Giải Hóa học 9 Bài 4: Một số axit quan trọng

Đỗ Hương Ly Ngày: 12-05-2022 Lớp 9

1.6 K

Tailieumoi.vn giới thiệu Giải bài tập Hóa học 9 Bài 4: Một số axit quan trọng chính xác, chi tiết nhất giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Một số axit quan trọng lớp 9

Giải bài tập Hóa học lớp 9 Bài 1: Tính chất hóa học của oxit. Khái quát về sự phân loại oxit

Câu hỏi và bài tập (trang 19 sgk Hóa học lớp 9)

Bài 1 trang 19 sgk hóa học 9: Có những chất: CuO, BaCl₂Zn, ZnO. Chất nào nói trên tác dụng với dung dịch HCl, dung dịch H₂SO₄ loãng sinh ra:

a) Chất khí cháy được trong không khí?

b) Dung dịch có màu xanh lam?

c) Chất kết tủa màu trắng không tan trong nước và axit?

d) Dung dịch không màu và nước ?

Viết tất cả các phương trình hóa học.

Phương pháp giải:

a) Sinh ra khí H₂

b) Dung dịch có màu xanh lam là dung dịch muối đồng (II)

c) Chất kết tủa trắng không tan trong nước và axit là BaSO₄

d) Dung dịch không màu là muối kẽm.

Lời giải:

a) Khí cháy được trong không khí là hiđro

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂

Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂

b) Dung dịch có màu xanh lam là dung dịch muối đồng (II)

CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O

CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O

c) Chất kết tủa trắng không tan trong nước và axit là BaSO₄

BaCl₂ + H₂SO₄ → 2HCl + BaSO₄

d) Dung dịch không màu là muối kẽm.

ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O

ZnO + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂O

Bài 2 trang 19 sgk hóa học 9: Sản xuất axit sunfuric trong công nghiệp cần phải có những nguyên liệu chủ yếu nào ? Hãy cho biết mục đích của mỗi công đoạn sản xuất axit sunfuric và dẫn ra những phản ứng hóa học.

Phương pháp giải:

Lời giải:

– Sản xuất axit sunfuric trong công nghiệp cần phải có nguyên liệu là lưu huỳnh (hoặc quặng pirit), không khí và nước.

– Mục đích của mỗi công đoạn sản xuất axit sunfuric:

Đốt lưu huỳnh trong không khí để sản xuất lưu huỳnh đioxit:

S + O₂ $\overset{t^{0}}{\to}$ SO₂

Oxi hóa SO₂ (V₂O₅) để sản xuất SO₃:

2SO₂ + O₂ $\to_{V_{2} O_{5}}^{t^{0}}$ 2SO₃

(V₂O₅ là chất xúc tác của phản ứng)

Cho SO₃ tác dụng với H₂O để sản xuất H₂SO₄:

SO₃ + H₂O → H₂SO₄.

Bài 3 trang 19 sgk hóa học 9: Bằng cách nào có thể nhận biết được từng chất trong mỗi cặp chất sau theo phương pháp hóa học ?

a) Dung dịch HCl và dung dịch H₂SO₄

b) Dung dịch NaCl và dung dịch Na₂SO₄

c) Dung dịch Na₂SO₄ và H₂SO₄

Viết phương trình hóa học

Phương pháp giải:

a) Dùng muối Ba²⁺ như BaCl₂; Ba(NO₃)₂ hoặc Ba(OH)₂

b) Tương tự ý a)

c) Dùng quỳ tím hoặc dùng kim loại như Mg, Al, Zn, Fe...

