chuyên đề axit sufuric và muối sunfat

CHUYÊN ĐỀ: AXIT SUFURIC MUỐI SUNFAT ( Tiết ) I Nội dung (3 tiết ) - Tiết 1: Axit sunfuric - Tính chất vật lí, tính chất hóa học H2SO4 - Tiết 2: Axit sunfuric - Tính chất hóa học, ứng dụng sản xuất H2SO4 Tính chất muối sunfat, nhận biết ion sunfat - Tiết 3: Luyện tập - Luyện tập: Viết PT PƯ giải tập II Tổ chức dạy học theo chuyên đề II.1 Mục tiêu học II.1.1 Kiến thức Biết được: + Nêu tính chất vật lí H2SO4, ứng dụng sản xuất H2SO4 + Chứng minh H2SO4 có tính axit mạnh ( tác dụng với kim loại, bazơ, oxit bazơ muối axit yếu ), so sánh tính axit với số axit + HS dự đốn, giải thích H2SO4 đặc, nóng có tính oxi hoá mạnh (oxi hoá hầu hết kim loại, nhiều phi kim hợp chất) tính háo nước + Trình bày cách nhận biết ion sunfat + Nêu tính chất muối sunfat II.1.2 Kĩ - Dự đoán, kiểm tra, kết luận tính chất hố học H2SO4 - Viết phương trình hóa học minh hoạ tính chất H2SO4 lỗng H2SO4 đặc Trọng tâm: tính chất hố học H2SO4 đặc + Quan sát thí nghiệm, hình ảnh rút nhận xét tính chất, điều chế axit sunfuric + Phân biệt muối sunfat, axit sunfuric với axit muối khác (CH3COOH, H2S ) II.1.3 Thái độ- GDMT Giáo dục đức tính kiên trì, cẩn thận, xác, làm việc khoa học tiến hành thí nghiệm Giáo dục ý thức bảo vệ mơi trường, sử dụng an tồn, tiết kiệm, hiệu dụng cụ hóa chất thí nghiệm Rèn luyện: ý thức kỷ luật, tinh thần trách nhiệm, tích cực hợp tác nhóm, chủ động hồn thành nhiệm vụ giao II.1.4 Định hướng lực cần hình thành + Năng lực giải vấn đề + Năng lực hợp tác nhóm + Năng lực giao tiếp + Năng lực sử dụng ngơn ngữ hóa học + Năng lực vận dụng kiến thức H2SO4 vào giải vấn đề thực tiễn + Năng lực tính tốn + Năng lực thực hành hóa học III Chuẩn bị Một số thí nghiệm minh họa cho tính chất H2SO4 đặc IV Phương pháp - Dạy học theo phương pháp dạy học hợp tác theo nhóm - Phương pháp thực hành thí nghiệm, thảo luận nhóm, đàm thoại gợi mở, thuyết trình V Bảng mơ tả mức u cầu cần đạt NỘI Loại DUNG câu hỏi/ tập Lưu huỳnh hợp chất lưu huỳnh Nhận biết Biết:- Tính chất vật lí H2SO4 - Tính chất hóa học H2SO4 - Một số ứng dụng axit sunfuric thực tế - Tính chất hóa Câu hỏi/ học axit tập sunfuric lỗng, định tính đặc - Các giai đoạn sản xuất H2SO4 - Tính tan muối sunfat - Thuốc thử nhận biết ion sunfat Bài tập định lượng MỨC ĐỘ Thông hiểu Vận dụng CB Vì sao: H2SO4 có tính axit mạnh (tác dụng với bazơ, oxit bazơ muối axit yếu ) - H2SO4 lỗng có tính oxi hóa tác dụng với kim loại đứng trước H - H2SO4 đặc, nóng có tính oxi hố mạnh (oxi