Bài 33. Axit sunfuric - Muối sunfat

Chuyên đề: Nhóm oxi
Phần 6
Axit sunfuric
Nội dung
Axit sunfuric
Cấu tạo phân tử của axit sunfuric
Tính chất vật lý của axit sunfuric
Tính chất hóa học của axit sunfuric
Sản xuất axit sunfuric
Muối sunfat
Nhận biết ion sunfat

Axit sunfuric
Cấu tạo phân tử:
hay
Axit sunfuric
Tính chất vật lý:
Chất lỏng sánh như dầu, không màu, không bay hơi.
D(98%) = 1,84 g/cm3, tos = 337oC, tonc = 10oC
Axit sunfuric đặc tan trong nước, tạo thành hiđrat H2SO4.nH2O và tỏa nhiệt mạnh
Thí nghiệm: Thêm axit sunfuric đặc vào nước. Nhiệt độ đầu 19.20C









Nhiệt độ sau 30 phút Nhiệt độ cao nhất
Axit sunfuric
Tính chất vật lý (tt):
Axit sunfuric
Tính chất hóa học:
+6
Axit sunfuric
Tính chất hóa học (tt):
Tính chất của dung dịch axit sunfuric loãng: Tính axit mạnh
Làm đổi màu chỉ thị: quỳ  đỏ
Tác dụng kim loại (trước H)  khí H2
(Chú ý: Kim loại nhiều hóa trị  hóa trị thấp)
Fe + H2SO4  FeSO4 + H2 ↑
Tác dụng oxit bazơ  muối sunfat + H2O
CuO + H2SO4  CuSO4 + H2O
Tác dụng bazơ  muối sunfat + H2O TN1
Cu(OH)2 + H2SO4  CuSO4 + 2H2O

Axit sunfuric
Tính chất hóa học (tt):
Tính chất của dung dịch axit sunfuric loãng: Tính axit mạnh
Làm đổi màu chỉ thị: quỳ  đỏ
Tác dụng kim loại (trước H)  khí H2
(Chú ý: Kim loại nhiều hóa trị  hóa trị thấp)
Fe + H2SO4  FeSO4 + H2 ↑
Tác dụng oxit bazơ  muối sunfat + H2O
CuO + H2SO4  CuSO4 + H2O
Tác dụng bazơ  muối sunfat + H2O
Cu(OH)2 + H2SO4  CuSO4 + 2H2O
Tác dụng muối  muối sunfat
BaCl2 + H2SO4  BaSO4↓ + 2HCl TN2
Axit sunfuric
Tính chất hóa học (tt):
Lưu ý: sản phẩm muối tạo thành tùy thuộc tỉ lệ mol
H2SO4 + NaOH  NaHSO4 + H2O (1)
H2SO4 + 2NaOH  Na2SO4 + 2H2O (2)
Đặt
Axit sunfuric
Tính chất hóa học của dung dịch axit sunfuric đặc:
Tính oxi hóa mạnh:
Tác dụng với kim loại: axit sunfuric đặc nóng tác dụng với hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt)
Kim loại + H2SO4 đặc, nóng  Muối sunfat + SO2 + H2O
(KL đạt hóa trị cao nhất) (H2S, S)

Ví dụ:
Cu + 2H2SO4 đ, n  CuSO4 + SO2 + 2H2O TN3
2Fe + 6H2SO4 đ, n  Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Chú ý:
Al, Fe, Cr bị thụ động trong axit sunfuric đặc nguội.
Axit sunfuric
Giải thích thuật ngữ “thụ động” :
Khi cho Al, Fe, Cr vào dung dịch H2SO4 đặc nguội thì chúng không phản ứng.
Sau đó lấy các thanh kim loại này ra, tiếp tục cho tác dụng với dung dịch HCl, H2SO4 loãng, HNO3... thì cũng không có phản ứng.
→ ta nói Al, Fe, Cr bị thụ động hóa bởi H2SO4 đặc nguội.
Nguyên nhân:
Khi Al, Fe, Cr gặp H2SO4 đặc nguội đã hình thành một lớp phức chất bền vững bao bọc xung quanh kim loại ngăn cản không cho kim loại phản ứng với chất khác.
Axit sunfuric
Tính chất hóa học của dung dịch axit sunfuric đặc (tt):
Tính oxi hóa mạnh (tt):
Tác dụng với phi kim: axit sunfuric đặc nóng cũng oxi hóa nhiều phi kim.
Ví dụ:
C + 2H2SO4 đ, n → CO2 ↑ + 2SO2 ↑ + 2H2O
S + 2H2SO4 đ, n → 3SO2↑ + 2H2O
Tác dụng hợp chất có tính khử: axit sunfuric đặc nóng cũng oxi hóa nhiều hợp chất có tính khử (hợp chất có chứa nguyên tố có số OXH thấp)
+6 -1 0 +4
H2SO4 + 2HI → I2 + 2H2O + SO2
+6 -2 0
H2SO4 + 3H2S → 4S ↓ + 4H2O
Axit sunfuric
Tính chất hóa học của dung dịch axit sunfuric đặc (tt):
Tính háo nước:
Chiếm nước kết tinh của muối hidrat (ngậm nước)