Lời giải:

a) Cho dung dịch muối BaCl₂vào hai ống nghiệm, mỗi ống chứa sẵn dung dịch HCl và H₂SO₄

+ Ống nghiệm nào xuất hiện kết tủa trắng ( BaSO₄) => chứa dd H₂SO₄

BaCl₂ + H₂SO₄ → 2HCl + BaSO_4 ↓

+ Ống nghiệm nào không thấy hiện tượng gì thì dung dịch chứa ban đầu là dung dịch HCl

b) Dùng thuốc thử như câu a) thấy kết tủa là dung dịch Na₂SO₄ không có kết tủa là dung dịch NaCl

BaCl₂ + Na₂SO₄ → 2NaCl + BaSO₄ ↓

c) Có nhiều cách để nhận biết 2 dung dịch Na₂SO₄ và H₂SO₄ đơn giản nhất là dùng quỳ tím.

Cho quỳ tím vào từng dung dịch: dung dịch làm quỳ tím đối sang màu đỏ là dung dịch H₂SO₄, dung dịch không làm đổi màu quỳ tím là dung dịch muối Na₂SO₄.

Bài 4 trang 19 sgk hóa học 9: Bảng dưới đây cho biết kết quả của 6 thí nghiệm xảy ra giữa Fe và dung dịch H₂SO₄ loãng. Trong mỗi thí nghiệm người ta dùng 0,2 gam Fe tác dụng với thể tích bằng nhau của axit, nhưng có nồng độ khác nhau.

Giải Hóa học 9 Bài 4: Một số axit quan trọng (ảnh 1)
Những thí nghiệm nào chứng tỏ rằng:
a) Phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng nhiệt độ ?
b) Phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng diện tích tiếp xúc ?
c) Phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng nồng độ axit ?

Phương pháp giải:

a) Thí nghiệm có nồng độ, hình dạng giống nhau; nhiệt độ khác nhau: 2 - 4 -5

b) Thí nghiệm có nồng độ, nhiệt độ giống nhau; hình dạng khác nhau: 3 - 5

c) Thí nghiệm có nhiệt độ, hình dạng giống nhau; nồng độ khác nhau: 4 - 6

Lời giải:

So sánh các điều kiện: nồng độ axit, nhiệt độ của dung dịch H₂SO₄ loãng và trạng thái của sắt với thời gian phản ứng để rút ra:

a) Thí nghiệm 2, thí nghiệm 4 và thí nghiệm 5 chứng tỏ phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng nhiệt độ của dung dịch H₂SO₄ .

b) Thí nghiệm 3 và thí nghiệm 5 chứng tỏ phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng diện tích tiếp xúc.

c) Thí nghiệm 4 và thí nghiệm 6 chứng tỏ phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng nồng độ của dung dịch H₂SO₄ .

Bài 5 trang 19 sgk hóa học 9: Hãy sử dụng những chất có sẵn: Cu, Fe, CuO, KOH, C₆H₁₂O₆ (glucozơ), dung dịch H₂SO₄ loãng, H₂SO₄ đặc và những dụng cụ thí nghiệm cần thiết để làm những thí nghiệm chứng minh rằng:

a) Dung dịch H₂SO₄ loãng có những tính chất hóa học của axit

b) H₂SO₄ đặc có những tính chất hóa học riêng

Viết phương trình hóa học cho mỗi thí nghiệm.

Phương pháp giải:

a) Chứng minh tính chất của H₂SO₄ loãng :

+ Tác dụng với oxit bazo

+ Tác dụng với bazo

+ Tác dụng với kim loại đứng trước H trong dãy điện hóa

b) H₂SO₄ đặc có những tính chất hóa học riêng: tính oxi hóa mạnh; tính háo nước

Lời giải:

a) Để chứng minh dung dịch H₂SO₄ loãng có những tính chất hóa học của axit, ta thực hiện các thí nghiệm:

Cho axit H₂SO₄ loãng lần lượt phản ứng với Fe, CuO, KOH:

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂ (có khí thoát ra)

(Kim loại Cu không tác dụng với dd H₂SO₄ loãng)

CuO + H₂SO₄ → H₂O + CuSO₄ (dung dịch có màu xanh lam)

