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 bi dng hc sinh Gii
Môn hoá häc - Líp 9
PhÇn axit KiÕn thức
I Phân loại
* Phân loại dựa vào thành phần cấu tạo:
+ A xit cã oxi
+ A xit kh«ng có oxi
* Phân loại dựa vào khả tham gia ph¶n øng :
+ Axit m¹nh: HCl, H2SO4, HNO3, HClO4
+ A xit yÕu: H2CO3, H2SO3, H2S
+ A xit trung bình: H3PO4
* Phân loại dựa vào chất:
+ Axit cú tớnh oxi húa: HNO3 , H2SO4 đặc
+ Axit kh«ng cã tÝnh oxi hãa: HCl , H2SO4 lo·ng, H2S
II Tính chất ph ơng pháp điều chế số axit th ờng gặp : 1 Các axit cña halozen:
HCl , HBr , HI, HF
* Trong axit halozen HCl, HBr, HI axit mạnh Còn axit HF axit yếu có tính chất khác hẳn
a tÝnh chÊt ho¸ häc:
- 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
+ T¸c dơng víi muối tạo muối axit - Tác dụng 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 ( dùng phßng thÝ nghiƯm) NaCl + H2SO4 70800NaHSO
4 + 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 loÃng thể tính axit Là axit mạnh
* Axit H2SO4 đặc có tính oxi hóa
Ngoài tính chất chung a xit có tính chất riêng - Tác dụng với phi kim tạo khÝ SO2
2H2SO4(®) + C t0 CO2 + SO2 + 2H2O
2H2SO4(®) + 3S t0 3SO2 + 2H2O
- T¸c dơng víi kim loại
+ Tác dụng với kim loại yếu, TB ( từ Fe trở đi) giải phóng SO2
Cu + 2H2SO4(®) t0 CuSO4 + SO2 + H2O
+ T¸c dơng víi kim lo¹i m¹nh t¹o ra: SO2 , S , H2S
(3)
+ Không tác dụng víi Au, Pt
+ H2SO4 đặc nguội khơng tác dụng với Fe, Al, Cr
b S¶n xuÊt
Nguyên liệu thờng dùng S quặng firit (FeS2)
S + O2
0
t
SO2
4FeS2 + 11O2
0
t
2Fe2O3 + 8SO2
2SO2 + O2 t0 2SO3
SO3 + H2O H2SO4
- Trên thực tế ngời ta dùng H2SO4 đặc để hấp thụ SO3 dùng nớc hấp th thỡ s
tạo ôlêum ( H2SO4 nSO3 ) làm giảm hiệu suất phản ứng
3 Axit nitric : HNO3
Lµ axit cã tÝnh oxi hóa mạnh
a Tính chất:
Ngoài tính chất chung axit có tính chất riêng + T¸c dơng víi phi kim
4HNO3 + C NO2 + CO2 + 2H2O
6HNO3 + S H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
5HNO3 + 3P + 2H2O 3H3PO4 + 5NO2
+ Tác dụng với kim loại:
- HNO3 tác dụng với hầu hết kim loại trừ Au vµ Pt
* HNO3 đặc nguội khơng 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 lo·ng
- T¸c dơng với kim loại yếu TB ( từ Fe trở ) sản phẩm khử NO 8HNO3 + 3Cu 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO
- T¸c 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)
- Au không tác dụng trực tiếp với axit kể axit cã tÝnh oxi hãa mµ chØ tan níc cêng toan ( hỗn hợp HNO3 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 thành NO
4NH3 + 5NO t0 4NO + 6H2O
+ Oxi hãa NO thµnh NO2
2NO + O2 t0 2NO2
+ Chun 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 bền vững với 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 níc
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 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 t¸c dơng víi dung dÞch NaOH, dung dÞch Br2, dung dÞch K2CO3
b Cho dung dịch A1 tác dụng với NaOH d , lọc kết tủa nung khơng khí đến
khối lợng không 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
ớng dẫn 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
ớng dẫn giải: Chọn thuốc thử Ba
- Có khí màu nâu thoát ®un nãng lµ 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 giải:
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 thỡ 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
hãa 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:
m n
=
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
lo¹i Fe lo¹i
VËy 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
íng dÉn giải
a Đặt x, y, z số 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
z x
Al + 4HNO3 Al(NO3)3 + NO + 2H2O
y 4y y y
Al2O3 + 6HNO3 2Al(NO3)3 + 3H2O
z 6z 2z Sè mol NO =
3 2x
+ 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 tác dụng với 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) Kết tủa lại Mg(OH)2
Mg(OH)2 MgO + H2O
x mol x mol x =
40
(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)
Số 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 tđa lµ Mg(OH)2 vµ Al(OH)3
m = (58 0,15) + (78 0,22) = 25,86 (g)
Bài 6: 100 ml dung dịch X chứa H2SO4 HCl theo tØ lƯ : §Ĩ trung hßa 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 =
100 , 400
= 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 =
dd NaCl
m
m 100
= 1,95 mdd =
95 ,
100
NaCl
m
(9)
mdd = 1,95
100 , 11
= 600 (g)
mddX = mdd – mdd NaOH
= 600 - 400.1,2 = 120 (g) C% H2SO4 =
120 100 98 ,
16,33% C% HCl =
120 100 , 36 ,