Bài 4: Một số axit quan trọng

A. Lý thuyết

I. Axit clohiđric (công thức hóa học: HCl)

- Khi hòa tan khí hiđroclorua (HCl, thể khí) vào nước ta thu được dung dịch axit clohiđric (HCl, thể lỏng).

- 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.

1. Tính chất hóa học:

Axit clohiđric 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 hiđro

Ví dụ:

  2HCl + 2Na → 2NaCl + H₂ (↑)

  2HCl + Fe → FeCl₂ + H₂ (↑)

Chú ý: Các kim loại Hg, Cu, Ag, Au, Pt …không tác dụng với HCl.

c) Tác dụng với bazơ tạo thành muối clorua và nước.

Ví dụ:

  HCl + NaOH → NaCl + H₂O

  2HCl + Ba(OH)₂ → BaCl₂ + 2H₂O

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

Ví dụ:

  2HCl + FeO → FeCl₂ + H₂O

  2HCl + Na₂O → 2NaCl + H₂O

e) Tác dụng với một số muối.

Ví dụ:

  2HCl + Na₂CO₃ → 2NaCl + CO₂ + H₂O

2. Ứng dụng.

Axit clohiđric 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…

II. Axit sunfuric (công thức hóa học H₂SO₄)

1. Tính chất vật lí

- Axit H₂SO₄ là chất lỏng sánh, không màu, nặng gấp hai lần nước (ở nồng độ 98% có d = 1,83 g/cm³), không bay hơi, tan dễ dàng trong nước và tỏa rất nhiều nhiệt.

- Để pha loãng axit sunfuric đặc an toàn: Rót từ từ axit đặc vào bình đựng sẵn nước rồi khuấy đều bằng đũa thủy tinh. Tuyệt đối không được làm ngược lại.

2. Tính chất hóa học

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

a. Tính chất hóa học của axit H₂SO₄ loãng: H₂SO₄ loãng có đầy đủ tính chất của một axit mạnh.

- Làm đổi màu quỳ tím thành đỏ

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

Ví dụ:

  H₂SO_{4 (loãng)} + 2Na → Na₂SO₄ + H₂ (↑)

  3H₂SO_{4 (loãng)} + 2Al → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂ (↑)

Chú ý: Các kim loại Hg, Cu, Ag, Au, Pt … không tác dụng với H₂SO₄ loãng.

Khi Fe tác dụng với H₂SO₄ loãng, sản phẩm thu được là muối sắt (II)

  H₂SO_{4 (loãng)} + Fe → FeSO₄ + H₂ (↑)

- Tác dụng với bazơ tạo thành muối sunfat và nước.

Ví dụ:

  H₂SO₄ + Cu(OH)₂ → CuSO₄ + 2H₂O

  H₂SO₄ + 2KOH → K₂SO₄ + 2H₂O

- Tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối sunfat và nước.

Ví dụ:

  H₂SO₄ + CuO → CuSO₄ + H₂O

  H₂SO₄ + Na₂O → Na₂SO₄ + H₂O

- Tác dụng với một số muối

Ví dụ:

  MgCO₃ + H₂SO₄ → MgSO₄ + CO₂ ↑ + H₂O

b. Axit H₂SO₄ đặc có tính chất hóa học riêng

- Tác dụng với kim loại

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

Ví dụ:

- Tính háo nước

Ví dụ:

Khi cho axit H₂SO₄ đặc vào đường, đường sẽ hóa thành than.

Sau đó một phần C sinh ra lại bị H₂SO₄ đặc oxi hóa:

  C + 2H₂SO_{4 (đặc)} → CO₂ + 2SO₂ + 2H₂O

3. Ứng dụng

Hàng năm, thế giới sản xuất gần 200 triệu tấn axit H₂SO₄.

Axit H₂SO₄ là nguyên liệu của nhiều ngành sản xuất như sản xuất phân bón, phẩm nhuộm, chế biến dầu mỏ, ...

