Bài tập một số axit quan trọng

n_Na = m_Na : M_Na = 4,6 : 23 = 0,2 mol

2Na    +    2H₂O →  2NaOH+ H₂

2mol                           2mol

0,2 mol                        ? mol

\({n_{NaOH}} = \frac{{0,2.2}}{2} = 0,2mol.\)

PTHH:       NaOH    +    HCl →  NaCl+ H₂O

                     1 mol             1 mol     

                    0,2 mol          ? mol

\({n_{HCl}} = \frac{{0,2.1}}{1} = 0,2mol.\)

V _HCl= n _HCl: C_M HCl= 0,2 : 1 = 0,2l = 200ml

Các kim loại đứng trước H2 mới phản ứng được với H2SO4 loãng

A, B loại vì Cu đứng sau H₂

D loại vì Ag đứng sau H₂

n_H2SO4 = V_H2SO4 . C_{M H2SO4}= 0,2 . 1 = 0,2mol

PTHH:       2NaOH    +    H₂SO₄ →  Na₂SO₄ + H₂O

                     2 mol             1 mol     

                    ? mol               0,2mol

\({n_{NaOH}} = \frac{{0,2.2}}{1} = 0,4mol.\)

m _NaOH= n _NaOH.M_NaOH = 0,4 . (23 + 16 + 1) = 16g

C% = m_NaOH : m _{dd NaOH}

=> m_{dd NaOH} = m_NaOH : C% = 16 : 20% = 80g

Dễ thấy các đáp án đều là các oxit, oxit phản ứng với nước và dung dịch HCl thì oxit đó là oxit bazo

A loại vì SO₃ và CO₂ là oxit axit

B loại vì có P₂O₅ là oxit axit

C loại vì có SO₃ và P₂O₅ là oxit axit

Oxit bazo, bazo và một số muối tác dụng được với dung dịch H₂SO₄  loãng

=> Đáp án: B vì có Cu đứng sau H₂ không tác dụng được với H₂SO₄

+ Mg và Zn cả 2 axit đều phản ứng và có chung hiện tượng sủi bọt khí 

+ Cu cả 2 axit đều không phản ứng

+ Ba cả 2 axit đều phản ứng nhưng hiện tượng khác nhau. Với H₂SO₄ tác dụng với Ba xuất hiện khí và kết tủa trắng còn HCl chỉ xuất hiện khí

PTHH: Ba + H₂SO₄ → BaSO₄↓ + H₂↑

             Ba + 2HCl → BaCl₂ + H₂↑

HCl phản ứng với Ba(OH)₂ không có hiện tượng còn H₂SO₄ xuất hiện kết tủa trắng

Ba(OH)₂ + H₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2H₂O

Ba(OH)₂ + 2HCl \( \to\) BaCl₂ + 2H₂O

PTHH:       Zn    +    2HCl →  ZnCl₂ + H₂

             1mol           2mol      1mol

           0,1mol                        ? mol

\({n_{ZnC{l_2}}} = \dfrac{{0,1.1}}{1} = 0,1mol.\)

m _ZnCl2 = n _ZnCl2 . M _ZnCl2 = 0,1 . (65 + 35,5 . 2) = 13,6

Bước 1: n_MgCO3 = m_MgCO3 : M_MgCO3 = 21 : (24 + 12 + 48) = 0,25mol

Bước 2: PTHH:       MgCO₃    +    2HCl →  MgCl₂ + H₂O + CO₂

                     1mol             2mol     

                    0,25mol          ? mol

Bước 3: \({n_{HCl}} = \dfrac{{0,25.2}}{1} = 0,5mol.\)

Bước 4: V_HCl = n_HCl : C_{M HCl} = 0,5 : 2 = 0,25l

n_H2 = V_H2 : 22,4 = 2,24 : 22,4 = 0,1 mol

PTHH:       Zn    +    H₂SO₄ →  Zn SO₄ + H₂

                 1mol                                       1mol

                 ? mol                                      0,1 mol

 \({n_{Zn}} = \dfrac{{0,1.1}}{1} = 0,1mol.\)

