{2}}+\text{ }\overset{+4}{\mathop{S}}\,{{O}_{2}}~+\text{ }2{{H}_{2}}O\text{ }{{+}_{~}}{{K}_{2}}S{{O}_{4}}$
III. TÍNH HÁO NƯỚC:
Axit sunfuric đặc hấp thụ mạnh nước. Nó cũng hấp thụ nước từ các hợp chất từ các hợp chất gluxit. Thí dụ, nhỏ H2SO4 đặc vào đường saccarozơ
C12H22O11 $\xrightarrow{{{H}_{2}}S{{O}_{4}}~}$12C + 11H2O
Tiếp theo, một phần cacbon bị H2SO4 đặc oxi hoá thành khí CO2 cùng với SO2 cùng với SO2 bay lên làm sủi bọt, đẩy cacbon trào ra ngoài cốc.
C + 2H2SO4 $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ CO2 + 2SO2 + 2H2O
Da thịt tiếp xúc với H2SO4 đặc sẽ bi bỏng rất nặng, vì vậy khi sử dụng axit sunfuric phải hết sức thận trọng.
