Hóa 11 Kết nối tri thức bài 8

VnDoc.com xin gửi tới bạn đọc bài viết Hóa 11 Kết nối tri thức bài 8: Sulfuric acid và muối sulfate để bạn đọc cùng tham khảo và có thêm tài liệu giải bài tập Hóa 11 Kết nối tri thức nhé. Mời các bạn cùng theo dõi bài viết.

Mở đầu

Sulfuric acid là hoá chất quan trọng hàng đầu trong công nghiệp, được sử dụng cả ở dạng dung dịch loãng và dạng dung dịch đặc dựa trên những tính chất khác biệt.

Vậy, dung dịch sulfuric acid loãng và dung dịch sulfuric acid đặc có những tính chất quan trọng nào? Cần lưu ý điều gì khi bảo quản và sử dụng acid này để đảm bảo an toàn?

Bài làm

Tính chất:

Dung dịch sulfuric acid loãng có các tính chất chung của acid.

Dung dịch sulfuric acid đặc là chất lỏng sánh, có tính hút ẩm mạnh, háo nước, dễ gây bỏng.

Dung dịch sulfuric acid đặc có tính acid mạnh và tính oxi hoá mạnh, oxi hoá nhiều đơn chất và hợp chất, nhất là khi đun nóng.

Bảo quản:

Sulfuric acid được bảo quản trong chai, lọ có nút đậy chặt, đặt ở vị trí chắc chắn.

Đặt chai, lọ đựng dung dịch sulfuric acid đặc cách xa các lọ chứa chất dễ gây cháy, nổ như chlorate, perchlorate, permanganate, dichromate.

Sử dụng:

Sulfuric acid gây bỏng khi rơi vào da, do vậy khi sử dụng cần tuân thủ các nguyên tắc:

(1) Sử dụng găng tay, đeo kính bảo hộ, mặc áo thí nghiệm.

(2) Cầm dụng cụ chắc chắn, thao tác cẩn thận.

(3) Không tì, đè chai đựng acid lên miệng cốc, ống đong khi rót acid.

(4) Sử dụng lượng acid vừa phải, lượng acid còn thừa phải thu hồi vào lọ đựng.

(5) Không được đổ nước vào dung dịch acid đặc.

Sơ cứu khi bỏng acid:

Khi bị bỏng sulfuric acid cần thực hiện sơ cứu theo các bước sau:

(1) Nhanh chóng rửa ngay với nước lạnh nhiều lần để làm giảm lượng acid bám trên da.
Nếu bị bỏng ở vùng mặt nhưng acid chưa bắn vào mắt thì nhắm chặt mắt khi ngâm rửa. Nếu acid đã bắn vào mắt thì úp mặt vào chậu nước sạch, mở mắt và chớp nhiều lần để rửa acid.

(2) Sau khi ngâm rửa bằng nước, cần tiến hành trung hoà acid bằng dung dịch NaHCO₃ loãng (khoảng 2%).

(3) Băng bó tạm thời vất bỏng bằng băng sạch, cho người bị bỏng uống bù nước điện giải rồi đưa đến cơ sở y tế gần nhất.

I. Sulfuric acid

1. Cấu tạo phân tử

Câu hỏi 1: a) Dựa vào cấu tạo, cho biết phân tử sulfuric acid có khả năng cho bao nhiêu proton khi đóng vai trò là acid.

b) Dựa vào tương tác giữa các phân tử, hãy dự đoán sulfuric acid là chất lỏng dễ bay hơi hay khó bay hơi.

Bài làm

a) 8 proton

b) Khó bay hơi

2. Tính chất vật lí

3. Quy tắc an toàn

Câu hỏi 2: a) Nêu các lưu ý bắt buộc để đảm bảo an toàn khi sử dụng dung dịch sulfuric acid đặc.

b) Hãy cho biết ý nghĩa của kí hiệu cảnh báo ở Hình 8.3.

Bài làm

a) Những lưu ý

Bảo quản:

Sulfuric acid được bảo quản trong chai, lọ có nút đậy chặt, đặt ở vị trí chắc chắn.

Đặt chai, lọ đựng dung dịch sulfuric acid đặc cách xa các lọ chứa chất dễ gây cháy, nổ như chlorate, perchlorate, permanganate, dichromate.
Sử dụng:

Sulfuric acid gây bỏng khi rơi vào da, do vậy khi sử dụng cần tuân thủ các nguyên tắc:

(1) Sử dụng găng tay, đeo kính bảo hộ, mặc áo thí nghiệm.

(2) Cầm dụng cụ chắc chắn, thao tác cẩn thận.

(3) Không tì, đè chai đựng acid lên miệng cốc, ống đong khi rót acid.

(4) Sử dụng lượng acid vừa phải, lượng acid còn thừa phải thu hồi vào lọ đựng.