hố hầu hết kim loại, nhiều phi kim hợp chất có tính khử) Vận dụng NC - Viết phương trình phản ứng của: H2SO4 với chất hay gặp chương trình SGK - Phân biệt muối sunfat, axit sunfuric với axit muối khác mức độ - Viết phương trình phản ứng H2SO4 đặc với chất H2SO4 với chất gặp chương trình SGK - Phân biệt muối sunfat, axit sunfuric với axit muối khác mức độ nâng cao - Giải tập: Tính nồng độ khối lượng dung dịch H2SO4 tham gia tạo thành phản ứng; khối lượng H2SO4 điều chế theo hiệu suất; - Giải tập: Tính nồng độ khối lượng dung dịch H2SO4 tham gia tạo thành phản ứng; khối lượng H2SO4 điều chế theo hiệu suất; tập tổng hợp có nội dung liên quan - Giải tập có áp dụng phương pháp bảo toàn electron - Biện pháp an Giải thích -Giải thích tồn làm thí tượng thí tượng thực Bài tập nghiệm với nghiệm tế có liên quan thực H2SO4 viết pt chứng hành/ thí - Mơ tả minh nghiệm tượng thí nghiệm VI Câu hỏi tập minh họa theo cấp độ mô tả VI.1 Câu hỏi trắc nghiệm VI.1.1 Mức độ nhận biết Câu Để pha loãng dung dịch H2SO4 đặc người ta làm sau A rót nhanh dung dịch axit đặc vào nước B rót nhanh nước vào dung dịch axit đặc C rót từ từ dung dịch axit đặc vào nước D rót từ từ nước vào dung dịch axit đặc Câu Câu sai số nhận xét sau ? A H2SO4 lỗng có tính axit mạnh B H2SO4 đặc háo nước C H2SO4 đặc có tính oxi hố mạnh D H2SO4 đặc có tính oxi hố mạnh tính axit mạnh Câu Cặp kim loại thụ động H2SO4 đặc, nguội ? A Zn, Al B Zn, Fe C Al, Fe D Cu, Fe Câu Khi cho saccarozơ vào dung dịch H2SO4 đặc, nóng, dư khí thu chủ yếu là: A H2S CO2 B H2S SO2 C SO3 CO2 D SO2 CO2 2 Câu Thuốc thử dùng để nhận biết ion sunfat SO A dung dịch muối bari B dung dịch Ba(OH)2 C dung dịch NaNO3 D Cả A B Câu Trong q trình sản xuất H2SO4 cơng nghiệp người ta cho khí SO3 hấp thụ vào A H2O B Dung dịch H2SO4 loãng C H2SO4 đặc để tạo oleum D H2O2 VI.1.2 Mức độ thông hiểu Câu 11 Cặp chất phản ứng để tạo muối nước? A Magie axit sunfuric B Natri cacbonat axit sunfuric C Bari clorua axit sunfuric D Kali hidroxit axit sunfuric Câu 12 Một kim loại M tạo sunfat M2(SO4)3 Nitrat kim loại M có cơng thức là: A M(NO3)3 B M2(NO3)3 C MNO3 D M2NO3 Câu 13 Sự xếp sau với tăng dần tính axit dẫy chất: H2O, H2S, H2SO3, H2SO4 A H2O < H2S < H2SO3 < H2SO4 B H2S < H2O < H2SO3 < H2SO4 C H2O dd: 61,25 gam Câu X hỗn hợp hai kim loại Mg Zn Y dung dịch H2SO4 lỗng chưa rõ nồng độ Thí nghiệm : Cho 24,3 gam X vào lít Y, sinh 8,96 lít khí H2 Thí nghiệm : Cho 24,3 gam X vào lít Y, sinh 11,2 lít khí H2 Biết rằng: thí nghiệm 1, X chưa tan hết ; thí nghiệm 2, X tan hết Tính nồng độ mol/l dung dịch Y khối lượng kim loại X.