BÀI 7. SULFURIC ACID VÀ MUỐI SULFATE
Trang bìa
Trang bìa
BÀI 7. SULFURIC ACID VÀ MUỐI SULFATE
Ảnh
Ảnh
Khởi động
Giới thiệu bài
Ảnh
Giới thiệu bài
Mục tiêu
Ảnh
Hình vẽ
Hình vẽ
Câu hỏi dẫn dắt bài
Câu hỏi: Nhãn dán trên chai đựng dung dịch sulfuric acid thường có hình như Hình 7.1. Giải thích ý nghĩa của hình và nguyên nhân gây nên hiện tượng được mô tả trong hình.
+ Ý nghĩa của hình là cảnh báo sự nguy hiểm của sulfuric acid gây bỏng da khi rơi vào da. Nguyên nhân là sulfuric acid là một acid hút nước mạnh, quá trình hòa tan tỏa nhiệt lượng lớn.
Đáp án:
Ảnh
I. SULFURIC ACID
1. Cấu tạo phân tử
Ảnh
1. Cấu tạo phân tử
Sulfur acid có công thức phân tử là latex(H_2SO_4) với cấu tạo như hình 7.2
Ảnh
2. Tính chất vật lý
2. Tính chất vật lý
Axit sunfuric (H2SO4) là chất lỏng sánh như dầu, không màu, không bay hơi, có khả năng hút ẩm nên thường được dùng làm khô hóa chất.
H2SO4 tan tốt trong nước; quá trình hòa tan tỏa ra một lượng nhiệt lớn. Vì vậy để đảm bảo an toàn khi pha loãng dung dịch sulfur acid đặc, phải cho từ từ acid đặc vào nước, không được hco nước vào acid như hình 7.3.
Ảnh
Em có biết
Ảnh
Em có biết:
+ Giá trị biến thiên emthalpy chuẩn của quá trình hòa tan sulfur acid trong nước là khoảng -96 kj latex(mol^-1). + Khi cho khoảng 10ml dung dịch sulfur acid 98% vào cốc chứa 100ml nước cất ở 25 độC thì sẽ thu được cốc dung dịch sulfur acid có nhiệt độ khoảng 60 độC
Câu hỏi
Câu hỏi: Hãy viết công thức Lewis của phân tử H2SO4.
Đáp án:
Ảnh
3. Tính chất hoá học
Tính chất hoá học
+ Tính chất hóa học của dung dịch sulfuric acid loãng. - Đổi màu quỳ tím thành đỏ. - Tác dụng với những kim loại hoạt động trong dãy hoạt động hóa học. - Tác dụng với oxide base và base - Tác dụng với nhiều muối.
+ Tính chất hóa học của dung dịch sulfuric acid đặc.
Thí nghiệm 1
Tính chất hoá học
Thí nghiệm 1: Tính oxi hoá của dung dịch sulfuric acid loãng và dung dịch sulfuric acid đặc
+ Chuẩn bị: Kim loại đồng dạng mảnh hoặc sợi, dung dịch sulfuric acid loãng và dung dịch sulfuric acid đặc, ống nghiệm, bông tẩm kiềm, đèn cồn. +Tiến hành: - Cho mảnh đồng nhỏ vào ống nghiệm thứ nhất. Cho tiếp vào ống nghiệm khoảng 3 mL dung dịch sulfuric acid loãng. Đun nóng nhẹ ống nghiệm trên ngọn lửa đèn cồn. - Cho mảnh đồng nhỏ vào ống nghiệm thứ hai. Cho tiếp vào ống nghiệm khoảng 3 mL dung dịch sulfuric acid đặc. Nút bông tẩm kiềm vào miệng ống nghiệm. Đun nóng nhẹ ống nghiệm trên ngọn lửa đèn cồn. Yêu cầu: Quan sát hiện tượng và giải thích. Viết phương trình hoá học minh hoạ, xác định vai trò của các chất khi phản ứng xảy ra.
Giải thích hiện tượng 1
+ Hiện tượng: Ống nghiệm (1): Không có hiện tượng xảy ra. Ống nghiệm (2): Mảnh đồng màu đỏ tan dần trong dung dịch acid latex(H_2SO_4) đặc, nóng, dung dịch chuyển thành màu xanh và thấy hiện tượng sủi bọt khí mùi hắc do sulfur dioxide latex((SO_2)) sinh ra.
