Phương pháp giải 50 bài tập về dung dịch H2SO4 loãng (50 bài tập minh họa)

Ngọc Nguyễn Ngày: 20-07-2023 Lớp 10

274

Toptailieu.vn biên soạn và giới thiệu Phương pháp giải 50 bài tập về dung dịch H2SO4 loãng (50 bài tập minh họa) hay, chi tiết nhất, từ cơ bản đến nâng cao giúp học sinh nắm vững kiến thức, từ đó học tốt môn Hóa học 10.

Phương pháp giải 50 bài tập về dung dịch H2SO4 loãng (50 bài tập minh họa)

Dạng 1: Dung dịch H₂SO₄ tác dụng với bazơ, oxit bazơ, muối

A. Phương pháp giải

- Axit sunfuric loãng tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối và nước

M₂O_n + nH₂SO₄ → M₂(SO₄)_n + nH₂O

Lưu ý: $n_{H_{2} S O_{4}} = n_{H_{2} O} = n_{O (t r o n g o x i t)}$

m_muối = $m_{o x i t} + m_{H_{2} S O_{4}} - m_{H_{2} O}$

= $m_{o x i t} + 98 n_{H_{2} S O_{4}} - 18 n_{H_{2} O}$

= $m_{o x i t} + 80 n_{H_{2} S O_{4}}$

- Axit sunfuric loãng tác dụng với bazơ tạo thành muối và nước

2M(OH)_n + nH₂SO₄ → M₂(SO₄)_n + 2nH₂O

- Axit sunfuric loãng tác dụng với muối tạo thành muối mới và axit mới.

FeS + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂S↑

Điều kiện phản ứng: Sản phẩm tạo thành có chất kết tủa, chất khí, hoặc chất điện li yếu (VD: H₂O)

- Phương pháp: Viết phương trình và tính theo phương trình hoặc áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, bảo toàn eletron…

B. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Để hoà tan hoàn toàn 2,32 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe₃O₄ và Fe₂O₃(trong đó số mol FeO bằng số mol Fe₂O₃) cần dùng vừa đủ V lít dung dịch H₂SO₄0,5M loãng. Giá trị của V là:

A. 0,23.

B. 0,18.

C. 0,08.

D. 0,16.

Hướng dẫn giải

Do số mol FeO bằng số mol Fe₂O_3,

Coi hỗn hợp chỉ có Fe₃O₄.

$n_{F e_{3} O_{4}} = \frac{2, 32}{22, 4} = 0, 01 (m o l)$

Fe₃O₄ + 4H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + FeSO₄ + 4H₂O

0,01 0,04

$V = \frac{0, 04}{0, 5} = 0, 08 l í t$

Đáp án C

Ví dụ 2: Khi hòa tan hiđroxit kim loại M(OH)₂ bằng một lượng vừa đủ dung dịch H₂SO₄ 20%, thu được dung dịch muối trung hòa có nồng độ 27,21%. Kim loại M là:

A. Cu

B. Zn

C. Fe

D. Mg

Hướng dẫn giải

Giả sử $n_{H_{2} S O_{4}} = 1 m o l$

$\begin{array}{l} M {(O H)}_{2} + H_{2} S O_{4} \to M S O_{4} + 2 H_{2} O \\ 1 \leftarrow 1 \to 1 (m o l) \\ m_{d d H_{2} S O_{4}} = \frac{1.98.100}{20} = 490 (g a m) \\ \begin{array}{l} \to m_{d d s a u} = 1. (M + 34) + 490 = M + 524 (g) \\ C %_{M S O_{4}} = \frac{M + 96}{M + 524} .100 % = 27, 21 % \\ \to M = 64 (C u) \end{array} \end{array}$

Đáp án A

Dạng 2: Dung dịch H₂SO₄ tác dụng với kim loại

A. Phương pháp giải

- Axit sunfuric loãng tác dụng với kim loại tạo thành muối sunfat và H₂

2M + nH₂SO₄ → M₂(SO₄)_n + nH₂ ↑

Trong đó: n là số oxi hóa thấp nhất của kim loại

M là kim loại đứng trước hiđro trong dãy hoạt động hóa học.

- Phương pháp: Tính theo phương trình, bảo toàn electron, bảo toàn khối lượng, tăng giảm khối lượng, bảo toàn nguyên tố…

Lưu ý: $n_{H_{2}} = n_{H_{2} S O_{4}}$

m_muối = m_{kim loại} + = m_{kim loại} + $96. n_{H_{2}}$

B. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho 10g hỗn hợp X gồm Fe và Cu tác dụng với dung dịch H₂SO₄ loãng dư. Sau phản ứng, thu được 2,24 lít khí H₂ (đktc), dung dịch X và m gam kim loại không tan. Giá trị của m là

A. 6,4.

B. 3,4.

C. 4,4.

D. 5,6.

Hướng dẫn giải

Trong X, chỉ có Fe tác dụng với dung dịch H₂SO₄ loãng.