H2SO4đặc
CuSO4.5H2O CuSO4 + 5H2O


(Màu xanh) (màu trắng)
Axit sunfuric đặc hút nước trong phân tử một số hợp chất hữu cơ
Tổng quát:
Cn(H2O)m + H2SO4 đặc→ nC+ H2SO4.mH2O
gluxit (cacbon hidrat)
C12H22O11 + H2SO4 đặc → 12C + H2SO4.11H2 O (đường saccarozơ)

Bài tập áp dụng
Chuyên đề: Nhóm Halogen
Câu 1: Chúng ta đã biết







Vậy có hay không?
Bài tập áp dụng
Câu 1: Gợi ý
Axit sunfuric đặc, nóng thể hiện tính axit trong các phản ứng trao đổi (không oxi hóa khử)
Phương trình phản ứng viết như trường hợp với axit sunfuric loãng.
Khi tác dụng với kim loại (trước H) axit sunfuric loãng thể hiện tính oxi hóa.
Ví dụ:
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑
+1 +6
H trong H2SO4 thể hiện tính oxi hóa (yếu hơn S trong H2SO4)
Bài tập áp dụng
Axit sunfuric
Câu 2:
Hãy quan sát thí nghiệm sau và giải thích các hiện tượng quan sát được bằng phương trình phản ứng? TN4


Bài tập áp dụng
Câu 2:
Hãy quan sát thí nghiệm sau và giải thích các hiện tượng quan sát được bằng phương trình phản ứng?
Gợi ý:
Quá trình phản ứng xảy ra qua 2 giai đoạn
Giai đoạn 1: H2SO4 đặc nóng thể hiện tính háo nước: hút nước của đường làm đường hóa than (cacbon hóa).
C12H22O11 + H2SO4 đặc → 12C + H2SO4.11H2 O (đường saccarozơ)
Giai đoạn 2: H2SO4 thể hiện tính oxi hóa (tác dụng với C)
C + 2H2SO4 → CO2↑ + 2SO2 ↑ + 2H2O
Bài tập áp dụng
Sản xuất axit sunfuric
Nguyên liệu: Nguồn lưu huỳnh
FeS2: quặng pirit sắt
S: Lưu huỳnh (mỏ)
Phương pháp sản xuất trong công nghiệp: phương pháp tiếp xúc
Sơ đồ các phản ứng hóa học điều chế axit sunfuric

S
SO2 SO3 H2SO4
FeS2
Sản xuất axit sunfuric
3 công đoạn sản xuất axit sunfuric
Sản xuất SO2:
4FeS2+ 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2
S + O2 → SO2
Sản xuất SO3:
V2O5
2SO2 + O2 2SO3
450 – 500oC
Sản xuất H2SO4:
Dùng H2SO4 98% hấp thụ SO3 được oleum
H2SO4 + nSO3 → H2SO4.nSO3
oleum
Dùng lượng nước thích hợp pha loãng oleum, được H2SO4 đặc
H2SO4.nSO3 + nH2O → (n+1)H2SO4
Muối sunfat và nhận biết ion sunfat
Muối sunfat: Muối của axit sunfuric

Muối sunfat và nhận biết ion sunfat
Nhận biết ion sunfat:
Ion sunfat có trong axit sunfuric và muối sunfat (muối trung hòa).
Sử dụng tính tan: BaSO4 không tan (kết tủa trắng, không tan trong axit mạnh hoặc kiềm)
H2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓trắng + 2HCl
Na2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓ trắng + 2NaCl
Kết luận: dung dịch muối bari (thường dùng BaCl2) là thuốc thử để nhận biết ion sunfat.
Câu 3:
Phân biệt các lọ hóa chất mất nhãn sau:
H2SO4, HCl, Na2SO4 , NaCl
Gợi ý:

Bài tập áp dụng
Câu 1:
Thực hiện chuỗi phản ứng sau:
H2SO4 → SO2 → S → FeS → H2S
Câu 2:
Cho các chất sau: FeO, H2SO4 , Ca(OH)2, Fe.
Những chất nào có thể phản ứng được với nhau? Hãy viết tất cả các phương trình phản ứng có thể xảy ra?
Bài tập đề nghị
Câu 3:
Hãy chọn sơ đồ phản ứng hóa học sai:
a. Cu + H2SO4 → CuSO4 + H2
b. Cu + H2SO4đặc,nóng → CuSO4 + SO2 + H2O
c. CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O
d. Cu(OH)2 + H2SO4 → CuSO4 + H2O
Câu 4:
Để điều chế muối sắt (III) sunfat trong phòng thí nghiệm, một học sinh tiến hành như sau. Hãy chỉ ra phương pháp sai?
a. Cho sắt (III) oxit tác dụng với dung dịch axit sunfuric
b. Cho sắt (III) hiđroxit tác dụng với dung dịch axit sunfuric
c. Cho sắt tác dụng với dung dịch axit sunfuric loãng
a. Cho sắt tác dụng với dung dịch axit sunfuric đặc, nóng
Bài tập đề nghị