Ảnh
+ Chất khử: Cu; Chất oxi hóa: latex(H_2SO_4)
Ảnh
Thí nghiệm 2
Thí nghiệm 2: Tính háo nước và tính oxi hoá của dung dịch sulfuric acid đặc
+ Chuẩn bị: Đường kính hoặc bột gạo hay bột mì, cốc thuỷ tinh chịu nhiệt, chậu thủy tinh rộng, ống nhỏ giọt, dung dịch sulfuric acid đặc. Tiến hành: Đặt cốc thủy tinh vào chậu thủy tinh. Cho một thìa nhỏ đường kính, hoặc bột gạo, hoặc bột mì vào cốc. Nhỏ từ từ vài mL dung dịch sulfuric acid đặc vào cốc. Yêu cầu: Quan sát hiện tượng. Giải thích và viết phương trình hoá học. Chú ý an toàn: Cần thận khi sử dụng dung dịch sulfuric acid.
Giải thích hiện tượng 2
+ Khi nhỏ sulfuric acid đặc vào đường kính hoặc tinh bột (bột gạo/ bột mì), ta thấy đường hoặc tinh bột (bột gạo/ bột mì) nhanh chóng hóa đen, sau đó khối rắn tăng thể tích rất nhanh và thoát khí mùi hắc (SO2) + Phương trình hoá học của các phản ứng:
Ảnh
Tính oxi hóa mạnh
Ảnh
+ Tính oxi hóa mạnh: Dung dịch sulfuric acid đặc có tính oxi hóa rất mạnh; oxi hóa được hầu hết các kim loại (trừ vàng, platinum); nhiều phi kim như carbon, sulfur, phosphorus,...và nhiều hợp chất
Ảnh
Tính háo nước
Ảnh
+ Tính hóa nước: Dung dịch sulfuric acid đặc hấp thụ rất mạnh. Nó có khả năng chiếm nước hoặc chiếm các nguyên tố O và H (thành phần nước) trong nhiều hợp chất.
Ảnh
Câu hỏi ứng dụng 1
Câu hỏi: Hãy viết phương trình hoá học của phản ứng giữa dung dịch sulfuric acid loãng, dư với lần lượt từng chất sau: kẽm (zinc), zinc oxide, barium hydroxide, sodium carbonate.
+ Đáp án:
Ảnh
Câu hỏi ứng dụng 2
Câu hỏi: Số oxi hoá lớn nhất của sulfur trong các hợp chất là +6. Vậy H2SO4 có khả năng thể hiện tính khử không? Giải thích.
+ Đáp án:
+ latex(H_2SO_4) không có khả năng thể hiện tính khử. Vì latex(S^+6) là số oxi hóa cao nhất của sulfur trong hợp chất nên không thể nhường electron để thể hiện tính khử.
Câu hỏi ứng dụng 3
Câu hỏi: Dự đoán hiện tượng xảy ra khi cho vài giọt dung dịch sulfuric acid đặc vào ống nghiệm chứa vài hạt cơm (thành phần chính là tinh bột latex(((C_6H_10O_5)_n)). Viết phương trình hoá học minh họa.
+ Đáp án:
+ Khi nhỏ sulfuric acid đặc vào tinh bột (hạt cơm), ta thấy tinh bột (hạt cơm) nhanh chóng hóa đen, sau đó khối rắn tăng thể tích rất nhanh và thoát khí mùi hắc latex((SO_2)) Phương trình hoá học của các phản ứng:
Ảnh
4. Bảo quản và xử lí bỏng sulfuric acid
+ Phòng thí nghiệm có một lọ đựng dung dịch sulfuric acid đặc không còn nguyên chất, không sử dụng được nữa. Hãy đề xuất cách loại bỏ lọ acid này một cách an toàn mà ít gây ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe.
+ Sử dụng nước vôi latex(Ca(OH)_2) để kết tủa ion latex(SO_4^(2−)) trong dung dịch acid.
Ảnh
Đáp án
5. Ứng dụng và sản xuất sulfuric acid
+ "Nhờ có chất xúc tác nên phản ứng giữa SO2 và O2 ưu tiên diễn ra theo chiều thuận". Phát biểu trên là đúng hay sai? Giải thích.
+ Phát biểu trên là sai. Vì chất xúc tác giúp hệ đạt nhanh tới trạng thái cân bằng bằng cách tăng tốc độ phản ứng thuận và phản ứng nghịch với số lần bằng nhau nên không làm chuyển dịch cân bằng (hay không ưu tiên diễn ra theo một chiều bất kì).
Đáp án
Ứng dụng 1
+ Quá trình sản xuất sulfuric acid có thể ảnh hưởng đến môi trường và người tham gia sản xuất. Hãy tìm hiểu nguyên nhân và đề xuất một số biện pháp hạn chế những tác hại đó.
