Giải bài tập Hóa học 9, Bài 4:Một số axit quan trọng

Bài 1. Có những chất: CuO, BaCl₂, Zn, ZnO. Chất nào nói trên tác dụng với dung dịch HCl và dung dịch H₂SO₄ loãng sinh ra:
a) Chất khí cháy được trong không khí?
b) Dung dịch có màu xanh lam?
c) Chất kết tủa màu trắng không tan trong nước và axit?
d) Dung dịch không màu và nước?
Viết tất cả các phương trình phản ứng.

Hướng dẫn giải:

a) Chất khí cháy được trong không khí ở đây là H₂. Chỉ có Zn tác dụng với dung dịch axit HCl và dung dịch H₂SO₄ loãng, giải phóng khí H₂
Zn+ 2HCl→  ZnCl₂ + H₂↑
Zn+ H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂↑

b) Dung dịch có màu xanh lam là màu của muối đồng II.
CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O
CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O
                            màu xanh lam

c) Chất kết tủa màu trắng, không tan trong nước và axit, đó là BaSO₄.
BaCl₂ + H₂SO₄  → BaSO₄↓ + 2HCl

d) Dung dịch không màu và nước là dung dịch ZnCl₂ hay ZnSO₄
ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O
ZnO + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂O

Bài 2. Sản xuất axit sunfuric trong công nghiệp cần phải có những nguyên
liệu chủ yếu nào? Hãy cho biết mục đích của mỗi công đoạn sản xuất axit sunfuric và dẫn ra những phản ứng hóa học?

Hướng dẫn giải:

Xem sách giáo khoa Hóa học 9.

Bài 3. Bằng cách nào có thể nhận biết được từng chất trong mỗi cặp chất sau theo phương pháp hóa học
a) Dung dịch HCl và dung dịch H₂SO₄;
b) Dung dịch NaCl và dung dịch Na₂SO₄.
c) Dung dịch Na₂SO₄ và dung dịch H₂SO₄.
Viết các phương trình hóa học.

Hướng dẫn giải:

a) Dung dịch HCl và dung dịch H₂SO₄
Lấy hai ống nghiệm nhỏ, mỗi ống chứa riêng biệt khoảng 1ml dung dịch chưa biết.
Dùng thuốc thử BaCl₂, nếu chất nào tạo thành kết tủa trắng thì đó là H₂SO₄.
BaCl₂ + H₂SO₄  → BaSO₄↓ + 2HCl

b) Dung dịch NaCl và dung dịch Na₂SO₄.
Lấy hai ống nghiệm nhỏ, mỗi ống chứa riêng biệt khoảng 1ml dung dịch chưa biết.
Dùng thuốc thử BaCl₂, nếu chất nào tạo thành kết tủa trắng thì đó là Na₂SO₄..
BaCl₂ + Na₂SO₄  →  BaSO₄↓ + 2NaCl

c) Dung dịch Na₂SO₄ và dung dịch H₂SO₄.
Lấy hai ống nghiệm nhỏ, mỗi ống chứa riêng biệt khoảng 1ml dung dịch chưa biết.
Dùng quỳ tím để thử, nếu quỳ tím chuyển sang màu đỏ thì đó là axit H₂SO₄.

Bài 4. Bảng dưới đây cho biết kết quả của 6 thí nghiệm xảy ra giữa Fe và dung dịch H₂SO₄ loãng.
Trong mỗi thí nghiệm người ta dùng 0,2 gam Fe tác dụng với thể tích bằng nhau của axit, nhưng có nồng độ khác nhau.
Những thí nghiệm nào chứng tỏ rằng:
a) Phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng nhiệt độ?
b) Phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng diện tích tiếp xúc?
c) Phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng nồng độ axit?

