MỞ ĐẦU

Sulfuric acid là hoá chất quan trọng hàng đầu trong công nghiệp, được sử dụng cả ở dạng dung dịch loãng và dạng dung dịch đặc dựa trên những tính chất khác biệt.

Vậy, dung dịch sulfuric acid loãng và dung dịch sulfuric acid đặc có những tính chất quan trọng nào? Cần lưu ý điều gì khi bảo quản và sử dụng acid này để đảm bảo an toàn?

Giải chi tiết:

- Tính chất của sulfuric acid loãng:

Dung dịch sulfuric acid loãng có đầy đủ tính chất của một acid mạnh:

+ Đổi màu quỳ tím thành đỏ.

+ Tác dụng với kim loại hoạt động trong dãy hoạt động hoá học.

+ Tác dụng với basic oxide và base.

+ Tác dụng với nhiều muối.

- Tính chất của sulfuric acid đặc: Ngoài tính acid, dung dịch sulfuric acid đặc còn có tính oxi hoá và tính háo nước.

- Cách bảo quản sulfuric acid:

+ Sulfuric acid được bảo quản trong chai, lọ có nút đậy chặt, đặt ở vị trí chắc chắn.

+ Đặt chai, lọ đựng dung dịch sulfuric acid đặc tránh xa các lọ chứa chất dễ gây cháy, nổ như chlorate, perchlorate, permanganate, dichromate.

- Cách sử dụng sulfuric acid để đảm bảo an toàn:

Sulfuric acid gây bỏng khi rơi vào da, do vậy cần tuân thủ các nguyên tắc:

(1) Sử dụng găng tay, đeo kính bảo hộ, mặc áo thí nghiệm.

(2) Cầm dụng cụ chắc chắn, thao tác cẩn thận.

(3) Không tì, đè chai đựng acid lên miệng cốc, ống đong khi rót acid.

(4) Sử dụng lượng acid vừa phải, lượng acid còn thừa phải thu hồi vào lọ đựng.

(5) Không được đổ nước vào dung dịch acid đặc.

I. SULFURIC ACID

Câu hỏi 1 trang 48 sgk hóa học 11 kntt

a) Dựa vào cấu tạo, cho biết phân tử sulfuric acid có khả năng cho bao nhiêu proton khi đóng vai trò là acid

b) Dựa vào tương tác giữa các phân tử, hãy dự đoán sulfuric acid là chất lỏng dễ bay hơi hay khó bay hơi.

Giải chi tiết:

a) Từ cấu tạo phân tử cho thấy, phân tử H₂SO₄ có hai liên kết O – H phân cực mạnh, có khả năng cho 2 proton → là acid hai nấc

H₂SO₄ + H₂O → + H₃O⁺

+ H₂O → + H₃O⁺

b) Mỗi phân tử sulfuric acid tạo được 4 liên kết hydrogen mạnh với các phân tử lân cận, do vậy, sulfuric acid là chất lỏng, sánh, khó bay hơi.

Câu hỏi 2 trang 50 sgk hóa học 11 kntt

a) Nêu các lưu ý bắt buộc để đảm bảo an toàn khi sử dụng dung dịch sulfuric acid đặc.

b) Hãy cho biết ý nghĩa của kí hiệu cảnh báo ở Hình 8.3.

Giải chi tiết:

a) Các lưu ý bắt buộc để đảm bảo an toàn khi sử dụng dung dịch sulfuric acid đặc:

(1) Sử dụng găng tay, đeo kính bảo hộ, mặc áo thí nghiệm.

(2) Cầm dụng cụ chắc chắn, thao tác cẩn thận.

(3) Không tì, đè chai đựng acid lên miệng cốc, ống đong khi rót acid.

(4) Sử dụng lượng acid vừa phải, lượng acid còn thừa phải thu hồi vào lọ đựng.

(5) Không được đổ nước vào dung dịch acid đặc.

b) Kí hiệu cảnh báo ở Hình 8.3 có ý nghĩa đây là hoá chất ăn mòn.

HOẠT ĐỘNG

Em hãy cho biết các tính chất hóa học cơ bản của một acid.

Viết phương trình hóa học minh họa tính acid của dung dịch H₂SO4 loãng với kim loại Fe bột MgO dung dịch Na₂CO₃ dung dịch BaCl₂.

Giải chi tiết:

1. Các tính chất hóa học cơ bản của một acid: làm đổi màu giấy chỉ thị màu, tác dụng với base, basic oxide, kim loại và muối

2. Các PTHH minh họa:

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

MgO + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂O

Na₂CO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + CO₂ + H₂O

Ba(OH)₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ + 2H₂O

b) Dung dịch sulfuric acid đặc

• Tính acid
• Tính oxi hóa
• Tính háo nước

THÍ NGHIỆM

Đồng (copper) tác dụng với dung dịch sulfuric acid đặc, nóng

Chuẩn bị: đồng lá hoặc phoi bào, dung dịch sulfuric acid 70%; ống nghiệm, kẹp gỗ, đèn cồn, bông tẩm dung dịch NaOH loãng.

Tiến hành:

- Cho vài lá đồng đã cắt nhỏ vào ống nghiệm, thêm tiếp khoảng 3 mL dung dịch H2SO4 70%, dùng bông đã tẩm dung dịch NaOH loãng nút miệng ống nghiệm.

- Hơ nóng đều phần ống nghiệm chứa dung dịch trên ngọn lửa đèn cồn, sau đó đun tập trung vào đáy ống nghiệm.

