Toptailieu.vn biên soạn và giới thiệu Phương pháp giải 50 bài tập về dung dịch H2SO4 đặc (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 đặc (50 bài tập minh họa)

Dạng 1: Kim loại phản ứng với H₂SO₄ đặc

A. Phương pháp giải

- Phương trình phản ứng 

M+H2SO4→M2(SO4)n+SO2↑S↓H2S↑+H2

(n là hóa trị cao nhất của kim loại M)

Lưu ý: Al, Fe, Cr bị thụ động hóa trong H₂SO₄ đặc, nguội

- Phương pháp: Áp dụng định luật bảo toàn eletron, bảo toàn khối lượng…

+ Định luật bảo toàn khối lượng:

m _KL +mH2SO4 = m _muối + m _{sản phẩm khử} + mH2O

+ Định luật bảo toàn electron:

∑n _{e nhường}= ∑n _{e nhận}

→ ∑(n_Kl . hóa trị)  = ∑(Số e nhận . n _{sản phẩm khử} )

→ n.n_KL = 2.nSO2+6.nS+8nH2S

+ Tính khối lượng của muối:

m_muối = m_{KL pư} + m SO42−trong muoi

m SO42−trong muoi=12(6ns + 2nSO2 + 8nH2S).96

→ m_muối = m_{KL pư} + 12(6ns + 2nSO2 + 8nH2S).96

(sản phầm khử nào không có trong phản ứng thì số mol bằng 0)

B. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho 6,72 gam Fe vào dung dịch chứa 0,3 mol H₂SO₄ đặc, nóng (giả thiết SO₂ là sản phẩm khử duy nhất của S⁺⁶). Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lượng muối thu được là

A. 18,24 gam

B. 21,12 gam

C. 20,16 gam

D. 24 gam

Hướng dẫn giải

nFe =6,7256= 0,12 molnH2SO4 = 0,3 mol2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O0,122   >    0,36

→ Fe dư, H₂SO₄ hết. 

nFe pu=13nH2SO4=13.0,1=0,1(mol)

nFe du=0,12−0,1=0,02 mol

nFe2(SO4)3=16nH2SO4=16.0,3=0,05(mol)

Fe + Fe2(SO4)3 → 3FeSO40,02 →  0,02               0,06  (mol)

→ Muối thu được gồm {FeSO4:0,06 molFe2(SO4)3:0,03 mol   

⇒ m_muối = 0,06 × 152 + 0,03 × 400 = 21,12 gam.

Đáp án B

Ví dụ 2: Hòa tan 0,1 mol Mg và 0,2 mol Al bằng dung dịch H₂SO₄ đặc nóng dư thu được 2,24 lít khí X (đktc, sản phẩm khử duy nhất). Khí X là

A. SO₂.

B. H₂S.

C. S.

D. SO₃.

Hướng dẫn giải

nX  = 2,2422,4=0,1 mol

Xét quá trình cho – nhận e: 

Mg →+2Mg + 2e0,1→             0,2Al →+3Al + 3e0,2→          0,6

+6S + ne → 6−nS       a.n   ←    a 

Áp dụng định luật bảo toàn electron: n_{e cho}  = n_{e nhận}  

→ a.n=0,2+0,6=0,8 mol  → a  =0,8n

Mà a = 0,1 → 0,8n=0,1→n=8

→ S trong khí X có số oxi hóa -2 → X là H₂S

Đáp án B

Dạng 2: Phi kim phản ứng với H₂SO₄ đặc

A. Phương pháp giải

- Axit sunfuric đặc tác dụng với phi kim → oxit phi kim + H₂O + SO₂↑

Ví dụ:  S + 2H₂SO₄ → 3SO₂↑ + 2H₂O

            C + 2H₂SO₄ → CO₂ + 2H₂O + 2SO₂↑

            2P + 5H₂SO₄ → 2H₃PO₄ + 5SO₂↑ + 2H₂O

- Phương pháp: Áp dụng định luật bảo toàn eletron, bảo toàn khối lượng,…

+ Định luật bảo toàn khối lượng:

m _PK + = m _oxit + mSO2 + mH2O

+ Định luật bảo toàn electron:

