Hướng dẫn giải bài tập SGK Hoá học lớp 9 bài 4: Một số axit quan trọng

Bài 1. (Trang 19 SGK hóa lớp 9 – Một số axit quan trọng)

Có những chất: CuO, BaCl₂ Zn, ZnO. Chất nào nói trên tác dụng với dung dịch HCl, dung dịch H₂SO₄ loãng sinh ra:

a) Chất khí cháy được trong không khí?

b) Dung dịch có màu xanh lam

c) Chất kết tủa màu trắng không tan trong nước và axit?

d) Dung dịch không màu và nước?

Viết tất cả các phương trình hóa học.

Đáp án và hướng dẫn giải bài 1:

a) Khí cháy được trong không khí là hiđro

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂

Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂

b) Dung dịch có màu xanh lam là dung dịch muối đồng (II)

CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O

CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O

c) Chất kết tủa trắng không tan trong nước và axit là BaSO₄

BaCl₂ + H₂SO₄ → 2HCl + BaSO₄

d) Dung dịch không màu là muối kẽm.

ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O

ZnO + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂O

Bài 2. (Trang 19 SGK hóa lớp 9 – Một số axit quan trọng)

Sản xuất axit sunfuric trong công nghiệp cần phải có những nguyên liệu chủ yếu nào? Hãy cho biết mục đích của mỗi công đoạn sản xuất axit sunfuric và dẫn ra những phản ứng hóa học.

Hướng dẫn giải bài 2:

* Trong công nghiệp axít sufuric được sản xuất từ nguyên liệu: lưu huỳnh (hoặc quặng pirit), không khí và nước.

* Mục đích của mỗi công đoạn và PTPƯ:

Sản xuất SO₂ bằng cách đốt S trong không khí:

Sản xuất SO₃ bằng cách oxi hóa SO₂:

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

SO₃(k) + H₂O(l) → H₂SO_4(dd)

Bài 3. (Trang 19 SGK hóa lớp 9 – Một số axit quan trọng)

Bằng cách nào có thể nhận biết được từng chất trong mỗi cặp chất sau theo phương pháp hóa học?

a) Dung dịch HCl và dung dịch H₂SO₄

b) Dung dịch NaCl và dung dịch Na₂SO₄

c) Dung dịch Na₂SO₄ và H₂SO₄

Viết phương trình hóa học

Hướng dẫn giải bài 3:

a) Cho dung dịch muối bari hoặc Ba(OH)₂, thí dụ BaCl₂ vào hai ống nghiệm, mỗi ống chứa sẵn dung dịch HCl và H₂SO₄

Ở ống nghiệm nào xuất hiện kết tủa thì dung dịch chứa ban đầu là dung dịch H₂SO₄; ở ống nghiệm không thấy hiện tượng gì thì dung dịch chứa ban đầu là dung dịch HCl

BaCl₂ + H₂SO₄ → 2HCl + BaSO₄

b) Dùng thuốc thử như câu a thấy kết tủa là dung dịch Na₂SO₄ không có kết tủa là dung dịch NaCl

BaCl₂ + Na₂SO₄ → 2NaCl + BaSO₄

c) Có nhiều cách để nhận biết 2 dung dịch Na₂SO₄ và H₂SO₄ đơn giản nhất là dùng quỳ tím.

Cho quỳ tím vào từng dung dịch: dung dịch làm quỳ tím đối sang màu đỏ là dung dịch H₂SO₄, dung dịch không làm đổi màu quỳ tím là dung dịch muối Na₂SO₄.

Bài 4. (Trang 19 SGK hóa lớp 9 – Một số axit quan trọng)

Bảng dưới đây cho biết kết quả của 6 thí nghiệm xảy ra giữa Fe và dung dịch H₂SO₄loãng. Trong mỗi thí nghiệm người ta dùng 0,2 gam Fe tác dụng với thể tích bằng nhau của axit, nhưng có nồng độ khác nhau:

Những thí nghiệm nào chứng tỏ rằng:

a) Phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng nhiệt độ?

b) Phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng diện tích tiếp xúc?

c) Phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng nồng độ axit?

Hướng dẫn giải bài 4:

So sánh các điều kiện: nồng độ axit, nhiệt độ của dung dịch H₂SO₄ loãng và trạng thái của sắt với thời gian phản ứng để rút ra:

a) Thí nghiệm 4 và thí nghiệm 5 chứng tỏ phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng nhiệt độ của dung dịch H₂SO₄.

b) Thí nghiệm 3 và thí nghiệm 5 chứng tỏ phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng diện tích tiếp xúc.

c) Thí nghiệm 4 và thí nghiệm 6 chứng tỏ phản ứng xảy ra nhanh hơn khi tăng nồng độ của dung dịch H₂SO₄.