2KOH + H₂SO₄ → K₂SO₄ + 2H₂O

(Cho quỳ tím vào dung dịch KOH, dung dịch có màu xanh. Rót từ từ dung dịch H₂SO₄ thấy màu xanh dần biến mất đến khi dung dịch không màu)

b) Để chứng minh dung dịch H₂SO₄ đặc có những tính chất hóa học riêng ta thực hiện các thí nghiệm:

Cho axit H₂SO₄ đặc tác dụng với Cu đun nóng và với glucozơ:

Cu + 2H₂SO₄ đ, nóng → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

(Đồng bị hòa tan dần, dung dịch chuyển sang màu xanh và có khí mùi hắc thoát ra)

C₆H₁₂O₆_{$\overset{H_{2} S O_{4}}{\to}$} 12C + 11H₂O

(Đường bị hóa thành than và đẩy lên khỏi cốc

Bài 6 trang 19 sgk hóa học 9: Cho một khối lượng mạt sắt dư vào 50 ml dung dịch HCl. Phản ứng xong, thu được 3,36 lít khí (đktc).

a) Viết phương trình hóa học;

b) Tính khối lượng mạt sắt đã tham gia phản ứng

c) Tìm nồng độ mol của dung dịch HCl đã dùng.

Phương pháp giải:

Cho một khối lượng mạt sắt dư vào 50 ml dung dịch HCl. Phản ứng xong, thu được 3,36 lít khí (đktc).

a) Viết phương trình hóa học;

b) Tính khối lượng mạt sắt đã tham gia phản ứng

c) Tìm nồng độ mol của dung dịch HCl đã dùng.

Lời giải:

a) Phương trình hóa học:

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑

b) Số mol khí H₂ = 3,36 : 22,4 = 0,15 mol

Phương trình hóa học:

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑

Phản ứng 0,15 0,3 0,15 ← 0,15 (mol)

Khối lượng sắt đã phản ứng:

m_Fe = 0,15 . 56 = 8,4 g

c) Số mol HCl phản ứng:

n_HCl = 0,3 mol; 50 ml = 0,05 lít

Nồng độ mol của dung dịch HCl: = $\frac{0, 3}{0, 05}$ = 6M

Bài 7 trang 19 sgk hóa học 9: Hòa tan hoàn toàn 12,1 gam hỗn hợp bột CuO và ZnO cần 100 ml dung dịch HCl 3M.

a) Viết các phương trình hóa học.

b) Tính phần trăm theo khối lượng của mỗi oxit trong hỗn hợp ban đầu.

c) Hãy tính khối lượng dung dịch H₂SO₄ nồng độ 20% để hòa tan hoàn toàn hỗn hợp các oxit trên.

Phương pháp giải:

Gọi x, y là số mol của CuO và ZnO

a) Các phương trình hóa học:

CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O

Phản ứng x → 2x x (mol)

ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O

Phản ứng: y → 2y y (mol)

Giải hệ 2 ẩn 2 phương trình ta có:

Gọi x, y là số mol của CuO và ZnO ${\begin{matrix} \sum n_{H_{2}} = x + y = 0, 3 \\ \sum m_{h h} = 80 x + 81 y = 12, 1 \end{matrix} => {\begin{matrix} x = ? \\ y = ? \end{matrix}$

a) Các phương trình hóa học:

CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O

Phản ứng x → 2x x (mol)

ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O

Phản ứng: y → 2y y (mol)

Giải hệ 2 ẩn 2 phương trình ta có:

${\begin{matrix} \sum n_{H_{2}} = x + y = 0, 3 \\ \sum m_{h h} = 80 x + 81 y = 12, 1 \end{matrix} => {\begin{matrix} x = ? \\ y = ? \end{matrix}$

Lời giải:

Số mol HCl = 3 . $\frac{100}{1000}$ = 0,3 mol

Gọi x, y là số mol của CuO và ZnO

a) Các phương trinh hóa học:

CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O (1)

Phản ứng x → 2x x (mol)

ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O (2)

Phản ứng: y → 2y y (mol)