$n_{H_{2}} = \frac{2, 24}{22, 4} = 0, 1 (m o l)$

$\begin{array}{l} F e + H_{2} S O_{4} \to F e S O_{4} + H_{2} \\ 0, 1 \leftarrow 0, 1 \\ \to m_{F e} = 0, 1.56 = 5, 6 (g) \\ \to m_{C u} = 10 - 5, 6 = 6, 4 (g) \end{array}$

Đáp án A

Ví dụ 2: Hòa tan 2,7 gam kim loại A bằng dung dịch H₂SO₄ loãng dư. Sau phản ứng thu được 3,36 lít H₂ (đktc). Kim loại A là

A. Fe

B. Sn

C. Zn

D. Al

Hướng dẫn giải

$\begin{array}{l} n_{H_{2}} = \frac{3, 36}{22, 4} = 0, 15 (m o l) \\ 2 A + n H_{2} S O_{4} \to A_{2} {(S O_{4})}_{n} + n H_{2} \\ \frac{0, 3}{n} \leftarrow 0, 15 (m o l) \\ \to M_{A} = \frac{2, 7}{\frac{0, 3}{3}} = 9 n \end{array}$

n	1	2	3
M	9 (loại)	18 (loại)	27 (Al)

Đáp án D

C. Bài tập tự luyện.

Câu 1: Kim loại nào sau đây không tác dụng với dung dịch H₂SO₄loãng?

A. Mg

B. Al

C. Fe

D. Cu

Hướng dẫn giải

Dung dịch H₂SO₄loãng tác dụng được với kim loại hoạt động (đứng trước H trong dãy điện hóa).

Mg, Al, Fe đứng trước H trong dãy điện hóa → A, B, C sai

Cu đứng sau H trong dãy điện hóa → D đúng

Đáp án D

Câu 2: Hoà tan hết 11,1 gam hỗn hợp 3 kim loại trong dung dịch H₂SO₄ loãng dư thu được dung dịch A và 8,96 lít khí ở đktc. Cô cạn dung dịch A thu được m gam muối khan. Giá trị m là

A. 59,1 gam

B. 35,1 gam

C. 49,5 gam

D. 30,3 gam.

Hướng dẫn giải

$n_{H_{2}} = \frac{8, 96}{22, 4} = 0, 4 m o l$

Bảo toàn nguyên tố H: $n_{H_{2}} = n_{H_{2} S O {}_{4}} = 0, 4 m o l$

Bảo toàn khối lượng ta có

$\begin{array}{l} m_{K L} + m_{H_{2} S O_{4}} = m_{H_{2}} + m_{m u o i} \\ \Leftrightarrow 11, 1 + 0, 4.98 = 0, 4.2 + m \\ \to m = 49,5(g) \end{array}$

Đáp án C

Câu 3: Cho 2,81 gam hỗn hợp A gồm 3 oxit Fe₂O₃, MgO, ZnO tan vừa đủ trong 300 ml dung dịch H₂SO₄0,1M thì khối lượng hỗn hợp các muối sunfat khan tạo ra là

A. 5,21 gam.

B. 4,81 gam.

C. 4,8 gam.

D. 3,81gam.

Hướng dẫn tự giải

$n_{H_{2} S O_{4}} = 0, 3. 0, 1 = 0, 03 (m o l)$

Vì phản ứng vừa đủ nên: $n_{O (t r o n g o x i t)} = n_{H_{2} S O_{4}} = 0, 03 (m o l)$

$\begin{array}{l} \begin{array}{l} \to m_{O (t r o n g o x i t)} = 0, 03. 16 = 0, 48 (g) \\ \to m_{K L} = 2, 81 - 0, 48 = 2, 33 (g) \end{array} \\ \to m_{m u o i} = m_{K L} + m_{S {O_{4}}^{2 -}} = 2, 33 + 0, 03.96 = 5, 21 (g) \end{array}$

Đáp án A

Câu 4: Hòa tan 6,5 gam Zn trong dung dịch axit H₂SO₄ dư, sau phản ứng cô cạn dung dịch thì số gam muối khan thu được là

A. 20,7 gam.

B. 13,6 gam.

C. 16,1 gam.

D. 27,2 gam.

Hướng dẫn giải

$n_{Z n} = \frac{6, 5}{65} = 0, 1 m o l$

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂

0,1 → 0,1

→ m_Muối = 0,1.(65 +71) = 13,6g

Đáp án B

Câu 5: Cho 11,9 gam hỗn hợp Zn và Al phản ứng vừa đủ với dung dịch H₂SO₄ loãng thu được m gam muối trung hòa và 8,96 lít khí H₂(đktc). Giá trị của m là