∑n _{e nhường}= ∑n _{e nhận}

B. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho 3,2 gam S tác dụng với dung dịch H₂SO₄ đặc nóng dư thu được V lít khí ở đktc. Giá trị của V là

A. 4,48 lít.

B. 6,72 lít.

C. 8,96 lít

D. 13,44 lít.

Hướng dẫn giải

nS=3,232=0,1(mol)S + 2H2SO4 → 3SO2↑ + 2H2O0,1       →           0,3                       (mol)

V = 0,3.22,4 = 6,72 (lít)

Đáp án B

Ví dụ 2: Cho m gam cacbon tác dụng hết với dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng thu được V lít ở đktc hỗn hợp  khí X gồm CO₂ và SO₂ .Hấp thụ hết X bằng dung dịch NaOH vừa đủ thu được dung dịch Y chỉ chứa hai muối trung hòa. Cô cạn dung dịch Y thu được 35,8 gam muối khan. Giá trị của m và V lần lượt là :

A. 2,4 và 6,72

B. 2,4 và 4,48

C. 1,2 và 22,4

D. 1,2 và 6,72

Hướng dẫn giải

C + 2H₂SO₄ → CO₂ + 2H₂O + 2SO₂

a       →              a         →          2a            (mol)

Hấp thụ hết X bằng dung dịch NaOH thu hai muối trung hòa nên:

CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

a            →              a    

SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O

2a            →              2a  

→ 106a + 2a.126 = 35,8 → a = 0,1 mol

→ m = 0,1.12 = 1,2 gam

→ V= (0,1 + 0,2).22,4 = 6,72 (lít)

Đáp án D

Dạng 3: Hợp chất phản ứng với H₂SO₄ đặc

A. Phương pháp giải

- Vì H₂SO₄ đặc là axit mạnh nên H₂SO₄ đặc có khả năng phản ứng oxi hóa khử với nhiều hợp chất khác nhau. Tùy vào chất khử, axit sunfuric đậm đặc có thể bị khử thành SO₂, S hoặc H₂S

Ví dụ    2Fe₃O₄ + 10H₂SO_{4 (đậm đặc)} → 3Fe₂ (SO₄)₃ + SO₂ + 10H₂O

              3H₂S + H₂SO_{4 (đậm đặc)} → 4S + 4H₂O

              8HI + H₂SO_{4 (đậm đặc)} → 4I₂ + H₂S + 4H₂O

- Phương pháp: Áp dụng định luật bảo toàn eletron, bảo toàn khối lượng,…

B. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho 0,01 mol một hợp chất của sắt tác dụng hết với H₂SO₄ đặc nóng (dư), chỉ thấy thoát ra 0,112 lít (ở đktc) khí SO₂ (là sản phẩm khử duy nhất). Công thức của hợp chất sắt đó là

A. FeS.

B. FeS₂.

C. FeO.

D. FeCO₃.

Hướng dẫn giải

Sản phẩm chỉ có khí SO₂ → loại FeCO₃

nSO2=0,11222,4=0,005(mol)→ne=2nSO2=0,01(mol)

Gọi số e nhường của hợp chất là a

→ 0,01. a = 0,01 → a = 1

→ Chỉ có FeO thỏa mãn

Đáp án C

Ví dụ 2: Hòa tan hết 49,6 gam hỗn hợp X gồm FeCO₃ và FeS trong 24 gam dung dịch H₂SO₄ 98% đun nóng, thu được dung dịch có khối lượng giảm m gam và 36,96 lít (đktc) hỗn hợp khí CO₂ và SO₂. Số mol axit còn dư là