(Thể tích khí đo đktc) HD: Thí nghiệm : 24,3 gam X + lít Y, sinh 8,96 lít = 0,4 mol khí H2 Thí nghiệm : 24,3 gam X + lít Y, sinh 11,2 lít = 0,5 mol khí H2 => mMg = 0,2 x 24 = 4,8(gam) mZn = 0,3 x 65 = 19,5(gam) Thí nghiệm 1, X chưa tan hết ; Thí nghiệm 2, X tan hết => CM (dd Y) = 0,2M Tính nồng độ mol/l dung dịch Y khối lượng kim loại X.(Thể tích khí đo đktc) Câu Cho 1,68 gam hỗn hợp Ag, Cu tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng Khí thu tác dụng với nước clo dư Dung dịch thu sau phản ứng với clo cho tác dụng hết với dung dịch BaCl2 0,15M thu 2,796 gam kết tủa a Tính thể tích dung dịch BaCl2 cần dùng b Tính thành phần % theo khối lượng kim loại hỗn hợp đầu Đáp số: a Vdd (BaCl2) = 0,8 lít b %mAg = 77% ; %mCu = 23% Câu 10.Cho 5,12g kim loại R có hóa trị II khơng đổi tác dụng vừa đủ với 16g dung dịch H2SO4 98% thấy V lít khí SO2 (đktc) a Viết PTHH phản ứng xảy b Tìm kim loại R c Tính V � a) R + 2H2SO4(98%) RSO4+SO2 �+2H2O 0,08 � 0,16 � 0,08 mol b) nH SO = 16.98 =0,16 mol 100.98 => MR = 5,12/0,08 = 64 (g/mol) => R: Cu c) V= 0,08.22,4 = 1,792 (lit) Câu 11 Người ta điều chế H2SO4 từ FeS2 theo sơ đồ sau: FeS2 → SO2 → SO3 → H2SO4 Hãy cho biết để điều chế 200 mol H2SO4 từ FeS2 khối lượng quặng pirit (chứa 80% FeS2) cần dùng bao nhiêu? Biết hiệu suất trình 68% H2SO4: 200 mol -> FeS2: 100 mol => m = (120.100.100.100) : (80.68) = 810810 gam Câu 12 Cho m g hỗn hợp X gồm Mg FeCO vào dung dịch H2SO4 lỗng thu 6,72 lít hỗn hợp khí A bay (đktc) Biết A có tỉ khối so với hiđro 15 a Tính phần trăm khối lượng chất hỗn hợp X Mg + H2SO4 � MgSO4+ H2 �(1) 0,1 0,1 0,1 � 0,1 mol FeCO3 + H2SO4 � FeSO4+ CO2 �+H2O (2) 0,2 0,2 0,2 � 0,2 mol Giả sử 6,72 lít A(0,3 mol) có H2:x mol, CO2: y mol, ta có: �x  y  0,3 �x  0,1 => � � x  44 y  15.2.0.3  � �y  0, => m=0,1.24+0,2.116=25,6 gam => % Mg = 0,1.24 100=9,375% 25, ; % FeCO3 =90,625% Câu 13 Hoà tan 88,2 gam hỗn hợp A gồm Cu, Al, FeCO3 250 ml dung dịch H2SO4 98% (d = 1,84 g/ml) đun nóng dung dịch B hỗn hợp khí Cho hỗn hợp khí qua dung dịch brom (dư) sau phản ứng dung dịch C Khí khỏi bình nước brom cho hấp thụ hồn tồn vào bình đựng dung dịch Ba(OH) 39,4 gam kết tủa ; lọc tách kết tủa thêm dung dịch NaOH dư vào lại thu 19,7 gam kết tủa Cho dung dịch BaCl2 dư vào dung dịch C 349,5 gam kết tủa Tính khối lượng chất có hỗn hợp A Tính thể tích dung dịch NaOH 2M cần cho vào dung dịch B để tách riêng ion Al 3+ khỏi ion kim loại khác Đáp số: mCu = 25,6 gam ; mAl = 16,2 gam ; mFeCO3 = 46,4 gam VddNaOH = 2,05 lít Câu 14 Cho m gam hỗn hợp bột Fe S với tỉ lệ số mol sắt lần số mol lưu huỳnh, đem nung (khơng có oxi), thu hỗn hợp A Hòa tan A dung dịch HCl dư thu 0,4 gam chất rắn B, dung dịch C khí D Sục khí D từ từ qua dung dịch CuCl2 dư thấy tạo 4,8 gam kết tủa đen a) Tính hiệu suất phản ứng tạo thành hỗn hợp A (theo S) Tính m b) Cho dung dịch C tác dụng với H2SO4 đặc, nóng dư Tính thể tích khí điều kiện tiêu chuẩn Giải : a) Gọi x số mol S có m gam hỗn hợp Suy số mol Fe 2x Gọi x1 số mol S tham gia phản ứng nung: Ta có : Fe + S FeS (1) t  (mol) x1 x1 x1 Sau nung, hỗn hợp A có : (x - x1) mol S ; (2x - x1) mol Fe x1 mol FeS - Hòa tan A axit HCl dư: Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 (2) FeS + 2HCl  FeCl2 + H2S (3) Còn lại 0,4 gam chất rắn B lưu huỳnh dư o nS = x - x1 = 0,4 0,0125 (mol) 32 (I) Dung dịch C gồm HCl dư FeCl2 với số mol 2x Khí D gồm H2 H2S Sục khí D từ từ vào dung dịch CuCl2 dư, có H2S phản ứng: CuCl2 + H2S  CuS + 2HCl (4) Kết tủa đen tạo thành CuS Theo (1), (2), (4): nCuS = x1 = 4,8 0,05mol 96 (II) Kết hợp (I) (II) ta có : x - x1 = 0,0125 x = 0,0125 + 0,05 = 0,0625 - Hiệu suất phản ứng tạo thành hỗn hợp A: Theo S : h% = 0,05 100% 80% 0,0625 b) Dung dịch C gồm HCl dư FeCl2 với số mol 0,125 Cho dung dịch C tác dụng với H2SO4 đặc, nóng dư có FeCl2 phản ứng 2FeCl2 + 4H2SO4  Fe2(SO4)3 + SO2 + 4HCl + 2H2O 2mol 1mol 0,125 x 0,125.1 0,0625 22,41,4l  VSO 0,0625 VII THIẾT KẾ CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC AXIT SUNFURIC H2SO4 – LUYỆN TẬP I Chuẩn bị GV: Dụng cụ: ống nghiệm, đèn cồn, sơ đồ điều chế H2SO4 CN Hóa chất: H2SO4 đặc, quỳ tím, Cu, Zn Đồ dùng khác: Máy tính ( clip thí nghiệm), máy chiếu đa vật thể Phiếu học tập (nhiệm vụ cho góc học tập) HS: Thu thập thông tin H2SO4, SGK, sách tham khảo, bút, ghi II Phương pháp dạy học - Đàm thoại nêu vấn đề, phương pháp dạy học hợp tác theo nhóm - Phương pháp thực hành thí nghiệm, thảo luận nhóm, thuyết trình III Các hoạt động dạy học Khởi động: (1 phút) Tiết I AXIT SUNFURIC H2SO4 Hoạt động 1: (4 phút) Cấu tạo phân tử Cấu tạo phân tử tính chất vật lí H2SO4 - Cơng thức cấu tạo - Dựa vào cấu hình e nguyên tử S trạng thái (SGK) kích thích số oxi hố cực đại S +6  HS đề -Lưu huỳnh có số oxi hố cực đại = +6 (công thức b thoả mãn quy tắc bát tử) xuất công thức cấu tạo H2SO4 Hoạt động 2: (10 phút) - Tổ chức cho số học sinh thực thí nghiệm biểu diễn trước lớp - Em cho biết trạng thái, màu sắc H2SO4? - GV: cách pha H2SO4 đặc thành H2SO4 loãng? - HS: ( ) - GV: Kết luận Hoạt động 4: (20 phút) GV: Từ cấu tạo H2SO4 thí nghiệm (2), (3) em cho biết tính chất hóa học H2SO4 loẵng? HS: nêu tính chất chung axit +T/d với quỳ tím  hồng + T/d với kim loại hoạt động  H2 + T/d với oxit bazơ, bazơ +T/d với Muối (muối axit yếu, sản phẩm có chất kết tủa) HS tự viết phương trình phản ứng GV : Dựa vào số oxi hóa ngun tố phương trình 1, H2SO4 thể tính chất ? Hoạt động 5: (10 phút): Củng cố: Viết PT PƯ thực dãy chuyển hóa: Tính chất vật lí - Lỏng, sánh, khơng màu, không bay - Tan vô hạn nước toả nhiều nhiệt - H2SO4 đặc háo nước dễ hút ẩm - Cách pha Tính chất hố học a) H2SO4 lỗng axit mạnh T/d với Quỳ tím  hồng (đỏ) Tác dụng với KL, oxit bazơ, bazơ, muối H2SO4 + Fe  FeSO4 + H2  (1) H2SO4 + CuO  CuSO4 + H2O H2SO4 + 2KOH  K2SO4 +H2O H2SO4 +Na2SO3  Na2SO4 +SO2 +H2O H2SO4 + BaCl2  BaSO4 +2HCl Kết luận: H2SO4 lỗng thể tính axit H+ Trong phản ứng (1) H2SO4 chất oxi hóa 2H+ + 2e -> H2 S→SO2→SO3→H2SO4→SO2→Na2SO3→Na2SO4 →NaCl→NaNO3 Tiết b) Tính oxi hố axit H2SO4 đặc Hoạt động 1: (10 phút) * Tác dụng với kim loại HS Viết PT PƯ xảy (nếu có) axit sunfuric Cu + 2H2SO4  CuSO4 + SO2 + 2H2O loãng với : Al, Fe, Cu, C, CuO, Fe 2O3 ; NaCl, (đặc,nóng) K2CO3 , BaCl2 , NaNO3 6Fe + 6H2SO4  Fe2(SO4)3 + 3SO2 + Hoạt động 2: (15 phút) 6H2O GV: Nhìn vào CTCT H2SO4 S có số oxi hố (đặc,nóng) +6 nhận e  trạng thái số oxi hoá thấp KL: Axit H2SO4 oxi hố hầu hết KL  H2SO4 có tính oxi hoá mạnh (trừ Au, Pt) Al, Fe, Cr… thụ động với GV: Yêu cầu học sinh đọc phương trình phản ứng H2SO4 đặc, nguội TN 4, xác định số oxi hố, cho biết vai trị chất cân theo phản ứng oxi hoá khử * Tác dụng với phi kim HS: (…) 2H2SO4 + C  2H2O + 2SO2 + CO2 HS: Mở rộng: - Viết pt p/ứ Fe + H2SO4 đặc 2H2SO4 đặc + S  3SO2 + 2H2O - Tự so sánh Fe tác dụng với H 2SO4(lỗng) * Oxi hố số hợp chất khác H2SO4 (đặc) 2H2SO4 đặc + HI  I2 + 2H2O + SO2  GV: Kết luận 2H2SO4 đặc + H2S  SO2 + 2H2O + S  HS: Nêu tượng giải thích clip H 2SO4 đặc c) Tính háo nước tác dụng với đường (…) (…=> tính háo nước tính oxi hóa) ƯD (SGK) GV: hướng dẫn HS viết số PTHH HS: nghiên cứu SGK tìm hiểu pư H 2SO4 đặc với số h/c có tính khử Sản xuất axit H2SO4 Hoạt động 3: (5 phút) HS nghiên cứu SGK nêu cách đ/chế H2SO4? Hoạt động 4: (10 phút) HS nghiên cứu SGK nêu loại muối sunfat Muối sunfat nhận biết ion sunfat tính tan? a/ loại muối sunfat tính tan Nêu cách nhận biết ion sunfat? (SGK) b/ cách nhận