Axit sunfuric [H2SO4, M = 98 g/mol] là chất lỏng sánh như dầu, không màu, không bay hơi. Axit sunfuric là hóa chất hàng đầu được dùng trong nhiều ngành sản xuất. Hàng năm, các nước trên thế giới sản xuất khoảng 160 triệu tấn H2SO4. Một trong những quá trình điều chế axit sunfuric là quá trình oxi hóa lưu huỳnh đioxit. Ở khoảng nhiệt độ 450oC với xúc tác V2O5, khí lưu huỳnh đioxit bị oxi hóa thành lưu huỳnh trioxit như sau:
2SO2 (k) + O2 (k) \(\overset {{V_2}{O_5},{t^o}} \leftrightarrows \) 2SO3 (k) ∆H < 0
Lượng SO3 thu được được xử lý bằng nước tạo thành oleum H2SO4.nSO3. Sau đó oleum phản ứng với nước để điều chế dung dịch axit sunfuric đậm đặc.
Một sinh viên điều chế axit sunfuric có nồng độ x% trong phong thí nghiệm bằng cách đem hòa tan hoàn toàn 12,9 gam oleum H2SO4.2SO3 vào bình tam giác chứa 36 ml nước (biết khối lượng riêng của nước bằng 1g/ml). Giá trị của x là
Trả lời bởi giáo viên
Bước 1: Tính khối lượng dd
\({m_{{H_2}O}} = V.D = 36.1 = 36(g) \Rightarrow {m_{{\rm{dd}}}} = {m_{oleum}} + {m_{{H_2}O}} = 48,9(g)\)
Bước 2: Tính khối lượng H2SO4 thu được
PTHH: H2SO4.2SO3 + 2H2O → 3H2SO4
\({n_{{H_2}S{O_4}.2S{O_3}}} = \dfrac{{12,9}}{{258}} = 0,05(mol)\)
⟹ \({n_{{H_2}S{O_4}}} = 3{n_{{H_2}S{O_4}.2S{O_3}}} = 0,15(mol)\)
⟹ \({m_{{H_2}S{O_4}}} = 0,15.98 = 14,7(g)\)
Bước 3: Tính C%
Vậy \(x = C{\% _{({H_2}S{O_4})}} = \dfrac{{{m_{{H_2}S{O_4}}}.100\% }}{{{m_{{\rm{dd}}}}}} = \dfrac{{14,7.100\% }}{{48,9}} = 30,06\% \)
Hướng dẫn giải:
Bước 1: Tính khối lượng dd
\({m_{{H_2}O}} = V.D \Rightarrow {m_{{\rm{dd}}}} = {m_{oleum}} + {m_{{H_2}O}}\)
Bước 2: Tính khối lượng H2SO4 thu được
PTHH: H2SO4.2SO3 + 2H2O → 3H2SO4
Dựa vào PTHH ⟹ \({n_{{H_2}S{O_4}}} \Rightarrow {m_{{H_2}S{O_4}}} \)
Bước 3: Tính C%
\( x = C{\% _{({H_2}S{O_4})}} = \dfrac{{{m_{{H_2}S{O_4}}}.100\% }}{{{m_{{\rm{dd}}}}}}\)