A. 0,3 mol

B. 0,4 mol

C. 0,5 mol

D. 0,6 mol

Hướng dẫn giải

nkhí=36,9622,4=1,65 mol

mH2SO4=24.98%100%=23,52(g)→nH2SO4=23,5298=0,24(mol)

Gọi a, b là mol FeCO₃, FeS 

 → 116a + 88b = 49,6    (1)

2FeCO3+4H2SO4→Fe2(SO4)3+SO2+2CO2+4H2O       a                                →              0,5a         a                    2FeS+10H2SO4→Fe2(SO4)3+9SO2+10H2O b                                →                   4,5b        

→ 0,5a + a + 4,5b = 1,65 (2)

Từ (1) và (2) →{a=0,2b=0,3

nH2SO4 du=2,4−(2a+5b)=2,4−1,9=0,5(mol)

Đáp án C

C. Bài tập tự luyện

Câu 1: Cho m gam nhôm tác dụng với dung dịch H₂SO₄ (đặc, nóng, dư) sau khi phản ứng kết thúc người ta thu 13,44 lit khí SO₂ (đktc). Giá trị m là

A. 2,7 gam

B. 10,8 gam

C. 8,1 gam

D. 5,4 gam

Hướng dẫn giải

nSO2=13,4422,4=0,6(mol)

Xét quá trình cho – nhận e:    

Al →+3Al + 3ea→             3a

+6S + 2e → +4S       1,2   ←    0,6 

Bảo toàn e ta có: 3a = 1,2 → a = 0,4 mol

→ m_Al = 0,4.27 = 10,8 (g)

Đáp án B

Câu 2: Cho phương trình hoá học:  P + H₂SO₄ → H₃PO₄ + SO₂ + H₂O. Hệ số của chất oxi hoá và hệ số của chất khử lần lượt là (biết hệ số cân bằng của phản ứng là các số nguyên, tối giản)

A. 5 và 2.

B. 2 và 5.

C. 7 và 9.

D. 7 và 7.

Hướng dẫn giải

2P + 5H₂SO₄ → 2H₃PO₄ + 5SO₂ + 2H₂O

Chất oxi hóa: H₂SO₄

Chất khử: P

Đáp án A

Câu 3: Cho các chất sau: FeS, FeS₂, FeO, Fe₂O₃, Fe(OH)₂, FeCO₃, FeSO₃, Fe(OH)₃, FeSO₄. Có bao nhiêu chất khi cho tác dụng với H₂SO₄ đặc, nóng có khí SO₂ thoát ra?

A. 9

B. 6

C. 7

D. 8

Hướng dẫn giải

H₂SO₄ đặc tác dụng với các chất có tính khử (là chất có số oxi hóa chưa đạt tối đa) sinh ra khí SO₂

Các chất khi cho tác dụng với H₂SO₄ đặc, nóng có khí SO₂ thoát ra là: FeS, FeS₂, FeO, Fe(OH)₂, FeCO₃, FeSO₃, FeSO₄

Đáp án C

Câu 4: Cho hỗn hợp X gồm Mg và Fe vào dung dịch axit H₂SO₄ đặc, nóng đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch Y và một phần Fe không tan. Chất tan có trong dung dịch Y là

A. MgSO₄ và Fe₂(SO₄)₃.

B. MgSO₄ và FeSO₄

C. MgSO₄, Fe₂(SO₄)₃ và FeSO₄

D. MgSO₄.

Hướng dẫn giải

{Mg Fe+H2SO4→ {MgSO4Fe2(SO4)3 

Do Fe không tan, nên Fe + Fe₂(SO₄)₃ → 3FeSO₄.

→ chất tan trong dd Y gồm: MgSO₄ và FeSO₄.