4. 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 đioxit bằng cách đốt lưu huỳnh hoặc pirit sắt trong không khí:

- Sản xuất lưu huỳnh trioxit bằng cách oxi hóa SO₂, có xúc tác là V2O₅ ở 450°C

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

  SO₃ + H₂O → H₂SO₄

5. Nhận biết axit H₂SO₄ và muối sunfat

- Để nhận ra axit H₂SO₄ và dung dịch muối sunfat ta dùng thuốc thử là dung dịch muối bari (như BaCl₂; Ba(NO₃)₂ …). Phản ứng tạo thành kết tủa trắng BaSO₄ không tan trong nước và trong axit.

- Phương trình hóa học:

  H₂SO₄ + BaCl₂ → 2HCl + BaSO₄ ↓

  Na₂SO₄ + BaCl₂ → 2NaCl + BaSO₄ ↓

B. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1: Dung dịch axit clohiđric tác dụng với sắt tạo thành:

 A. Sắt (II) clorua và khí hiđro.

 B. Sắt (III) clorua và khí hiđro.

 C. Sắt (II) Sunfua và khí hiđro.

 D. Sắt (II) clorua và nước.

Đáp án: A

  Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂ (↑)

Câu 2: Oxit tác dụng với axit clohiđric là

 A. SO₂.

 B. CO₂.

 C. CuO.

 D. CO.

Đáp án: C

  CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O

Câu 3: Muốn pha loãng axit sunfuric đặc ta phải:

 A. Rót nước vào axit đặc.

 B. Rót từ từ nước vào axit đặc.

 C. Rót nhanh axit đặc vào nước.

 D. Rót từ từ axit đặc vào nước.

Đáp án: D

Câu 4: Axit sunfuric đặc nóng tác dụng với đồng kim loại sinh ra khí:

 A. CO₂.

 B. SO₂.

 C. SO₃.

 D. H₂S.

Đáp án: B

Câu 5: Để nhận biết dung dịch axit sunfuric và dung dịch axit clohiđric ta dùng thuốc thử:

 A. NaNO₃.

 B. KCl.

 C. MgCl₂.

 D. BaCl₂.

Đáp án: D

  BaCl₂ + HCl → không phản ứng

  BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ (↓ trắng) + 2HCl

Câu 6: Cặp chất tác dụng với dung dịch axit clohiđric là

 A. NaOH, BaCl₂ .

 B. NaOH, BaCO₃.

 C. NaOH, Ba(NO₃)₂.

 D. NaOH, BaSO₄.

Đáp án: B

  NaOH + HCl → NaCl + H₂O

  BaCO₃ + 2HCl → BaCl₂ + CO₂ ↑ + H₂O

Câu 7: Cho 5,6 g sắt tác dụng với axit clohiđric dư, sau phản ứng thể tích khí H₂ thu được (ở đktc):

 A. 1,12 lít .

 B. 2,24 lít.

 C. 11,2 lít.

 D. 22,4 lít.

Đáp án: B

n_Fe = 5,6 : 56 = 0,1 mol

→ V_khí = 0,1.22,4 = 2,24 lít.

Câu 8: Trung hoà 200g dung dịch HCl 3,65% bằng dung dịch KOH 1M . Thể tích dung dịch KOH cần dùng là:

 A. 100 ml .

 B. 300 ml.

 C. 400 ml.

 D. 200 ml.

Đáp án: D

Câu 9: Hoà tan hết 3,6 g một kim loại hoá trị II bằng dung dịch H₂SO₄ loãng được 3,36 lít H₂ (đktc). Kim loại là:

 A. Zn .

 B. Mg.

 C. Fe.

 D. Ca.

Đáp án: B

n_khí = 3,36 : 22,4 = 0,15 mol

Gọi kim loại là R (hóa trị II)

Vậy kim loại cần tìm là Magie (Mg).

Câu 10: Trung hoà 100 ml dung dịch H₂SO₄ 1M bằng V (ml) dung dịch NaOH 1M. V là:

 A. 50 ml.

 B. 200 ml.

 C. 300 ml.

 D. 400 ml.

Đáp án: B

Số mol H₂SO₄ = 0,1.1 = 0,1 mol