Trong có trình sản xuất sulfuric acid có quá trình đốt cháy khoáng vật pyrite tạo sulfur dioxide. Đối với môi trường, khí sulfur dioxide là nguyên nhân quan trọng gây mưa acid. Đối với con người, khí sulfur dioxide sẽ tạo cảm giác khó thở, gây ra bệnh viêm đường hô hấp, đau mắt. Khi vào cơ thể, khí này kết hợp với nước, tạo acid, từ đó làm giảm pH của máu, làm rối loạn nhiều quá trình chuyển hoá trong cơ thể, làm giảm khả năng vận chuyển oxygen của hồng cầu.
Đáp án
Ứng dụng 2
+ Quá trình sản xuất sulfuric acid có thể ảnh hưởng đến môi trường và người tham gia sản xuất. Hãy tìm hiểu nguyên nhân và đề xuất một số biện pháp hạn chế những tác hại đó.
Để giảm lượng khí sulfur dioxide thải vào bầu khí quyển cần phối hợp thực hiện nhiều biện pháp như: + Thay thế dần các nhiên liệu hóa thạch bằng nhiên liệu thân thiện môi trường như ethanol, hydrogen,... kết hợp với khai thác các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời, năng lượng gió. + Dẫn khí thải của các nhà máy vào tháp hoặc bồn chứa các chất hấp phụ phù hợp, như than hoạt tính, hấp phụ khí sulfur dioxide, trước khi thải khí ra môi trường. + Chuyển hoá sulfur dioxide thành các chất ít gây ô nhiễm hơn bằng các hóa chất như vôi sống (thành phần chính là CaO), vôi tôi (thành phần chính là Ca(OH)2) hoặc đá với nghiền (thành phần chính là CaCO3).
Đáp án
I. MUỐI SULFATE
1. Một số muối sulfate
Ảnh
- Ammoium sulfate latex((NH_4)_2SO_4)) - Magnesium sulfate latex()MgSO_4)) - Calcium sulfate dihydrate latex((CaSO_4 .2H_2O)) - Barium sulfate latex((BaSO_4))
Câu hỏi
Ảnh
Câu hỏi: Hai chất phụ gia thực phẩm đều màu trắng là bột thạch cao nung và bột "baking soda" NaHCO3. Làm thế nào để phân biệt hai chất phụ gia này?
Đáp án:
Sử dụng HCl để phân biệt: + Bột tan trong HCl tạo khí: baking soda (NaHCO3). + Bột không tan HCl: Thạch cao nung.
Ảnh
2. Nhận biết ion muối sulfate trong dung dịch
- Trình bày cách sử dụng dung dịch barium hydroxide để phân biệt ba phân đạm có thành phần chính lần lượt là NaNO3, NH4Cl, (NH4)2SO4.
+ Lấy mỗi chất một ít ra các ống nghiệm tương ứng có đánh số từ 1 đến 3: + Cho dung dịch Ba(OH)2 lần lượt vào từng ống nghiệm và lắc đều cho tan hết phân đạm.
Ảnh
Đáp án:
Bài tập
Bài tập 1
Ảnh
Bài tập 1: a) Tính thể tích dung dịch: latex(H_2SO_4) 98% (D = 1,84 g mL−1) cần dùng để pha chế thành 500 mL dung dịch latex(H_2SO_4) 0,05 M. b) Tính thể tích dung dịch: latex(H_2SO_4) 0,05 M cần dùng để trung hoà 10 mL dung dịch NaOH có pH = 13.
Bài tập 2
Ảnh
Bài tập 2: Các ao, hồ, suối, sông quanh miệng núi lửa thường có môi trường acid. Điển hình là hồ Kawah Ijen, miền Đông đảo Java, Indonesia. Hồ nằm cao hơn mặt nước biển 2 300 m, được cho là "hồ acid" lớn nhất thế giới. Giá trị pH của nước trong hồ dao động từ 0,13 đến 0,50 chủ yếu do sulfuric acid gây nên. Hãy giải thích nguyên nhân có mặt của sulfuric acid trong hồ.
+ Sulfur dioxide được sinh ra từ núi lửa, ở nhiệt độ cao trong không khí sulfuric dioxide tác dụng với oxygen tạo sulfur trioxide. Khi gặp nước, sulfur trioxide tan tạo dung dịch sulfuric acid.
Đáp án:
Ảnh
Bài tập 3
Ảnh
Bài tập 3: Dựa vào tính chất nào để phân biệt nhanh muối magnesium sulfate và muối barium sulfate?
Đáp án:
Để phân biệt nhanh muối magnesium sulfate và muối barium sulfate, ta cho chúng tác dụng với nước: magnesium sulfate hút nước, barium sulfate không tác dụng với nước.
Cảm ơn
Dặn dò
Ảnh
Dặn dò
Xem lại bài đã học hôm nay và chuẩn bị cho bài học tiếp theo
Làm đầy đủ bài tập về nhà
Cảm ơn
Ảnh