=> m_Zn = M_Zn . n_Zn = 0,1 . 65 = 6,5g

=> %mZn = (6,5 : 10,5) . 100% = 61,90%

=> % mCu = 38,10%

Các PTHH xảy ra

Zn    +    2HCl →  ZnCl₂ + H₂ (1)

x          →   2x →        x

Fe    +    2HCl →  FeCl₂ + H₂ (2)

  y          →2y    →        y

gọi x, y lần lượt là số mol của kẽm và sắt

ta có m_hh = m_Zn + m_Fe = 65x + 56y = 12,1 (I)

n_HCl = V_HCl . C_{M HCl} = 0,4 . 1 = 0,4 mol

n_HCl = n_{HCl (1)} + n_HCl(2) = 2x + 2y = 0,4 (II)

Giải hệ (I) và (II) ta có x = 0,1 và y = 0,1

m _muối = m_ZnCl2 + m_FeCl2 = 0,1 . (65 + 71) + 0,1 . (56 + 71) = 26,3g

Các PTHH xảy ra:

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O   ⁽¹⁾

MgCO₃ + 2HCl → MgCl₂ + CO₂ + H₂O   ⁽²⁾

Từ (1) và (2)  n_hh = n_CO2 = \(\dfrac{{0,672}}{{22,4}}\)  = 0,03 (mol)

Gọi x là thành phần % số mol của CaCO₃ trong hỗn hợp thì (1 - x) là thành phần % số mol của MgCO₃.

Ta có \(\overline M \)_{2 muối} = 100x + 84(1 - x) =  \(\dfrac{{2,84}}{{0,03}}\) →x = 0,67

=> % số mol CaCO₃ = 67% ; % số mol MgCO₃ = 100 - 67 = 33%.

Đặt x,y lần lượt là số mol của Na₂CO₃ và  (x,y>0)

Na₂CO₃  +  H₂SO₄  →     Na₂SO₄     +   CO₂     +    H₂O (1)

x mol           x mol          x mol             x mol

K₂CO₃  +  H₂SO₄   →    K₂SO₄         +   CO₂     +    H₂O  (2)

y mol         y mol           y mol               y mol

Từ phương trình ta dễ thấy muối cacbonat tác dụng với H₂SO₄ thì

\({n_{C{O_2}}} = {n_{{H_2}O}} = {n_{{H_2}S{O_4}}}\)

 mà \({n_{C{O_2}}} = \dfrac{{0,448}}{{22,4}} = 0,02mol\) \( \to {n_{{H_2}S{O_4}}} = 0,02mol\)

\({V_{{H_2}S{O_4}}} = \dfrac{{0,02}}{{0,5}} = 0,04\)

H₂SO₄ tan vô hạn trong nước và tỏa 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 thủy tinh và không được làm ngược lại

Để nhận biết axit sunfuric và muối sunfat, ta dùng dung dịch muối BaCl₂, Ba(NO₃)₂ hoặc Ba(OH)₂ vì tạo kết tủa trắng

Hiện tượng: xuất hiện kết tủa trắng

H₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄↓ trắng + 2HCl

PTHH: Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂             (1)

              2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂     (2)

* Giả sử hỗn hợp chỉ có Mg ⟹ m_Mg = 36 (g) ⟹ \({n_{Mg}} = \frac{{{m_{Mg}}}}{{{M_{Mg}}}} = \frac{{3,6}}{{24}} = 0,15\,(mol)\)

Theo PTHH (1): n_H2 = n_Mg = 0,15 (mol) ⟹ V_H2(đktc) = 0,15.22,4 = 3,36 (lít)

* Giả sử hỗn hợp chỉ có Al \( \Rightarrow {n_{Al}} = \frac{{3,6}}{{27}} = \frac{2}{{15}}(mol)\)

Theo PTHH (2): n_H2 = n_Fe = \({n_{{H_2}}} = \frac{3}{2}{n_{Al}} = \frac{3}{2}.\frac{2}{{15}} = 0,2\,(mol)\)

⟹ V_H2(đktc) = 0,2.22,4 = 4,48 (lít)

Vậy khoảng giá trị của \(V\) là:  3,36 (l) < \(V\)<4,48 (l)

\(\begin{array}{l}{n_{Mg}} = \frac{{3,6}}{{24}} = 0,15\,(mol)\\{n_{Fe}} = \frac{{6,72}}{{56}} = 0,12\,(mol)\\{n_{HCl}} = 0,2 \cdot 1 = 0,2(mol)\\{n_{{H_2}S{O_4}}} = 0,2 \cdot 1 = 0,2(mol)\end{array}\)