Thí nghiệm	Nồng độ axit	Nhiệt độ (°C)	Sắt ở dạng	Thời gian phản ứng xong (s)
1	1M	25	Lá	190
2	2M	25	Lá	85
3	2M	35	Lá	62
4	2M	50	Bột	15
5	2M	35	Bột	45
6	3M	50	Bột	11

Hướng dẫn giải:

Khi xét ảnh hưởng của một yếu tố nào đó đến tốc độ phản ứng thì thông hường người ta cố định các yếu tố còn lại. Ví dụ khi xét ảnh hưởng của yếu tố nhiệt độ, người ta cố định các yếu tố khác như nồng độ axit, diện tích tiếp xúc.
a) Thí nghiệm 2, 5 và 4.
b) Thí nghiệm 3 và 5.
c) Thí nghiệm 4 và 6; thí nghiệm 1 và 3.

Bài 5. Hãy sử dụng những chất có sẵn: Cu, Fe, CuO, KOH, C₆H₁₂O₆ (glucozơ), dung dịch H₂SO₄ loãng, H₂SO₄ đặc và những dụng cụ thí nghiệm cần thiết để làm những thí nghiệm chứng minh rằng:
a) Dung dịch H₂SO₄ loãng có những tính chất hóa học của axit.
b) H₂SO₄ đặc có những tính chất hóa học riêng.
Viết phương trình hóa học cho mỗi thí nghiệm.

Hướng dẫn giải:

a) Dung dịch H₂SO₄ loãng có những tính chất hóa học của axit.
2KOH + H₂SO₄ → K₂SO₄ + 2H₂O
Fe+ H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂↑
CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O

b) Dung dịch H₂SO₄ dặc ngoài những tính chất hóa học của axit còn có những tính chất hóa học riêng.
Cu+ 2H₂SO₄  CuSO₄ + SO₂↑  + 2H₂O
C₆H₁₂O₆  6C + 6H₂O

Bài 6. Cho một khối lượng mạt sắt dư vào 50ml dung dịch HCl. Phản ứng xong, thu được 3,361ít khí (đktc).
a) Viết phương trình hóa học:
b) Tính khối lượng mạt sắt đã tham gia phản ứng;
c) Tìm nồng độ mol của dung dịch HCl đã dùng.

Hướng dẫn giải:

a) Viết phương trình hóa học:
Fe +   2HC1 → FeCl₂ + H₂↑
1mol   2mol      1mol

b) Tính khối lượng Fe đã phản ứng:
n_Fe =  =  = 0,15(mol) => m_Fe = 0,15 x 56 = 8,4 (gam)

c) Tính C_M của dung dịch HCl đã dùng
 =  = 6 mol/lit = 6 M.

Bài 7. Hòa tan hoàn toàn 12,1 gam hỗn hợp bột CuO và ZnO cần 100ml dung dịch HCl 3M.
a) Viết các phương trình hóa học.
b) Tính phần trăm theo khối lượng của mỗi oxit trong hỗn hợp ban đầu.
c) Hãy tính khối lượng dung dịch H₂SO₄  nồng độ 20% để hòa tan hoàn toàn hỗn hợp các oxit trên.

Hướng dẫn giải:

a) Viết phương trình hóa học
CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O (1)
ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O (2)
1mol    2mol

b) Tính % theo khối lượng của mỗi oxit trong hỗn hợp ban đầu. Đặt x,y là số mol của CuO và ZnO trong hỗn hợp.
Khối lượng hỗn hợp = (64 + 16) x + (65 + 16) y = 12,1 (II)
80x + 81y = 12,1

Số mol axit HCl = 2(x + y) = 0,1. 3 = 0,3 (III)
2x + 2y = 0,3  giải hệ ta được y = 0,1 mol
                                            và x = 0,05 mol
Khối lượng CuO = 0,05.80 = 4,0 gam chiếm xấp xỉ 33%
Khối lượng ZnO = 0,1.81 = 8,1 gam chiếm xấp xỉ 67%.

c) Khối lượng axit H₂SO₄ 20% cần dùng:
CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O (3)
ZnO + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂O (4)
Số mol H₂SO₄ (3) = số mol CuO = 0,05 mol
Số mol H₂SO₄ (4) = số mol ZnO = 0,10 mol
Khối lượng H₂SO₄ = (0,10 + 0,05) 98 = 14,7 (gam)
Khối lượng dung dịch H₂SO₄ 20% cần dùng
 =   = 73,5(gam)