Hoá Học ProTHPT
Đăng nhậpĐăng ký

Hoá học 11 · Nitrogen và sulfur

Sulfuric acid và muối sulfate

Cấu tạo, tính chất vật lí, quy tắc pha loãng an toàn; tính chất của sulfuric acid loãng và đặc; sản xuất theo phương pháp tiếp xúc; muối sulfate và nhận biết ion sulfate.

Tính chất vật lí và an toàn

H2SO4 là chất lỏng sánh như dầu, không màu, không bay hơi, nặng gần gấp hai lần nước (dung dịch 98% có khối lượng riêng 1,84 g/cm³). Acid đặc tan vô hạn trong nước và toả rất nhiều nhiệt.

Quy tắc pha loãng: phải rót từ từ acid vào nước và khuấy đều, tuyệt đối không làm ngược lại vì nước sôi đột ngột làm acid bắn ra rất nguy hiểm.

Tính chất hoá học

Dung dịch loãng có tính acid mạnh: tác dụng với kim loại đứng trước H giải phóng H2, với base, oxide base, muối: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2.

Acid đặc có:

  • Tính oxi hoá mạnh: tác dụng với hầu hết kim loại (trừ Au, Pt), kể cả Cu: Cu + 2H2SO4 t°→ CuSO4 + SO2 + 2H2O; 2Fe + 6H2SO4 t°→ Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O. Al, Fe, Cr bị thụ động trong acid đặc, nguội.
  • Oxi hoá phi kim: C + 2H2SO4 t°→ CO2 + 2SO2 + 2H2O.
  • Tính háo nước: lấy nước của nhiều hợp chất hữu cơ: C12H22O11 → 12C + 11H2O (đường hoá đen, cột than xốp trồi lên).

Sản xuất sulfuric acid

Phương pháp tiếp xúc gồm ba giai đoạn:

  1. Sản xuất SO2 từ sulfur hoặc quặng pyrite: S + O2 t°→ SO2.
  2. Oxi hoá SO2 thành SO3: 2SO2 + O2 ⇌ 2SO3 (xúc tác V2O5, khoảng 450 °C).
  3. Hấp thụ SO3 bằng H2SO4 98% tạo oleum H2SO4·nSO3, sau đó pha loãng oleum bằng nước được sulfuric acid.

Muối sulfate và nhận biết ion sulfate

Một số muối sulfate quan trọng: BaSO4 (chất cản quang khi chụp X quang dạ dày), CaSO4 (thạch cao, bó bột, sản xuất xi măng), MgSO4 (thuốc nhuận tràng), (NH4)2SO4 (phân đạm), phèn chua KAl(SO4)2·12H2O (làm trong nước).

Nhận biết ion sulfate: dùng dung dịch chứa Ba2+ (ví dụ BaCl2), tạo kết tủa trắng không tan trong acid: Ba2+ + SO42− → BaSO4↓.

🧪 Thí nghiệm ảo – mô phỏng

🧪 Hãy thử
  • Chọn Pha loãng đúng cách (acid vào nước): nhiệt độ tăng từ từ và an toàn.
  • Chọn Pha loãng sai cách (nước vào acid): quan sát hiện tượng sôi, bắn tóe nguy hiểm.
  • Chọn Đường + H₂SO₄ đặc: đường hoá đen, cột than xốp dâng lên do khí CO₂ và SO₂ thoát ra.

🎉 Thí nghiệm vui cho bài này

Lớp 11Con rắn đen từ đườngĐường và baking soda cháy tạo "con rắn" carbon xốp dài ngoằng trườn ra khỏi đống cát.

📐 Công thức cần nhớ

Kim loại + H₂SO₄ đặc tạo SO₂
\[n \cdot n_{KL} = 2n_{SO_2}\]
n: hoá trị cao nhất của kim loại; S⁺⁶ nhận 2 e tạo SO₂
Số mol H₂SO₄ phản ứng (tạo SO₂)
\[n_{H_2SO_4} = 2n_{SO_2}\]
Một nửa làm môi trường tạo muối, một nửa làm chất oxi hoá

✍️ Ví dụ có lời giải

Ví dụ 1. Cho 12,8 gam Cu tác dụng hết với H2SO4 đặc, nóng, dư. Tính thể tích khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất) ở điều kiện chuẩn.

Xem lời giải
  1. n(Cu) = 12,8 : 64 = 0,2 mol.
  2. Theo phương trình Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O: n(SO₂) = n(Cu) = 0,2 mol.
  3. V = 0,2 · 24,79 = 4,958 L.

✅ Đáp số: 4,958 L

⚠️ Lỗi thường gặp

  • Đổ nước vào acid đặc khi pha loãng: rất nguy hiểm.
  • Viết Cu tác dụng với H₂SO₄ loãng giải phóng H₂: Cu đứng sau H nên không phản ứng với acid loãng.
  • Dùng BaCl₂ nhận biết sulfate nhưng không thử độ tan của kết tủa trong acid (BaCO₃, BaSO₃ cũng là kết tủa trắng nhưng tan trong HCl).

🎮 Luyện tập bài này

Nitrogen & SulfurN₂, NH₃, muối ammonium, HNO₃, S, SO₂, H₂SO₄, muối sulfate.L11