Tính thành phần hỗn hợp, dựa vào phương trình hóa học (1), (2) và dữ kiện đề bài cho ta có hệ phương trình đại số:

Theo phương trình: n_HCl(1) = 2n_CuO = 2x mol; n_HCl(2) = 2n_ZnO = 2y mol

$\to$ n_HCl = 2x + 2y = 0,3 (*)

Ta có: m_CuO = (64 + 16)x = 80x gam; m_ZnO = (65 + 16)y = 81y gam

$\to$ m_hh = 80x + 81y = 12,1 (**)

Từ (*) và (**) ta có hệ phương trình

${\begin{matrix} 80 x + 81 y = 12, 1 \\ 2 x + 2 y = 0, 3 \end{matrix}$

Giải hệ ta được x = 0,05 mol = số mol CuO; y = 0,1 mol = số mol ZnO

$% C u O = \frac{m_{C u O}}{m_{h h}} . 100 % = \frac{0, 05.80.100}{12, 1} = 33 %$

%ZnO = 100% - 33% = 67%

Cách 1: Vì CuO và ZnO phản ứng với H₂SO₄ theo cùng tỉ lệ mol, nên có thể coi hai oxit như một oxit có công thức chung là MO với số mol = x + y = 0,15 mol

MO + H₂SO₄ → MSO₄ + H₂O

Phản ứng: 0,15 → 0,15 0,15 (mol)

$m_{H_{2} S O_{4}} = 0, 15.98 = 14, 7 g$

$m_{d d H_{2} S O_{4}} = \frac{14, 7.100}{20} = 73, 5 g$

Cách 2:

Khối lượng H₂SO₄ cần dùng:

CuO + H₂SO₄ $\to$ CuSO₄ + H₂O (3)

ZnO + H₂SO₄ $\to$ ZnSO₄ + H₂O (4)

Dựa vào phương trình (3) và (4) ta có:

Theo phương trình (3): $n_{H_{2} S O_{4}} = n_{C u O} = 0, 05 m o l$

Theo phương trình (4): $n_{H_{2} S O_{4}} = n_{Z n O} = 0, 1 m o l$

$\to m_{H_{2} S O_{4}} = (0, 05 + 0, 1) .98 = 14, 7 g a m$

Khối lượng dung dịch H₂SO₄ 20% cần dùng

m_{d d H_{2} S O_{4}} = \frac{14, 7.100}{20} = 73, 5 g a m

Lý thuyết Bài 4: Một số axit quan trọng

A. Axit clohiđric HCl

I. Tính chất

1. Tính chất vật lí: Khi hòa tan khí HCl vào nước ta thu được dung dịch HCl

- Dung dịch HCl đậm đặc là dung dịch bão hòa hiđroclorua, có nồng độ khoảng 37%, từ đây ta có thể pha chế thành dung dịch HCl có nồng độ khác nhau.

2. Tính chất hóa học: HCl là một axit mạnh, có đầy đủ tính chất của một axit mạnh

a) Làm đổi màu quỳ tím thành đỏ.

b) Tác dụng với nhiều kim loại (Mg, Al, Zn, Fe,...) tạo thành muối clorua và giải phóng khí H2

c) Tác dụng với bazơ tạo thành muối + nước.

d) Tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối + nước.

e) Tác dụng với một số muối.

* Điều kiện xảy ra phản ứng: thỏa mãn 1 trong 3 điều kiện sau

+ Tạo ra chất khí

+ Tạo ra kết tủa

+ Tạo ra nước (hoặc axit yếu)

Ví dụ: BaCO₃ + 2HCl → BaCl₂ + CO₂ ↑ + H₂O

II. Ứng dụng.

HCl dùng để:

- Điều chế các muối clorua.

- Làm sạch bề mặt kim loại trước khi hàn.

- Tẩy gỉ kim loại trước khi sơn, tráng, mạ kim loại.