A. 51,1

B. 42,6

C. 50,3

D. 70,8

Hướng dẫn giải

$n_{H_{2}} = \frac{8, 96}{22, 4} = 0, 4 m o l$

Bảo toàn nguyên tố H: $n_{H_{2}} = n_{H_{2} S O {}_{4}} = 0, 4 m o l$

Bảo toàn khối lượng ta có

$\begin{array}{l} m_{K L} + m_{H_{2} S O_{4}} = m_{H_{2}} + m_{m u o i} \\ \Leftrightarrow 11, 9 + 0, 4.98 = 0, 4.2 + m \\ \to m = 50, 3 (g) \end{array}$

Đáp án: C

Câu 6: Hòa tan một oxit kim loại X hóa trị II bằng một lượng vừa đủ dung dịch H₂SO₄ 10%, ta thu được dung dịch muối có nồng độ 11,76%. X là kim loại nào sau đây?
A. Ca

B. Fe

C. Cu

D. Mg

Hướng dẫn giải

Công thức oxit kim loại X là XO

Giả sử có 1 mol XO

$\begin{array}{l} \begin{array}{l} X O + H_{2} S O_{4} \to X S O_{4} + H_{2} O \\ 1 m o l \to 1 m o l 1 m o l \end{array} \\ m_{H_{2} S O_{4}} = 98.1 = 98 g a m \\ \to m_{d d H_{2} S O_{4}} = \frac{98.100}{10} = 980 (g) \end{array}$

Bảo toàn khối lượng ta có

m_{dd sau phản ứng}= $m_{d d H_{2} S O_{4}} + m_{X O} = 980 + (X + 16) .1 = 980 + X + 16 (g)$

$\begin{array}{l} \to C %_{d d H_{2} S O_{4}} = \frac{(X + 96) .1}{980 + X + 16} .100 % = 11, 76 % \\ \to X = 24 (M g) \end{array}$

Đáp án D

Câu 7: Nhúng thanh sắt dư vào 200 ml dung dịch chứa HCl 0,2M và mol H₂SO₄0,1M đến khi phản ứng hoàn toàn thu được V lít khí. Giá trị của V là

A. 0,448.

B. 1,344.

C. 0,896.

D. 1,792.

Hướng dẫn giải

$\begin{array}{l} n_{H C l} = 0, 2.0, 2 = 0, 4 m o l \\ n_{H_{2} S O_{4}} = 0, 2.0, 1 = 0, 02 m o l \\ \begin{array}{l} F e + 2 H C l \to F e C l_{2} + H_{2} \\ 0, 02 \leftarrow 0, 04 \to 0, 02 \\ F e + H_{2} S O_{4} \to F e S O_{4} + H_{2} \\ 0, 02 \leftarrow 0, 02 \to 0, 02 \\ \begin{array}{l} \to n_{H_{2}} = 0, 02 + 0, 02 = 0, 04 (m o l) \\ \to V_{H_{2}} = 0, 04.22, 4 = 0, 896 (l) \end{array} \end{array} \end{array}$

Đáp án C

Câu 8: Hòa tan hoàn toàn 3,22 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg và Zn bằng 1 lượng vừa đủ dung dịch H₂SO₄ loãng, thu được 1,344 lít khí hidro (đktc) và dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là:

A. 9,52

B. 10,27

C. 8,98

D. 7,25

Hướng dẫn giải

$n_{H_{2}} = \frac{1, 344}{22, 4} = 0, 06 m o l$

Bảo toàn nguyên tố H: $n_{H_{2}} = n_{H_{2} S O {}_{4}} = 0, 06 m o l$

Bảo toàn khối lượng ta có

$\begin{array}{l} m_{K L} + m_{H_{2} S O_{4}} = m_{H_{2}} + m_{m u o i} \\ \Leftrightarrow 3,22 + 0, 06.98 = 0, 06.2 + m \\ \to m = 8,98(g) \end{array}$

Đáp án: C

Câu 9: Hòa tan hoàn toàn 0,24 gam một kim loại M trong 200ml dung dịch H₂SO₄

0,1M. Để trung hòa lượng axit dư cần 100ml dung dịch NaOH 0,2M. Kim loại M là

A. Al

B. Fe

C. Zn

D. Mg

Hướng dẫn giải

$\begin{array}{l} n_{H_{2} S O_{4}} = 0, 1.0, 2 = 0, 02 (m o l) \\ n_{N a O H} = 0, 2.0, 1 = 0, 02 (m o l) \\ \begin{array}{l} 2 M + n H_{2} S O_{4} \to M_{2} {(S O_{4})}_{n} + n H_{2} (1) \\ \frac{0, 02}{n} \leftarrow (0, 02 - 0, 01) \\ H_{2} S O_{4} + 2 N a O H \to N a_{2} S O_{4} + 2 H_{2} O (2) \\ 0, 01 \leftarrow 0, 02 \end{array} \\ \to M = \frac{m}{n} = \frac{0, 24}{\frac{0, 02}{n}} = 12 n \end{array}$