BaCl 2 vµo dung dÞch trªn thÊy xuÊt hiÖn kÕt tña tr¾ng kh«ng tan trong dung dÞch axit d. TÝnh sè gam mçi chÊt trong hçn hîp ®Çu vµ V.[r]
(1)Chuyên đề bồi dỡng học sinh Gii
Môn hoá học - Lớp 9
PhÇn axit KiÕn thøc
I Phân loại
* Phân loại dựa vào thành phần cÊu t¹o:
+ A xit cã oxi
+ A xit kh«ng cã oxi
* Phân loại dựa vào khả tham gia phản øng : + Axit m¹nh: HCl, H2SO4, HNO3, HClO4
+ A xit yÕu: H2CO3, H2SO3, H2S
+ A xit trung b×nh: H3PO4
* Phân loại dựa vào chất:
+ Axit có tính oxi hóa: HNO3 , H2SO4 đặc
+ Axit kh«ng cã tÝnh oxi hãa: HCl , H2SO4 lo·ng, H2S
II TÝnh chÊt vµ ph ơng pháp điều chế số axit th ờng gặp: 1 Các axit halozen:
HCl , HBr , HI, HF
* Trong c¸c axit halozen HCl, HBr, HI axit mạnh Còn axit HF axit yếu có tính chất khác hẳn
a tính chất hoá học:
- TÝnh chÊt chung cđa axit:
+ Làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ + Tác dụng với bazơ tạo muối nớc + tác dụng với oxit bazơ tạo muối nớc
+ Tác dụng với kim loại đứng trớc H tạo muối H2
+ Tác dụng với muối tạo muối axit míi - T¸c dơng víi c¸c chÊt cã tÝnh oxi hãa:
4HCl + MnO2 ❑⃗ MnCl2 + Cl2 + 2H2O
2KMnO4 + 16HCl ❑⃗ 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O
HBr + H2SO4(®) ❑⃗ SO2 + Br2 + H2O
- Các halozen mạnh đẩy halozen yếu khỏi dung dịch axit F2 + 2HCl ❑⃗ HF + Cl2
(2)2HCl ⃗® f H2 + Cl2 * Riêng HF hòa tan thủy tinh 4HF + SiO2 ❑⃗ SiF4(k) + 2H2O
( Dựa vào phản ứng mà ngời ta dùng để khắc thuỷ tinh)
b §iỊu chÕ
- Cho halozen tác dụng với H2 , lấy sản phẩm hòa tan vào nớc đợc dung dịch axit
H2 + Cl2 ❑⃗ 2HCl
- Cho c¸c halozen t¸c dơng víi níc Cl2 + H2O HCl + HClO
- Phơng pháp sunfat ( dïng phßng thÝ nghiƯm) NaCl + H2SO4 ⃗70−800 NaHSO4 + HCl
2NaCl + H2SO4 ⃗2000 Na2SO4 + 2HCl
- phi kim mạnh đẩy phi kim yếu khỏi dung dịch axit Cl2 + 2HBr ❑⃗ 2HCl + Br2
Hc:
Cl2 + 2H2O + SO2 ❑⃗ 2HCl + H2SO4
2 Axit sunfuric : H2SO4
a TÝnh chÊt
* Axit H2SO4 lo·ng thĨ hiƯn tÝnh axit Lµ axit m¹nh
* Axit H2SO4 đặc có tính oxi hóa
Ngoài tính chất chung a xit có tính chất riêng - Tác dụng với phi kim tạo khí SO2
2H2SO4(đ) + C ⃗t0 CO2 + SO2 + 2H2O
2H2SO4(®) + 3S ⃗t0 3SO2 + 2H2O
- T¸c dơng với kim loại
+ Tác dụng với kim loại yếu, TB ( từ Fe trở đi) giải phóng SO2
Cu + 2H2SO4(®) ⃗t0 CuSO4 + SO2 + H2O
(3)Mg + H2SO4(®) ❑⃗ MgSO4 + H2S + H2O