Lưu ý: Dung dịch sulfuric acid đặc rơi vào da sẽ gây bỏng nặng, cần cẩn thận khi sử dụng.

Quan sát, mô tả hiện tượng xảy ra và thực hiện yêu cầu sau:

1. Viết phương trình hoá học của phản ứng và xác định chất oxi hoá, chất khử.

2. Nhận xét về khả năng phản ứng của dung dịch sulfuric acid đặc, nóng với copper.

Giải chi tiết:

Hiện tượng Lá đồng màu đỏ Đồng (Cu) tan dần trong dung dịch axit H₂SO₄ đặc dung dịch chuyển thành màu xanh và thấy hiện tượng sủi bọt khí do sulfur dioxide (SO₂) sinh ra.

1. Phương trình hoá học của phản ứng

Cu + H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + H₂O

SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O

Chất khử Cu: Cuo → Cu2+ + 2e

Chất oxi hóa S: S6+ + 2e → S4+

2. Dung dịch sulfuric acid đặc, nóng có tính oxi hóa mạnh khi tác dụng với copper.

THÍ NGHIỆM

Dung dịch sulfuric acid đặc tác dụng với đường mía.

Chuẩn bị: đường mía (C₁₂H₂₂O₁₁), dung dịch sulfuric acid đặc; cốc thuỷ tinh loại 100 mL.

Tiến hành:

– Lấy khoảng 10 g đường mía cho vào cốc.

– Nhỏ đều trên bề mặt đường mía khoảng 2 mL dung dịch sulfuric acid đặc.

Lưu ý: Dung dịch sulfuric acid đặc rơi vào da sẽ gây bỏng nặng, cần cẩn thận khi sử dụng.

Quan sát, mô tả hiện tượng xảy ra và thực hiện yêu cầu sau:

1. Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra trong thí nghiệm.

2. Dự đoán hiện tượng khi cho dung dịch sulfuric acid đặc tiếp xúc với các carbohydrate khác như cellulose (giấy, bông), tinh bột (gạo).

Giải chi tiết:

Khi nhỏ sulfuric acid đặc vào đường mía, ta thấy đường nhanh chóng hóa đen, sau đó khối rắn tăng thể tích rất nhanh và thoát khí mùi hắc (SO₂)

1. Phương trình hoá học của các phản ứng:

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂SO₄ → 12C + H₂SO₄.11H₂O

C + 2H₂SO₄ → 12CO₂↑ + 2SO₂↑ + 2H₂O

2. Khi cho dung dịch sulfuric acid đặc tiếp xúc với các carbohydrate khác như cellulose (giấy, bông), tinh bột (gạo) thì các carbohydrate bị hóa đen.

Câu hỏi 3 trang 52 sgk hóa học 11 kntt

a) Viết phương trình hoá học của phản ứng khi cho lần lượt các chất rắn sodium chloride (NaCl), sodium bromide (NaBr) tác dụng với dung dịch sulfuric acid đặc.

b) Chỉ ra vai trò của sulfuric acid trong mỗi phản ứng đó.

Giải chi tiết:

NaCl + H₂SO4 → NaHSO₄ + HCl

Vai trò của sulfuric acid: Tính acid.

2NaBr + 2H₂SO4 → Br₂ + SO₂ + 2H₂O + Na₂SO₄

Vai trò của sulfuric acid: Tính oxi hóa.

Câu hỏi 4 trang 52 sgk hóa học 11 kntt

Dung dịch sulfuric acid đặc được sử dụng để sản xuất phosphoric acid và phân bón superphosphate từ quặng phosphorite và apatite. Hãy viết phương trình hóa học của phản ứng giữa dung dịch sulfuric acid đặc với Ca₃(PO₄)₂ trong hai quặng trên

Giải chi tiết:

Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂SO₄ → 3CaSO₄ + 2H₃PO₄

Ca₃(PO₄)₂ + 2H₂SO₄ → 2CaSO₄ + Ca(H₂PO₄)₂

II. MUỐI SULFATE

HOẠT ĐỘNG

Tìm hiểu thêm và trình bày về các ứng dụng của muối sulfate mà em biết.

Giải chi tiết:

HOẠT ĐỘNG

Thí nghiệm: Nhận biết Ion SO₄2− bằng Ion Ba2+

1. Viết phương trình hóa học dạng phân tử và ion rút gọn

2. Dự đoán hiện tượng khi nhỏ dung dịch BaCl₂ vào ống nghiệm đựng dung dịch H₂SO₄ loãng.

Giải chi tiết:

1. Phương trình phân tử: BaCl₂ + Na₂SO₄ → BaSO₄ + 2NaCl

Phương trình rút gọn: Ba²⁺ + → BaSO₄

2. Dự đoán hiện tượng khi nhỏ dung dịch BaCl₂ vào ống nghiệm đựng dung dịch H₂SO₄ loãng là xuất hiện kết tủa trắng barium sulfate theo phương trình hóa học:

H₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄ + 2HCl

Câu hỏi 5 trang 54 sgk hóa học 11 kntt

Trình bày phương pháp hóa học để phân biệt các cặp dung dịch sau:

a) BaCl₂ và NaCl

b) H₂SO₄ loãng và HCl

Giải chi tiết:

a) Phân biệt dung dịch BaCl₂ và NaCl bằng thuốc thử chứa ion sulfate như Na₂SO₄ hoặc H₂SO₄

b) Phân biệt dung dịch H₂SO₄ loãng và HCl loãng bằng dung dịch BaCl₂