biết ion sunfat Dùng dd muối Bari Ba(OH)2 Tạo kết tủa trắng Hoạt động (5’): Củng cố Viết phương trình hóa học axit H2SO4đ nóng với chất sau: Al, P, FeO, Fe2O3 Hướng dẫn học nhà: - BTVN: Bài 1,2,3,4 (SGK-tr143) - Dặn dò: Ôn tập axit sufuric Xem trước phần lại Tiết Luyện tập Hoạt động 1: (5 phút): GV phát phiếu học tập, hướng dẫn cách làm PHIẾU HỌC TẬP Câu Viết phương trình phản ứng xảy trường hợp sau 1/ Fe + H2SO4 lỗng 2/ Fe + H2SO4 đặc, nóng 3/ FeO + H2SO4 lỗng 4/ FeO + H2SO4 đặc nóng 5/ Fe2O3 + H2SO4 đặc, nóng 6/ Cu, Al, Zn tác dụng với H2SO4 loãng H2SO4 đặc nóng Em cho biết phản ứng trên, phản ứng phản ứng oxi hóa khử, sao? Câu Hồn thành chuỗi phản ứng hóa học sau FeS2→SO2→SO3→H2SO4→SO2→Na2SO3→Na2SO4→NaCl→NaNO3 HCl→H2S→H2SO4 Câu Hoà tan hoàn toàn 10,0 gam hỗn hợp Fe Cu dung dịch H2SO4 lỗng (dư), sau phản ứng thu 2,24 lít khí (ở đktc) Tính khối lượng kim loại hỗn hợp đầu? Câu Hãy xác định nồng độ % dung dịch H2SO4 Biết lấy lượng dung dịch cho tác dụng với natri dư lượng khí hiđro 5% khối lượng dung dịch H2SO4 Câu X hỗn hợp hai kim loại Mg Zn Y dung dịch H2SO4 lỗng chưa rõ nồng độ Thí nghiệm : Cho 24,3 gam X vào lít Y, sinh 8,96 lít khí H2 Thí nghiệm : Cho 24,3 gam X vào lít Y, sinh 11,2 lít khí H2 Biết rằng: thí nghiệm 1, X chưa tan hết ; thí nghiệm 2, X tan hết Tính nồng độ mol/l dung dịch Y khối lượng kim loại X.(Thể tích khí đo đktc) Câu Cho 1,68 gam hỗn hợp Ag, Cu tác dụng với dung dịch H 2SO4 đặc, nóng Khí thu tác dụng với nước clo dư Dung dịch thu sau phản ứng với clo cho tác dụng hết với dung dịch BaCl2 0,15M thu 2,796 gam kết tủa a Tính thể tích dung dịch BaCl2 cần dùng b Tính thành phần % theo khối lượng kim loại hỗn hợp đầu Hoạt động 2: (35 phút): HS thảo luận, làm tập GV gọi HS lên bảng làm Hướng dẫn học nhà: phút - BTVN: Bài 5,6 (SGK-tr143) - Dặn dị: HS chuẩn bị trải nghiệm: tìm hiểu tác dụng tác hại S hợp chất đời sống  ... biệt muối sunfat, axit sunfuric với axit muối khác mức độ - Viết phương trình phản ứng H2SO4 đặc với chất H2SO4 với chất gặp chương trình SGK - Phân biệt muối sunfat, axit sunfuric với axit muối. .. dịch axit đặc vào nước B rót nhanh nước vào dung dịch axit đặc C rót từ từ dung dịch axit đặc vào nước D rót từ từ nước vào dung dịch axit đặc Câu Câu sai số nhận xét sau ? A H2SO4 lỗng có tính axit. .. xuất axit H2SO4 Hoạt động 3: (5 phút) HS nghiên cứu SGK nêu cách đ/chế H2SO4? Hoạt động 4: (10 phút) HS nghiên cứu SGK nêu loại muối sunfat Muối sunfat nhận biết ion sunfat tính tan? a/ loại muối