Trả lời nhanh
MgO ra MgSO4 qua phản ứng: MgO + H2SO4 → MgSO4 + H2O. Đây là phản ứng giữa oxit bazơ và axit, xảy ra ở nhiệt độ thường với dung dịch H2SO4 loãng. Hiện tượng: chất rắn màu trắng MgO tan dần, tạo dung dịch không màu. Phản ứng không phải oxi hoá – khử.
Phương trình phản ứng MgO tác dụng với H2SO4
MgO + H2SO4 → MgSO4 + H2O
- Điều kiện: nhiệt độ thường; dùng dung dịch H2SO4 loãng. Đun nhẹ hoặc khuấy sẽ làm MgO tan nhanh hơn.
- Hiện tượng: bột MgO màu trắng tan dần trong dung dịch axit, thu được dung dịch MgSO4 trong suốt, không màu. Không có khí bay ra.
- Loại phản ứng: oxit bazơ + axit → muối + nước (phản ứng trao đổi, không thay đổi số oxi hoá).
Vì sao MgO phản ứng được với H2SO4?
MgO là oxit bazơ, còn H2SO4 là axit mạnh. Theo tính chất hoá học của oxit bazơ, oxit bazơ tác dụng với axit tạo muối và nước. Gốc kim loại Mg kết hợp với gốc axit SO4 thành muối MgSO4, hai nguyên tử H của axit kết hợp với O của oxit thành H2O.
Viết phương trình ion để thấy rõ bản chất:
- Phương trình ion đầy đủ: MgO + 2H+ + SO42− → Mg2+ + SO42− + H2O
- Phương trình ion rút gọn: MgO + 2H+ → Mg2+ + H2O
Vì MgO là chất rắn không tan nên được giữ nguyên dạng phân tử trong phương trình ion. Ion SO42− không tham gia thực sự, chỉ là ion “khán giả”. Vì vậy MgO cũng tan được trong HCl, HNO3 loãng… theo cùng bản chất MgO + 2H+.
Có cần lưu ý gì khi dùng H2SO4 đặc?
Với H2SO4 đặc, MgO vẫn chỉ cho phản ứng trao đổi như trên, không sinh SO2. Lí do: Mg trong MgO đã ở mức oxi hoá cao nhất (+2), không còn khả năng nhường electron cho axit. Khác hẳn trường hợp kim loại Mg, vốn khử được H2SO4 đặc. Tuy nhiên đề bài thường chỉ dùng dung dịch loãng cho dễ hoà tan MgSO4.
So sánh các cách điều chế MgSO4 từ H2SO4
| Chất tác dụng | Phương trình | Dấu hiệu nhận biết |
|---|---|---|
| MgO | MgO + H2SO4 → MgSO4 + H2O | Chất rắn tan, không có khí |
| Mg(OH)2 | Mg(OH)2 + H2SO4 → MgSO4 + 2H2O | Kết tủa trắng tan, không có khí |
| Mg | Mg + H2SO4 (loãng) → MgSO4 + H2↑ | Kim loại tan, sủi bọt khí không màu |
| MgCO3 | MgCO3 + H2SO4 → MgSO4 + CO2↑ + H2O | Chất rắn tan, sủi bọt khí CO2 |
Mẹo nhớ: thấy “muối + nước” mà không có khí thì nghĩ ngay đến oxit bazơ hoặc bazơ tác dụng với axit.
Bài tập vận dụng có đáp án
Bài 1. Hoà tan hoàn toàn 4 g MgO bằng dung dịch H2SO4 1M vừa đủ. Tính thể tích dung dịch axit và khối lượng MgSO4 thu được.
Giải: n(MgO) = 4 : 40 = 0,1 mol. Theo phương trình, n(H2SO4) = n(MgSO4) = 0,1 mol.
- V dung dịch H2SO4 = 0,1 : 1 = 0,1 lít = 100 mL.
- m(MgSO4) = 0,1 × 120 = 12 g (M MgSO4 = 24 + 32 + 64 = 120).
Bài 2. Cho 5 g hỗn hợp MgO và Cu vào dung dịch H2SO4 loãng dư, sau phản ứng còn 1 g chất rắn không tan. Tính phần trăm khối lượng MgO trong hỗn hợp.
Giải: Cu đứng sau hiđro nên không phản ứng với H2SO4 loãng, 1 g chất rắn còn lại là Cu. Khối lượng MgO = 5 − 1 = 4 g, nên %m(MgO) = 4 : 5 × 100% = 80%.
Bài 3. Hoà tan hết 4 g MgO cần dùng dung dịch H2SO4 20%. Tính khối lượng dung dịch axit vừa đủ.
Giải: n(H2SO4) = 0,1 mol → m = 0,1 × 98 = 9,8 g. Khối lượng dung dịch = 9,8 : 20% = 49 g.
Lỗi sai thường gặp
- Viết thêm khí H2 hoặc SO2 vào sản phẩm. MgO là oxit nên chỉ tạo muối và nước.
- Viết sai công thức muối thành Mg2SO4. Mg hoá trị II, nhóm SO4 hoá trị II nên muối là MgSO4.
- Quên rằng phương trình đã cân bằng sẵn với hệ số 1 – 1 – 1 – 1; không cần thêm hệ số.
Ứng dụng của MgSO4
MgSO4 khan được dùng làm chất hút ẩm trong phòng thí nghiệm. Dạng muối ngậm nước MgSO4·7H2O (muối Epsom) được dùng trong nông nghiệp để bổ sung magie cho cây trồng và trong y học, công nghiệp nhuộm, giấy.
Câu hỏi thường gặp
MgO tác dụng với H2SO4 tạo ra sản phẩm gì?
Tạo magie sunfat (MgSO4) và nước: MgO + H2SO4 → MgSO4 + H2O. Không có khí thoát ra.
Phản ứng MgO + H2SO4 có phải phản ứng oxi hoá khử không?
Không. Số oxi hoá của các nguyên tố trước và sau phản ứng không đổi (Mg +2, O −2, H +1, S +6), đây là phản ứng trao đổi giữa oxit bazơ và axit.
MgO tác dụng với H2SO4 đặc có sinh ra SO2 không?
Không. Mg trong MgO đã ở mức oxi hoá +2 nên không khử được H2SO4 đặc; chỉ xảy ra phản ứng trao đổi tạo MgSO4 và H2O.
Phương trình ion rút gọn của MgO với H2SO4 là gì?
MgO + 2H+ → Mg2+ + H2O. Ion SO4 2− không tham gia phản ứng thực sự.