+ Không tác dụng với Au, Pt
+ H2SO4 đặc nguội không tác dụng với Fe, Al, Cr
b Sản xuất
Nguyên liệu thờng dùng S hc qng firit (FeS2)
S + O2 ⃗t0 SO2
4FeS2 + 11O2 ⃗t0 2Fe2O3 + 8SO2
2SO2 + O2 ⃗t0 2SO3
SO3 + H2O ❑⃗ H2SO4
- Trên thực tế ngời ta dùng H2SO4 đặc để hấp thụ SO3 dùng nớc hấp thụ
t¹o ôlêum ( H2SO4 nSO3 ) làm giảm hiệu suất ph¶n øng
3 Axit nitric : HNO3
Là axit có tính oxi hóa mạnh
a Tính chất:
Ngoài tính chất chung axit có tính chất riêng + Tác dụng với phi kim
4HNO3 + C ❑⃗ NO2 + CO2 + 2H2O
6HNO3 + S ❑⃗ H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
5HNO3 + 3P + 2H2O ❑⃗ 3H3PO4 + 5NO2
+ T¸c dơng với kim loại:
- HNO3 tác dụng với hầu hết kim loại trừ Au Pt
* HNO3 đặc nguội không phản ứng với : Fe, Al, Cr
* HNO3 đặc tác dụng với kim loại sản phẩm khử NO2
4HNO3 + Cu ❑⃗ Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Fe + 6HNO3 ❑⃗ Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
* HNO3 loÃng
- Tác dụng với kim loại yếu TB ( từ Fe trở ) sản phẩm khư lµ NO 8HNO3 + 3Cu ❑⃗ 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO
- Tác dụng với kim loại mạnh có tối đa sản phẩm khử là: N2O, N2, NO, NO2,
NH4NO3
5Mg + 12HNO3 ❑⃗ 5Mg(NO3)2 + N2 + 6H2O
4Mg + 10HNO3 ❑⃗ 4Mg(NO3)2 + N2O + 5H2O
(4)4Mg + 10HNO3 ❑⃗ Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
- Au không tác dụng trực tiếp với axit kể axit có tính oxi hóa mà tan nớc cờng toan ( hỗn hợp HNO3 vµ HCl)
Au + 3HCl + HNO3 ❑⃗ AuCl3 + NO + 2H2O
b §iỊu chÕ axit HNO3
* Trong công nghiệp
Điều chế HNO3 chia làm giai đoạn:
+ Oxi hóa NH3 thµnh NO
4NH3 + 5NO ⃗t0 4NO + 6H2O
+ Oxi hãa NO thµnh NO2
2NO + O2 ⃗t0 2NO2
+ ChuyÓn hãa NO2 thµnh HNO3
3NO2 + H2O ❑⃗ 2HNO3 + NO
* Trong phßng thÝ nghiƯm
KNO3 + H2SO4 ❑⃗ KHSO4 + HNO3
NaNO3 + H2SO4 ❑⃗ NaHSO4 + HNO3
4 Axit sunfuhi®ric : H2S
ThĨ hiƯn tÝnh axit u
- có đầy đủ tính chất axit
Có tính khử nên tác dụng đợc với hầu hết chất có tính oxi hóa H2S + H2SO4(đ) ❑⃗ 2SO2 + 2H2O
- T¸c dơng víi mi
+ Chó ý: c¸c mi : CuS , PbS, HgS , Ag2S, kết tủa bỊn v÷ng víi axit ,
do đó:
H2S + CuSO4 ❑⃗ CuS + H2SO4
CuS + H2SO4 : Không xảy phản ứng
+ Muối sunfua kim loại kiềm thổ Al2S3 bị thủy phân môi trờng nớc
BaS + 2H2O ❑⃗ Ba(OH)2 + H2S
Al2S3 + 6H2O ❑⃗ 2Al(OH)3 + 3H2S
5 Axit photphoric : H3PO4