Bài 5. (Trang 19 SGK hóa lớp 9 – Một số axit quan trọng)

Hãy sử dụng những chất có sẵn: Cu, Fe, KOH, C₆H₁₂O₆ (glucozơ), dung dịch H₂SO₄ loãng, H₂SO₄ đặc và những dụng cụ thí nghiệm cần thiết để làm những thí nghiệm chứng minh rằng:

a) Dung dịch H₂SO₄ loãng có những tính chất hóa học của axit

b) H₂SO₄ đặc có những tính chất hóa học riêng

Viết phương trình hóa học cho mỗi thí nghiệm.

Hướng dẫn giải bài 5:

a) Để chứng minh dung dịch H₂SO₄ loãng có những tính chất hóa học của axit, ta thực hiện các thí nghiệm:

Cho axit H₂SO₄ loãng lần lượt phản ứng với Fe, CuO, KOH:

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂ (có khí thoát ra)

(kim loại Cu không tác dụng với dd H₂SO₄ loãng)

CuO + H₂SO₄ → H₂O + CuSO₄ (dung dịch có màu xanh lam)

2KOH + H₂SO₄ → K₂SO₄ + 2H₂O

(Cho quỳ tím vào dung dịch KOH, dung dịch có màu xanh. Rót từ từ dung dịch H₂SO₄ thấy màu xanh dần biến mất đến khi dung dịch không màu)

b) Để chứng minh dung dịch H₂SO₄ đặc có những tính chất hóa học riêng ta thực hiện các thí nghiệm:

Cho axit H₂SO₄ đặc tác dụng với Cu đun nóng và với glucozơ:

Cu + H₂SO_{4 đ,nóng} → CuSO₄ + SO₂ + H₂O

(Đồng bị hòa tan dần, dung dịch chuyển sang màu xanh và có khí mùi hắc thoát ra)

(Đường bị hóa thành than và đẩy lên khỏi cốc)

Bài 6. (Trang 19 SGK hóa lớp 9 – Một số axit quan trọng)

Cho một khối lượng mạt sắt dư vào 50 ml dung dịch HCl. Phản ứng xong, thu được 3,36 lít khí (đktc).

a) Viết phương trình hóa học;

b) Tính khối lượng mạt sắt đã tham gia phản ứng

c) Tìm nồng độ mol của dung dịch HCl đã dùng.

Hướng dẫn giải bài 6:

a) Số mol khí H₂ = 3,36 : 22,4 = 0,15 mol

a) Phương trình phản ứng:

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

0,15    0,3      0,15 ← 0,15 (mol)

b) Khối lượng sắt đã phản ứng:

m_Fe = 0,15 . 56 = 8,4 g

c) Số mol HCl phản ứng:

n_HCl = 0,3 mol; 50 ml = 0,05 lít

Nồng độ mol của dung dịch HCl: CM,HCl = 0,3/0,05 = 6M

Bài 7. (Trang 19 SGK hóa lớp 9 – Một số axit quan trọng)

Hòa tan hoàn toàn 12,1 gam hỗn hợp bột CuO và ZnO cần 100 ml dung dịch HCl 3M.

a) Viết các phương trình hóa học.

b) Tính phần trăm theo khối lượng của mỗi oxit trong hỗn hợp ban đầu.

c) Hãy tính khối lượng dung dịch H₂SO₄ nồng độ 20% để hòa tan hoàn toàn hỗn hợp các oxit trên.

Hướng dẫn giải bài 7:

Số mol HCl = 3 . 100/1000 = 0,3 mol

Gọi x, y là số mol của CuO và ZnO

a) Các phương trinh hóa học:

CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O

Pứ: x → 2x         x         (mol)

ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O

Pư: y → 2y         y          (mol)

b) Từ khối lượng của hỗn hợp và số mol HCl, ta lập hệ phương trình.

Giải (1)(2) ta được x = 0,05 mol = số mol CuO; y = 0,1 mol = số mol ZnO

c) Vì CuO và ZnO phản ứng với H₂SO₄ theo cùng tỉ lệ mol, nên có thể coi hai oxit như một oxit có công thức chung là MO với số mol = x + y = 0,15 mol

MO + H₂SO₄ → MSO₄ + H₂O

Pư: 0,15 → 0,15 0,15 (mol)

m_H2SO4 = 0,15 . 98 = 14,7 g

m_{dd H2SO4} 20% = 14,7.100/ 20 = 73,5 g