SGK Hóa Học 10 - Bài 33. Axit sunfuric - Muối sunfat

AXIT SLINFURIC
MUÓI SUNFAT
Axit sunfuric đặc và loãng có những tính chất hoá học nào giống và khác với những axit khác ?
Axit sunfuric có vai trò thế nào đối với nền kinh tế quốc dân ? Phương pháp sản xuất axit sunfuric như thế nào ?
I - AXIT SUNFURIC
Tính chất vật lí
Hình 6.6, Cách pha loãng axit H2SO4 đặc
Axit sunfuric (H2SO4) là chất lỏng sánh như dầu, không màu, không bay hơi, nặng gần gấp 2 lần nước (H2SO4 98% có D = 1,84 g/cm3).
H2SO4 tan vô hạn trong nước và toả 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 thuỷ tinh mà không được làm ngược lại.
Tính chất hoá học
a) Tính chất của dung dịch axit sunfuric loãng
Dung dịch axit sunfuric loãng có những tính chất chung của axit, đó là :
Đổi màu quỳ tím thành đỏ.
Tác dụng với kim loại hoạt động, giải phóng khí hiđro.
Tác dụng với oxit bazơ và với bazơ.
Tác dụng được với nhiều muối.
(Đã học ở chương 1 Hoá học lớp 9.)
b) Tính chất của axit sunfuric đặc
9
Ngoài tính axit mạnh, axit sunfuric đặc còn có những tính chất hoá học đặc trưng sau :
- Tính oxi hoá mạnh :
Axit sunfuric đặc, nóng có tính oxi hoá rất mạnh, nó oxi hoá được hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt), nhiều phi kim (C, s, p,...) và nhiều hợp chất:
+6	0	+2	+4
2H2SO4 + Cu 	> CuSO4 + 2H2O + SO2
+6 0 2H2SO4 + s
+4
3SO2 + 2H2O
+6 -1 2H2SO4 + 2KBr
0	+4
Br, + SOỌ + 2HỌO + KtSO4
- Tính háọ nước :
Axit sunfuric đặc hấp thụ mạnh nước..Nó cũng hấp thụ nước từ các hợp chất gluxit Gluxit (hay cacbohiđrat) là tên gọi chung của các chất như glucozo, saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ, có công thức chung là Cn(H2O)m. (Xem chương 5, Hoá học 9.)
. Thí dụ, nhỏ H9SO4 đặc vào đường saccarozo (hình 6.7) :
C12H22Oh H2SO4đặc >	12C +
Tiếp theo, một phần cacbon bị H2SO4 đặc oxi hoá thành khí co, cùng với so, bay lên làm sủi bọt, đẩy cacbon trào ra ngoài cốc.
c + 2H2SO4 	> CO2 + 2SO2 + 2H2O	Hình 6.7. H2SO4 đặc
Da thịt tiếp xúc với H,SO4 đặc sẽ bị bỏng rất nặng,	íác d9n9 vởi đường
vì vậy khi sử dụng axit sunfuric phải hết sức thận trọng.
ứng dụng
Axit sunfuric là hoá chất hàng đầu được dùng trong nhiều ngành sản xuất. Hàng năm, các nước trên thế giới sản xuất khoảng 160 triệu tấn H,SO4.
Axit sunfuric được dùng để sản xuất phân bón, thuốc trừ sâu, chất giặt rửa tổng hợp, tơ sợi hoá học, chất dẻo, sơn màu, phẩm nhuộm, dược phẩm, chế biến dầu mỏ...
Sản xuất axit sunfuric
Axit sunfuric được sản xuất trong công nghiệp bằng phương pháp tiếp xúc. Phương pháp này có 3 công đoạn chính :
Sản xuất lưu huỳnh đioxit (SO2)
Phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu có sẵn, người ta đi từ nguyên liệu ban đầu là lưu huỳnh hoặc pint sắt FeS2...
Đốt cháy lưu huỳnh :
s + O2 —-> SO2
Đốt quặng pirit sắt FeS2 :
4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2
Sản xuất lưu huỳnh trioxit (SO3)
Oxi hoá SO2 bằng khí oxi hoặc không khí dư ở nhiệt độ 450-500 °C, chất xúc tác là vanađi(V) oxit V2O5 :
2SO2 + 02	 2SO3
Hấp thụ SO3 bằng H2SO4
Dùng H2SO4 98% hấp thụ SO3, được oleum H9SO4.nSO3 :
H2SO4 + nSO3 	> H2SO4.nSO3
Sau đó dùng lượng nước thích hợp pha loãng oleum, được H2SO4 đặc : H2SO4.nSO3 + nH2O —> (n+l)H2SO4
II - MUỐI SUNFAT. NHẬN BIẾT ION SUNFAT
Muối sunfat
Muối sunfat là muối của axit sunfuric. Có 2 loại muối sunfat:
Muối trung hoà (muối sunfat) chứa ion sunfat SO4_. Phần lớn muối sunfat đều tan trừ BaSO4, SrSO4, PbSO4 không tan.
Muối axit (muối hidrosunfat) chứa ion hidrosunfat HSO4.
Nhận biết ion sunfat
Thuốc thử nhận biết ion sunfat SO4~ là dung dịch muối bari hoặc dung dịch
Ba(OH)ọ. Sản phẩm phản ứng là bari sunfat BaSO4 kết tủa trắng, không tan trong axit:
H2SO4 + BaCl2	> BaSO4ị + 2HC1
Na2SO4 + BaCl2	—> BaSO4ị + 2NaCl
BÀI TẬP
Một hợp chất có thành phần theo khối lượng 35,96% s ; 62,92% o và 1,12% H. Hợp chất này có công thức hoá học là
H2SO3.	c. H2S2O7.
H2SO4.	D. H2S20g.
Chọn đáp án đúng.
Số oxi hoá của lưu huỳnh trong một loại hợp chất oleum H2S2O7 là
A. +2.	B. +4.	c. +6.	D. +8.
Chọn đáp án đúng.
Có 4 lọ, mỗi lọ đựng một dung dịch không màu : NaCI, HCI, Na2SO4, Ba(NO3)2. Hãy phân biệt dung dịch đựng trong mỗi lọ bằng phương pháp hoá học. Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra, nếu có.
a) Axit sunfuric đặc được dùng làm khô những khí ẩm, hãy dẫn ra một thí dụ. Có những khí ẩm không được làm khô bằng axit sunfuric đặc, hãy dẫn ra một thí dụ. Vì sao ?
Axit sunfuric đặc có thể biến nhiều hợp chất hữu cơ thành than (được gọi là sự hoá than). Dẫn ra những thí dụ về sự hoá than của glucozơ, saccarozơ.
Sự làm khô và sự hoá than khác nhau như thế nào ?
a) Trong trường hợp nào axit sunfuric có những tính chất hoá học chung của một axit ? Đó là những tính chất nào ? Dẫn ra những phương trình hoá học của phản ứng để minh hoạ.
b) Trong trường hợp nào axit sunfuric có những tính chất hoá học đặc trưng ? Đó là những tính chất nào ? Dẫn ra những phương trình hoá học của các phản ứng để minh hoạ.
Có 100 ml dung dịch H2SO4 98%, khối lượng riêng là 1,84 g/cm3. Người ta muốn pha loãng thể tích H2SO4 trên thành dung dịch H2SO4 20%.
Tính thể tích nước cần dùng để pha loãng.
Khi pha loãng phải tiến hành như thế nào ?