(5) Không được đổ nước vào dung dịch acid đặc.

Sơ cứu khi bỏng acid:

Khi bị bỏng sulfuric acid cần thực hiện sơ cứu theo các bước sau:

(1) Nhanh chóng rửa ngay với nước lạnh nhiều lần để làm giảm lượng acid bám trên da.
Nếu bị bỏng ở vùng mặt nhưng acid chưa bắn vào mắt thì nhắm chặt mắt khi ngâm rửa. Nếu acid đã bắn vào mắt thì úp mặt vào chậu nước sạch, mở mắt và chớp nhiều lần để rửa acid.

(2) Sau khi ngâm rửa bằng nước, cần tiến hành trung hoà acid bằng dung dịch NaHCO₃ loãng (khoảng 2%).

(3) Băng bó tạm thời vất bỏng bằng băng sạch, cho người bị bỏng uống bù nước điện giải rồi đưa đến cơ sở y tế gần nhất.

b) Ý nghĩa kí hiệu cảnh báo: sự nguy hiểm của sulfuric acid.

4. Tính chất hóa học

Hoạt động nghiên cứu 1: Em hãy cho biết các tính chất hóa học cơ bản của một acid.

Bài làm

Tác dụng với kim loại, base, oxide base, muối.

Hoạt động nghiên cứu 2: Viết phương trình hóa học minh họa tính acid của dung dịch H₂SO₄ loãng với kim loại Fe bột MgO dung dịch Na₂CO₃ dung dịch BaCl₂.

Bài làm

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H²

MgO + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂O

Na₂CO₃ + H2SO4 → Na₂SO₄ + CO₂ + H₂O

BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ + 2HCl

Hoạt động thí nghiệm: Đồng (copper) tác dụng với dung dịch sulfuric acid đặc, nóng

Chuẩn bị: đồng lá hoặc phoi bào, dung dịch sulfuric acid 70%; ống nghiệm, kẹp gỗ, đèn cồn, bông tẩm dung dịch NaOH loãng.

Tiến hành:

- Cho vài lá đồng đã cắt nhỏ vào ống nghiệm, thêm tiếp khoảng 3 mL dung dịch H₂SO₄ 70%, dùng bông đã tẩm dung dịch NaOH loãng nút miệng ống nghiệm.

- Hơ nóng đều phần ống nghiệm chứa dung dịch trên ngọn lửa đèn cồn, sau đó đun tập trung vào đáy ống nghiệm.

Lưu ý: Dung dịch sulfuric acid đặc rơi vào da sẽ gây bỏng nặng, cần cẩn thận khi sử dụng.

Quan sát, mô tả hiện tượng xảy ra và thực hiện yêu cầu sau:

1. Viết phương trình hoá học của phản ứng và xác định chất oxi hoá, chất khử.

2. Nhận xét về khả năng phản ứng của dung dịch sulfuric acid đặc, nóng với copper.

Bài làm

Hiện tượng Lá đồng màu đỏ Đồng (Cu) tan dần trong dung dịch axit H₂SO₄ đặc dung dịch chuyển thành màu xanh và thấy hiện tượng sủi bọt khí do sulfur dioxide (SO₂) sinh ra.

1. Phương trình hoá học của phản ứng

Cu + H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + H₂O

SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H2O

Chất khử Cu: Cu^o → Cu²⁺ + 2e

Chất oxi hóa S: S⁶⁺ + 2e → S⁴⁺

2. Dung dịch sulfuric acid đặc, nóng có tính oxi hóa mạnh khi tác dụng với copper.

Hoạt động thí nghiệm: Dung dịch sulfuric acid đặc tác dụng với đường mía

Chuẩn bị: đường mía (C₁₂H₂₂O₁₁), dung dịch sulfuric acid đặc; cốc thuỷ tinh loại 100 mL.

Tiến hành:

- Lấy khoảng 10 g đường mía cho vào cốc.

- Nhỏ đều trên bề mặt đường mía khoảng 2 mL dung dịch sulfuric acid đặc.

Lưu ý: Dung dịch sulfuric acid đặc rơi vào da sẽ gây bỏng nặng, cần cẩn thận khi sử dụng.

Quan sát, mô tả hiện tượng xảy ra và thực hiện yêu cầu sau:

1. Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra trong thí nghiệm.

2. Dự đoán hiện tượng khi cho dung dịch sulfuric acid đặc tiếp xúc với các carbohydrate khác như cellulose (giấy, bông), tinh bột (gạo).

