Hấp thụ SO3 bằng H2SO4 đặc 98 thu được oleum có công thức dạng

Hấp thụ SO₃ bằng H₂SO₄ đặc 98 thu được Oleum có công thức dạng được VnDoc biên soạn hướng dẫn bạn đọc trả lời các câu hỏi liên quan đến xác định công thức hóa học của Oleum. Cũng như đưa ra các nội dung lý thuyết, câu hỏi bài tập liên quan. 

Hướng dẫn giải chi tiết bài tập

Gọi công thức hóa học của oleum là H₂SO₄.nSO₃

Trong Oleum có 1+n nguyên tử S

Vậy :

$\mathrm{\%}S=\frac{(1+n).32}{98+80n}.100\mathrm{\%}=36,7\mathrm{\%}$

⇒ n = 1,5

Vậy công thức hóa học của oleum là H₂SO₄.1,5SO₃

I. Oleum là gì? 

Oleum là tên gọi của Sulfuric acid được biểu thị theo công thức H₂SO₄.nSO₃ với n được định nghĩa là hàm lượng mol sulfur trioxide tự do.

SO₃ + H₂O → H₂SO₄ 

Hết H₂O: nSO₃ + H₂SO₄ → H₂SO₄.nSO₃

Ví dụ: 3SO₃ + H₂SO₄ → H₂SO₄.3SO₃

Tên gọi khác: Sulfuric acid bốc khói.

Công thức của oleum: H₂SO₄.nSO₃ nên khi tác dụng H₂O ta có:

H₂SO₄.nSO₃ + nH₂O → (n +1) H₂SO₄ 

  $\Rightarrow n_{Oleum}=\frac{n_{H_{2}S{O}_4}}{n+1}$

Ví dụ:

H₂SO₄.3SO₃ + 3H₂O → 4H₂SO₄

Chú ý: 

Coi H₂SO₄ ngậm H₂SO₄.nSO₃ (oleum) là một dung dịch H2SO4 (áp dụng bài tập tính toán (bài tập pha chế dung dịch)

Khi pha trộn dung dịch thì có thể coi oleum là acid có nồng độ:

$C{\mathrm{\%}}_{H_{2}S{O}_4}=\frac{m_{chấttan}}{m_{dungdịch}}.100\mathrm{\%}=\frac{m_{H_{2}S{O}_4}}{m_{oleum}}.100\mathrm{\%}$

$=\frac{(n+1).98}{98+80n}.100\mathrm{\%}$ 

II. Câu hỏi vận dụng liên quan 

Câu 1. Hãy xác định công thức của oleum A, biết rằng khi hoà tan 3,38 gam A vào nước người ta phải dung 800 ml dung dịch KOH 0,1M để trung hòa dung dịch A

A. H₂SO₄.5SO₃

B. H₂SO₄.6SO₃

C. H₂SO₄.3SO₃

D. H₂SO₄.4SO₃

Câu 2. Trộn 676 gam oleum với 360 gam dung dịch H₂SO₄ 80% thu được một loại oleum chứa 15,44% khối lượng SO₃. Xác định công thức oleum ban đầu 

A. H₂SO₄.3SO₃

B. H₂SO₄.5SO₃

C. H₂SO₄.4SO₃

D. H₂SO₄.7SO₃

Hướng dẫn trả lời

Oleum ban đầu là H₂SO₄.nSO₃ với số mol là:

676/(98 + 80n) mol =>n_SO3 =676n/(98 + 80n) mol

Dung dịch H₂SO₄ ban đầu chứa:

m_H2SO4 = 288 gam; m_H2O = 72 gam => n_H2O = 4 mol

SO₃ + H₂O → H₂SO₄

4mol ← 4mol → 4mol

=>n_{SO3 du} = 676n/(98+ 80n) − 4

Lượng SO₃ dư này sẽ tạo ra oleum 15,44% SO₃ nên:

%m_SO3= (80.[676n/(98 + 80n)−4])/(676 + 360) = 15,44%

=>n = 3

Vậy oleum ban đầu là H₂SO₄.3SO₃

Câu 3. Có một oleum có công thức là H₂SO₄.3SO₃. Khối lượng oleum này cần dùng để cho vào 100 mL dung dịch H₂SO₄ 40% (d=1,31 g/ml) để tạo ra oleum có hàm lượng SO₃ 10% gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 274,55 gam.

B. 823,65 gam.

C. 449,1 gam.

D. 594,1 gam.

Hướng dẫn trả lời

Đặt số mol của oleum là x → Trong oleum có số mol H₂SO₄ và SO₃ lần lượt là x và 3x

m_ddH2SO4 = 100.1,31 = 131(g)

$\{\begin{array}{c}{m}_{H_{2}S{O}_4}=\frac{131.40}{100}=52,4(gam)\\ m_{H_{2}O}=131-52,4=78,6(gam)\Rightarrow n_{H_{2}O}=\frac{131}{30}mol\end{array}$

Câu 4. Cho 0,4 mol SO₂ và 0,6 mol O₂ vào một bình dung tích 1 lít được giữ ở một nhiệt độ không đổi. Phản ứng trong bình xảy ra như sau:

2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g)

Khi phản ứng đạt đến trạng thái cân bằng, lượng SO₃ trong bình là 0,3 mol. Tính hằng số cân bằng K_C của phản ứng tổng hợp SO₃ ở nhiệt độ trên.

Câu 5.  Trong quy trình sản xuất sulfuric acid (H₂SO₄) có giai đoạn dùng dung dịch H₂SO₄ 98% hấp thụ sulfur trioxide (SO₃) thu được oleum (H₂SO₄ .nSO₃). Sulfur trioxide được tạo thành bằng cách oxi hoá sulfur dioxide bằng oxygen hoặc lượng dư không khí ở nhiệt độ 450°C - 500°C, chất xúc tác vanadium(V) oxide (V₂O₅) theo phương trình hoá học: 

$2S{O}_2(g)+O_2(g)\stackrel{V_2{O}_5,{450}^{o}C-{500}^{o}C}{\rightleftharpoons }2S{O}_3(g)$ ${\mathrm{△}}_r{H}_{298}^0=-198,4kJ$

a) Viết biểu thức tính hằng số cân bằng K_C của phản ứng trên

b) Nồng độ ban đầu của SO₂ và O₂ tương ứng là 4M và 2M. Tính hằng số cân bằng của phản ứng, biết rằng khi đạt trạng thái cân bằng đã có 80% SO₂ đã phản ứng. 

c) Để có 90% SO₂ đã phản ứng khi hệ đạt trạng thái cân bằng thì lúc đầu cần lấy lượng O₂ là bao nhiêu?

III. Câu hỏi tự luyện tập

Câu 1. Cần bao nhiêu gam dung dịch H₂SO₄ 35% để hòa tan vào đó 140 gam SO₃ thì thu được dung dịch acid có nồng độ 70%.

Câu 2. Tính khối lượng SO₃ và khối lượng dung dịch 20,5% cần lấy để pha chế được 340 gam dung dịch H₂SO₄ có nồng độ 49%.

Chi tiết câu hỏi bài tập nằm trong FILE TẢI VỀ

---------------------------------------------