Là axit trung bình yếu axit HCl , H2SO4 , HNO3
(5)NaOH + H3PO4 ❑⃗ NaH2PO4 + H2O
NaOH + H3PO4 ❑⃗ Na2HPO4 + 2H2O
3NaOH + H3PO4 ❑⃗ 2Na3PO4 + 3H2O
B Mét sè bµi tËp minh häa
Bài 1: Hịa tan hồn tồn oxit FeO dung dịch H2SO4 đặc nóng thu đợc dung dịch
A1 vµ khÝ B1
a Cho khÝ B1 tác dụng với dung dịch NaOH, dung dịch Br2, dung dÞch K2CO3
b Cho dung dịch A1 tác dụng với NaOH d , lọc kết tủa nung khơng khí đến
khối lợng khơng đổi đợc chất rắn A2 Trộn A2 với bột Al nung nhiệt độ cao đợc hỗn
hợp A3 gồm oxit có oxit Fe3O4 Hịa tan A3 HNO3 loóng d thu
đ-ợc khí NO HÃy viết PTHH xảy H
íng dÉn gi¶i gi¶i
2FeO + 4H2SO4 ❑⃗ Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O
Dd A1 : Fe2(SO4)3
khÝ B1 : SO2
a SO2 + 2NaOH ❑⃗ Na2SO3 + H2O
SO2 + NaOH ❑⃗ NaHSO3
SO2 + Br2 + 2H2O ❑⃗ 2HBr + H2SO4
SO2 + K2CO3 ❑⃗ K2SO3 + CO2
b Fe2(SO4)3 + 6NaOH ❑⃗ 2Fe(OH)3 + 3Na2SO4
2Fe(OH)3 ⃗t0 Fe2O3 + 3H2O
A2 : Fe2O3
9Fe2O3 + 2Al ⃗t0 6Fe3O4 + Al2O3
A3 : Fe3O4, Al2O3
Al2O3 + 6HNO3 ❑⃗ 2Al(NO3)3 + 3H2O
3Fe3O4 + 28HNO3 ❑⃗ 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O
Bài 2: Chỉ dùng thuốc thử để nhận dung dịch riêng biệt sau: HCl , HNO3 , H2SO4 , H3PO4
H
íng dÉn gi¶i: Chän thc thư lµ Ba
- Cã khÝ mµu nâu thoát đun nóng HNO3
- Cã kÕt tđa lµ H2SO4 vµ H3PO4
(6)Bài 3: Cho hỗn hợp gồm FeS2 , Fe3O4 , FeCO3 hòa tan hết dung dịch HNO3 đặc
nóng thu đợc dung dịch suốt hỗn hợp khí NO2 CO2 Thêm dung dịch
BaCl2 vào dung dịch thấy xuất kết tủa trắng không tan dung dịch axit d
Giải thích viết PTHH H
ớng dẫn gi¶i:
FeS2 + 18HNO3 ❑⃗ Fe(NO3)3 + 2H2SO4 + 15NO2 + 7H2O
Fe3O4 + 10HNO3 ❑⃗ 3Fe(NO3)3 + NO2 + 5H2O
FeCO3 + 4HNO3 ❑⃗ Fe(NO3)3 + NO2 + CO2 + 2H2O
BaCl2 + H2SO4 ❑⃗ BaSO4 + 2HCl
Bµi 4: Khi hòa tan kim loại R vào dung dịch HNO3 loÃng vào dung dịch
H2SO4 loóng thu đợc khí NO H2 tích ( điều kiện) Biết
rằng khối lợngmuối nitrat thu đợc 159,21% khối lợng muối sunfat Xác định R H
íng dÉn gi¶i
Một kim loại có hóa trị thay đổi tác dụng với HNO3 , H2SO4đặc thờng cho
hóa trị cao , tác dụng với H2SO4 loÃng HCl cho hóa trị thấp
3R + 10nHNO3 ❑⃗ 3R(NO3)n + nNO + H2O
2R + mH2SO4 ❑⃗ R2(SO4)m + mH2
- NÕu gäi sè mol cña R tham gia phản ứng 1mol từ PTHH ta có: n
m =
3
2 ⇒ n = 1,5m
( R + 62n) = 1.5921( 2R + 96m) 0,5 ⇔ R + 93n = 1,5921R + 76,4208m ⇔ 0,5921R = 16,5792m
⇒ R = 28m