Bài làm

Khi nhỏ sulfuric acid đặc vào đường mía, ta thấy đường nhanh chóng hóa đen, sau đó khối rắn tăng thể tích rất nhanh và thoát khí mùi hắc (SO₂)

1. Phương trình hoá học của các phản ứng:

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂SO₄ → 12C + H₂SO₄.11H₂O

C + 2H₂SO₄ → 12CO₂↑ + 2SO₂↑ + 2H₂O

2. Khi cho dung dịch sulfuric acid đặc tiếp xúc với các carbohydrate khác như cellulose (giấy, bông), tinh bột (gạo) thì các carbohydrate bị hóa đen.

Câu hỏi 3: a) Viết phương trình hoá học của phản ứng khi cho lần lượt các chất rắn sodium chloride (NaCl), sodium bromide (NaBr) tác dụng với dung dịch sulfuric acid đặc.

b) Chỉ ra vai trò của sulfuric acid trong mỗi phản ứng đó.

Bài làm

NaCl + H₂SO₄ → NaHSO₄ + HCl

Vai trò của sulfuric acid: Tính acid.

2NaBr + 2H₂SO₄ → Br₂ + SO₂ + 2H₂O + Na₂SO₄

Vai trò của sulfuric acid: Tính oxi hóa.

5. Ứng dụng

Hoạt động nghiên cứu: Sưu tầm tài liệu và trình bày về các ứng dụng của sulfuric acid trong các ngành sản xuất và đời sống. Vì sao sulfuric acid là hóa chất có tầm quan trọng bậc nhất?

Bài làm

Ứng dụng của hóa chất sulfuric acid H₂SO₄ trong đời sống

Sulfuric acid là một tỏng những hóa chất được sử dụng hàng đầu trong công nghiệp với vai trò nguyên liệu chính hay chất xúc tác. Loại hóa chất này được dùng nhiều nhất trong các ngành sản xuất phân bón, sản xuất tơ sợi hóa học, chất dẻo, chất tẩy rửa, sơn màu,...

Ứng dụng của sulfuric acid

1. Trong sản xuất phân bón

Sulfuric acid được dùng chính trong để sản xuất acid phosphoric, một nguyên liệu không thể thiếu để sản xuất các loại phân phosphate. Và nó cũng được dùng để sản xuất Amoni sulfat.

2. Trong sản xuất công nghiệp

H₂SO₄ được sử dụng rộng rãi trong sản xuất kim loại như đồng, kẽm,... và dùng để làm sạch bề mặt thép và dung dịch tẩy gỉ.

Sulfuric acid còn được dùng để sản xuất nhôm sulfate (phèn làm giấy), các loại muối sulfat, chế tạo thuốc nổ, thuốc nhuộm, chất dẻo, tẩy rửa kim loại trước mạ, sản xuất dược phẩm.

Hỗn hợp H₂SO₄ với nước được dùng làm chất điện giải trong các dạng ắc quy, acid chì,...
Mỗi năm có khoảng 160 triệu tấn H₂SO₄ được sử dụng, nổ bật trong các ngành sản xuất như phân bón 30%, chất tẩy rửa 14%, giấy, sợi 8%, chất dẻo 5%, luyện kim 2%, phẩm nhuộm 2%, ...

3. Trong xử lý nước thải

Sulfuric acid được sử dụng để sản xuất nhôm hidroxit, chất được dùng trong các nhà máy xử lý nước để lọc tạp chất, cải thiện mùi vị của nước, trung hòa độ pH trong nước, loại bỏ các Ca2+, Mg2+, có trong nước thải.

Lưu ý: Về tác hại của sulfuric acid, đây là hóa chất nguy hiểm, hạng một ăn mòn và gây bỏng rộp da. Vì thế khi sử dụng nên trang bị đầy đủ các dụng cụ chuyên dụng, mặt nạ phòng độc cá nhân, khẩu trang, tủ hút khio pha chế...

Sulfuric acid được dùng trong quy tình xử lý nước thải công nghiệp

4. Trong phòng thí nghiệm

Sulfuric acid là hợp chất đậm đặc dùng để điều chế các acid khác yếu hơn: HNO₃. HCl ở trong thí nghiệm.

Là hóa chất không thể thiếu trong các phản ứng để đưa ra những kết quả, ứng dụng vào trong các lĩnh vực khác của cuộc sống.

Câu hỏi 4: Dung dịch sulfuric acid đặc được sử dụng để sản xuất phosphoric acid và phân bón superphosphate từ quặng phosphorita và apatite. Hãy viết phương trình hoá học của phản ứng giữa dung dịch sulfuric acid đặc với Ca₃(PO₄)₂ trong hai quặng trên.

Bài làm

Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂ SO₄ → 3CaSO₄ + 2H₃PO₄

II. Muối Sulfate

1. Ứng dụng

Hoạt động nghiên cứu: Tìm hiểu thêm và trình bày về các ứng dụng của muối sulfate mà em biết.