Các pthh xảy ra là:

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂       (1)

Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂    (2)

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂          (3)

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂       (4)

Nhận thấy:

∑n_H2 = ∑n_{Mg + Fe} = 0,15 + 0,12 = 0,27 (mol) 

⟹ Số mol nguyên tử H cần dùng để phản ứng hết với kim loại là: n_H = 2n_H2 = 2.0,27 = 0,54 (mol)

Mặt khác, số mol nguyên tử H trong axit có: n_H = n_HCl + 2n_H2SO4 = 0,2 + 2.0,2 = 0,6 (mol)

Ta thấy 0,54 < 0,6 do đó kim loại phản ứng hết, axit dư. Mọi tính toán theo số mol của kim loại.

⟹ n_H2 = 0,27 (mol) ⟹ V_H2(đktc) = 0,27.22,4 = 6,048 (lít)

\(\begin{array}{l}{n_{Mg}} = \frac{{3,6}}{{24}} = 0,15\,(mol)\\{n_{Fe}} = \frac{{6,72}}{{56}} = 0,12\,(mol)\\{n_{HCl}} = 0,2 \cdot 1 = 0,2(mol)\\{n_{{H_2}S{O_4}}} = 0,2 \cdot 1 = 0,2(mol)\end{array}\)

Các pthh xảy ra là:

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂       (1)

Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂    (2)

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂          (3)

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂       (4)

Nhận thấy:

∑n_H2 = ∑n_{Mg + Fe} = 0,15 + 0,12 = 0,27 (mol) 

⟹ Số mol nguyên tử H cần dùng để phản ứng hết với kim loại là: n_H = 2n_H2 = 2.0,27 = 0,54 (mol)

Mặt khác, số mol nguyên tử H trong axit có: n_H = n_HCl + 2n_H2SO4 = 0,2 + 2.0,2 = 0,6 (mol)

Ta thấy 0,54 < 0,6 do đó kim loại phản ứng hết, axit dư. Mọi tính toán theo số mol của kim loại.

⟹ n_H2 = 0,27 (mol) ⟹ V_H2(đktc) = 0,27.22,4 = 6,048 (lít)

- Khí tạo thành sau phản ứng là \({H_2}\)\(\)

\({n_{{H_2}}} = \frac{{6,72}}{{22,4}} = 0,3(mol)\)

- Giả sử chỉ có \(Mg\) phản ứng, Fe chưa phản ứng

PTHH: Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂↑

⟹ n_Mg = n_H2 = 0,3 (mol)

⟹ m_Mg = 0,3.24 = 7,2 (g)

⟹ Khối lượng kim loại còn lại là: m_KL = 12 - 7,2 = 4,8 (g) # 1,6 (g) ⟹ loại.

- Giả sử có cả Mg và Fe đều phản ứng. Do Mg là kim loại hoạt động mạnh hơn Fe nên Mg pư hết trước, sau đó mới đến Fe pư.

⟹ Chất rắn còn dư là Fe

m_Mg + m_{Fe pu} = 12 - 1,6 = 10,4 (g)

Đặt n_Mg = x (mol); n_{Fe pư}  = y (mol)

PTHH: Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂↑

(mol)     x                               →  x  

             Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑

(mol)     y                            →  y

Theo bài ra ta có hệ phương trình sau:

\(\left\{ \begin{array}{l}\sum {{n_{{H_2}}} = \,} x + y = 0,3\\\sum {m{\,_{hh}} = \,} 24x + 56y = 10,4\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 0,2(mol) = {n_{Mg}}\\y = 0,1(mol) = {n_{Fe\,pu}}\end{array} \right.\)

⟹ Trong hỗn hợp ban đầu có:

\(\left\{ \begin{array}{l}{m_{Mg}} = 0,2 \times 24 = 4,8(g)\\{m_{Fe}} = 0,1 \times 56 + 1,6 = 7,2(g)\end{array} \right.\)

Phần trăm khối lượng mỗi kim loại có trong hỗn hợp là:

\(\left\{ \begin{array}{l}\% {m_{Mg}} = \frac{{{m_{Mg}}}}{{{m_{hh}}}}.100\%  = \frac{{4,8}}{{12}}.100\%  = 40\% \\\% {m_{Fe}} = 100\%  - 40\%  = 60\% \end{array} \right.\)