m
R 28 56 84
loại Fe loại
Vậy kim loại cần tìm Fe
Bài 5: Hòa tan hoàn toàn 10,02 gam hỗn hợp Mg , Al , Al2O3 V ml dung dÞch
HNO3 1M đợc 6,72 lit khí NO ( đktc) dung dịch A Cho dung dịch NaOH 2M vào
A đến khối lợng kết tủa khơng thay đổi hết 610 ml dd NaOH đợc gam chất rắn
(7)b Nếu dùng 500ml dung dịch NaOH 2M thu đợc gam kết tủa H
ớng dẫn giải
a Đặt x, y, z lµ sè mol Mg , Al , Al2O3
Ta cã: 24x + 27y + 102z = 10,02 (*1) Hßa tan HNO3
3Mg + 8HNO3 ❑⃗ 3Mg(NO3)2 + 2NO + 4H2O
x
3 x x 2x
z
Al + 4HNO3 ❑⃗ Al(NO3)3 + NO + 2H2O
y 4y y y
Al2O3 + 6HNO3 ❑⃗ 2Al(NO3)3 + 3H2O
z 6z 2z Sè mol NO = 2x
3 + y = 0,3 ( *2)
Dung dÞch A cã: Mg(NO3)2 x mol
Al(NO3)3 y + 2z mol
HNO3 d n - (
3 x + 4y + 6z) mol ( đặt a mol) (*3)
Khi cho A t¸c dơng víi dd NaOH
Sè mol NaOH = 0,61 = 1,22 (mol) HNO3 + NaOH ❑⃗ NaNO3 + H2O
a mol a mol
Mg(NO3)2 + 2NaOH ❑⃗ Mg(OH)2 + 2NaNO3
xmol 2x mol xmol
Al(NO3)3 + 3NaOH ❑⃗ Al(OH)3 + NaNO3
( y + 2z) 3(y+2z) (y + 2z)
Al(OH)3 + NaOH ❑⃗ NaAlO2 + 2H2O
( y+ 2z) (y + 2z)
Ta cã : a + 2x + 4(y + 2z) = 1,22 (*4) KÕt tña lại Mg(OH)2
Mg(OH)2 MgO + H2O
x mol x mol ⇒ x =
(8)Thay vµo (*2) ta cã : y = 0,2 (mol) Thay x vµ y vµo (*1) ta cã: z = 0,01 (mol) ⇒ mMg = 0,15.24 = 3.6(g)
mAl =27 0,2 = 5,4 (g)
mAl2O3 = 102 0,01 = 1,02 (g)
* TÝnh V
Thay x, y, z vào (*4) ta đợc a = 0,04
Thay vào (*3) ta đợc số mol HNO3 ban đầu là: n = 1,3 (mol)
⇒ V = 1,3 : = 1,3 (l) b n NaOH = 0,5 = (mol)
Sè mol NaOH tác dụng với Mg(NO3)2 Al(NO3)3 là:
a+ 2x + 3(y + 2z) = 1( mol)
Vậy Al(OH)3 cha bị hòa tan nên kết tủa lµ Mg(OH)2 vµ Al(OH)3
m = (58 0,15) + (78 0,22) = 25,86 (g)
Bµi 6: 100 ml dung dịch X chứa H2SO4 HCl theo tỉ lệ : Để trung hòa 100ml
dung dịch X cần 400ml dung dịch NaOH 5% ( D = 1,2 g/ ml) a Tính nồng độ mol axit X
b Nếu nồng độ % NaCl dung dịch thu đợc sau phản ứng 1,95 Tính nồng độ % axit X
H
íng dÉn gi¶i : a
PTHH: HCl + NaOH ❑⃗ NaCl + H2O
H2SO4 + 2NaOH ❑⃗ Na2SO4 + H2O
mNaOH = 400 1,2
100 = 24 (g) ⇒ nNaOH = 0,6 (mol)
Gäi x lµ sè mol cđa HCl vµ H2SO4 ta cã : 3x = 0,6 (mol)
⇒ x = 0,2(mol) Nồng độ axit là: 0,2: 0,1 = 1M
b C% NaCl = mNaCl 100 mdd
= 1,95 ⇒ mdd =
mNaCl.100 1,95
(9)⇒ mdd = 11,7 100
1,95 = 600 (g)
⇒ mddX = mdd – mdd NaOH
= 600 - 400.1,2 = 120 (g) C% H2SO4 = 0,2 98 100
120 16,33%
C% HCl = 0,2 36,5 100