- Dùng trong chế biến thực phẩm, dược phẩm

B. Axit sunfuric H₂SO₄

I. Tính chất vật lí

Axit H₂SO₄ là chất lỏng sánh, không màu, nặng gấp hai lần nước, không bay hơi, tan dễ dàng trong nước và tỏa nhiều nhiệt

* Cách pha loãng dung dịch H₂SO₄

Giải Hóa học 9 Bài 4: Một số axit quan trọng (ảnh 4)

II. Tính chất hóa học

Axit H₂SO₄ loãng và H₂SO₄ đặc có những tính chất hóa học khác nhau.

1. Tính chất hóa học của axit H₂SO₄ loãng:

H₂SO₄ loãng có đầy đủ tính chất của một axit mạnh.

a) Làm đổi màu quỳ tím thành đỏ

b) Tác dụng với nhiều kim loại (Mg, Al, Zn, Fe,...) tạo thành muối sunfat và giải phóng khí H2

c) Tác dụng với bazơ tạo thành muối sunfat + nước.

d) Tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối sunfat + nước.

e) Tác dụng với một số muối

2. Axit H₂SO₄ đặc có tính chất hóa học riêng.

a) Tác dụng với kim loại

Axit H₂SO₄ đặc tác dụng với nhiều kim loại nhưng không giải phóng khí hiđro. Khí nóng tạo thành muối sunfat (ứng với hóa trị cao của kim loại nếu kim loại có nhiều hóa trị) và khí sunfurơ

Ví dụ:

2Fe + 6H₂SO_{4 đặc nóng} → Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂↑ + 6 H₂O

b) Tính háo nước.

Ví dụ: khi cho axit H₂SO₄ vào đường, đường sẽ hóa thành than.

Giải Hóa học 9 Bài 4: Một số axit quan trọng (ảnh 6)

C₁₂H₂₂O₁₁ $\overset{H_{2} S O_{4}}{\to}$ 12C + 11H₂O

III. Ứng dụng

Hàng năm, thế giới sản xuất gần 200 triệu tấn axit H₂SO₄ . Axit H₂SO₄ là nguyên liệu của nhiều ngành sản xuất hóa học như sản xuất phân bón, phẩm nhuộm, chế biến dầu mỏ,..

IV. Sản xuất axit H₂SO₄

Trong công nghiệp, axit sunfuric được sản xuất bằng phương pháp tiếp xúc. Nguyên liệu là lưu huỳnh (hoặc quặng pirit sắt), không khí và nước.

Quá trình sản xuất axit H₂SO₄ gồm 3 công đoạn sau:

- Sản xuất lưu huỳnh đi oxit bằng cách đốt lưu huỳnh hoặc pirit sắt trong không khí;

S + O₂ $\overset{t^{o}}{\to}$ SO₂

4FeS₂ + 11O₂ $\overset{t^{o}}{\to}$ 8SO₂ + 2Fe₂O₃

- Sản xuất lưu huỳnh trioxit bằng cách oxi hóa SO₂, có xúc tác là V₂O₅ ở 450⁰C

2SO₂ + O_{2 $\to_{V_{2} O_{5}}^{t^{0}}$} 2SO₃

Sản xuất axit H₂SO₄ bằng cách cho SO₃ tác dụng với nước:

SO₃ + H₂O → H₂SO₄

V. Nhận biết axit H₂SO₄ và muối sunfat

- Để nhận ra axit H₂SO₄ trong các axit và nhận ra muối sunfat trong các muối, ta dùng thuốc thử là dung dịch muối bari,

- Khi cho dung dịch muối bari vào dung dịch H₂SO₄ hoặc muối sunfat, thấy có chất kết tủa màu trắng, không tan trong nước và trong axit là BaSO₄ xuất hiện.

Phương trình hóa học:

H₂SO₄ + BaCl₂ → 2HCl + BaSO₄

Na₂SO₄ + BaCl₂ → 2NaCl + BaSO₄

Sơ đồ tư duy: H₂SO₄