Bài làm

Ammonium sulfate ((NH₄)₂SO₄) ở dạng tinh thể màu trắng, chủ yếu được dùng làm phân bón cung cấp đạm cho đất.

Magnesium sulfate (MgSO₄) ở dạng tinh thể màu trắng, chủ yếu được sử dụng làm phân bón. Muối này còn được sử dụng làm thuốc để cung cấp magnesium cho cơ thể, giúp giảm các cơn đau cơ, giảm hiện tượng chuột rút. Mỗi phân tử magnesium sulfate có thể kết hợp với 7 phân tử nước để tạo MgSO₄.7H₂O. Vì vậy, magnesium sulfate còn được sử dụng làm chất hút ẩm, chất hút mồ hôi tay của các vận động viên thể dục dụng cụ.

Calcium sulfate dihydrate (CaSO4.2H₂O) là thành phần chính của khoáng vật gọi là thạch cao tự nhiên (gypsum). Khi nung thạch cao CaSO₄.2H₂O đến khoảng 150°C – 180°C tạo thành thạch cao nung CaSO₄.0.5H₂O.

Thạch cao nung có khả năng hút nước và nhanh chóng chuyển lại thành thạch cao. Vì vậy, khi nhào trộn thạch cao nung với nước, nó có khả năng đông cứng rất nhanh. Nhờ tính chất này, thạch cao nung được sử dụng làm vật liệu xây dựng, nặn đúc tượng và khuôn đúc, bó chỉnh hình trong y học.

Thạch cao nung còn được dùng làm chất phụ gia trong chế biến thực phẩm với hàm lượng cho phép nhất định. Chất này giúp đông tụ protein trong đậu hũ (đậu phụ), phô mai (pho mát); hạn chế hiện tượng nhão của bột trong làm bánh; giữ nước bên trong các loại mứt,...

Barium sulfate (BaSO₄) ở dạng tinh thể màu trắng, được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như sơn, mực in, nhựa, lớp phủ, men, thuỷ tinh, khai thác khoáng sản, sản xuất các loại giấy trắng chất lượng cao. Trong y tế, barium sulfate là thành phần chính của thuốc cản quang trong kĩ thuật X-quang.

2. Nhận biết

Hoạt động nghiên cứu: Thí nghiệm: Nhận biết Ion SO₄²⁻ bằng Ion Ba²⁺

Chuẩn bị: dung dịch Na₂SO₄, dung dịch BaCl₂; ống nghiệm, kẹp gỗ.

Tiến hành:

- Lấy khoảng 1 mL dung dịch Na₂SO₄ cho vào ống nghiệm.

- Nhỏ vài giọt dung dịch BaCl₂ vào ống nghiệm, lắc nhẹ.

Quan sát hiện tượng xảy ra và thực hiện các yêu cầu:

1. Viết phương trình hoá học dạng phân tử và ion rút gọn.

2. Dự đoán hiện tượng khi nhỏ dung dịch BaCl₂ vào ống nghiệm đựng dung dịch H₂SO₄ loãng.

Bài làm

Xuất hiện kết tủa trắng barium sulfate (BaSO₄) trong dung dịch.

1. Na₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄ + 2NaCl

Ba²⁺ + SO₄²⁻ → BaSO₄

2. Xuất hiện kết tủa trắng barium sulfate (BaSO₄) trong dung dịch.

Câu hỏi 5: Trình bày phương pháp hoá học để phân biệt các cặp dung dịch sau:

a) BaCl₂ và NaCl.

b) H₂SO₄ loãng và HCI.

Bài làm

a) - Trích mẫu thử: Lấy ở mỗi lọ một lượng nhỏ ra ống nghiệm để nhận biết.

- Lấy dung dịch H₂SO₄ loãng cho vào mỗi ống nghiệm trên:

Xuất hiện kết tủa trắng ⇒ Nhận biết được BaCl₂, ống nghiệm còn lại là NaCl.

b) - Trích mẫu thử: Lấy ở mỗi lọ một lượng nhỏ ra ống nghiệm để nhận biết.

- Lấy dung dịch BaCl₂ cho vào mỗi ống nghiệm trên:

Xuất hiện kết tủa trắng ⇒ Nhận biết được H₂SO₄ Ống nghiệm còn lại là HCl.

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

Bài tiếp theo: Hóa 11 Kết nối tri thức bài 9

Trên đây VnDoc.com vừa gửi tới bạn đọc bài viết Hóa 11 Kết nối tri thức bài 8: Sulfuric acid và muối sulfate. Hi vọng qua bài viết này bạn đọc có thêm tài liệu để học tập tốt hơn môn Hóa học 11 Kết nối tri thức. Mời các bạn cùng tham khảo thêm tại mục Toán 11 Kết nối tri thức, Vật lý 11 Kết nối tri thức.