Đáp án B

Câu 5: Cho hỗn hợp FeS và FeCO₃ tác dụng với dung dịch H₂SO₄ đậm đặc và đun nóng, người ta thu được một hỗn hợp khí X. Hỗn hợp X gồm

A. CO và CO₂.

B. H₂S và SO₂.

C. SO₂ và CO₂.

D. H₂S và CO₂.

Hướng dẫn giải

2FeS + 10H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 9SO₂ + 10H₂O

2FeCO₃ + 4H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 2CO₂ + 4H₂O

→ Hỗn hợp A gồm SO₂ và CO₂

Đáp án C

Câu 6: Hòa tan 12,8 gam Cu trong axit H₂SO₄ đặc, nóng dư. Thể tích khí SO₂ thu được (đktc) là

A. 4,48 lít

B. 2,24 lít

C. 6,72 lít

D. 8,96 lít

Hướng dẫn giải

nCu = 12,864 = 0,2 (mol)

Bỏa toàn electron: 2nSO2 = 2nCu

→nSO2 =nCu =0,2 (mol)→V= 0,2.22,4=4,48 (lít)

Đáp án A

Câu 7: Hoà tan 19,2 gam kim loại M trong H₂SO₄ đặc dư thu được khí SO₂. Cho khí này hấp thụ hoàn toàn trong NaOH dư, sau phản ứng đem cô cạn dung dịch thu được 37,8 gam muối. Kim loại M là:

A. Cu.

B. Mg.

C. Fe.

D. Ca.

Hướng dẫn giải

Do NaOH dư nên có phản ứng sau phản ứng chỉ thu được muối trung hòa:

nNa2SO3=37,8126=0,3

2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O                    0,3       ←    0,3                    (mol)               

Xét quá trình cho – nhận e:    

M →+nM + nex→             nx

+6S + 2e → +4S     2.0,3  ← 0,3    

Bảo toàn e ta có: n.x = 2.0,3 = 0,6

→x=0,6n→MM=19,20,6n=32n

Đáp án A

Câu 8: Hòa tan 18,4 gam hỗn hợp X gồm Fe và Cu trong dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng dư thu được 7,84 lít SO₂ (đktc) và dung dịch Y. Phần trăm khối lượng của Fe trong hỗn hợp X là:

A. 60,87%.

B. 45,65%.

C. 53,26%.

D. 30,43%.

Hướng dẫn giải

nSO2=7,8422,4=0,35(mol)

Fe →+3Fe + 3ex→             3xCu →+2Cu + 2ey→             2y

+6S + 2e → +4S       0,7   ←  0,35

Áp dụng định luật bảo toàn e ta có: 3x + 2y = 0,7 (1)

Mà 56x + 64y = 18,4 (2).

Từ (1) và (2) →{x = 0,1 (mol)y = 0,2 (mol)

%mFe=0,1.5618,4.100%=30,43%

Đáp án D

Câu 9: Cho 5,4 gam Al và 6,4 gam Cu tác dụng với dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng, dư. Sau phản ứng thu được V lít SO₂ duy nhất (đktc). Giá trị của V là:

A. 6,72 lít.

B. 3,36 lít.

C. 11,2 lít.

D. 8,96 lít.

Hướng dẫn giải

nAl =5,427=0,2 (mol)nCu =6,464=0,1 (mol)

Al →+3Al + 3e0,2→           0,6Cu →+2Cu + 2e0,1→             0,2

+6S + 2e → +4S       2a   ←  a

Bảo toàn electron: 2a = 0,6 + 0,2 → a = 0,4

→ V = 0,4.22,4 = 8,96 lít.

Đáp án D

Câu 10: Hòa tan hoàn toàn 2,975 gam hỗn hợp Zn, Al bằng dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng thu được 1,904 lít SO₂ và 0,16 gam S. Phần trăm khối lượng Al trong hỗn hợp ban đầu là

A. 54,62%.

B. 45,38%.

C. 24,58%.

D. 35,24%.

Hướng dẫn giải

nSO2=1,90422,4=0,085 molnS =0,1632=0,005 mol

Xét quá trình cho – nhận e:   

Zn →+2Zn + 2ex→              2xAl →+3Al + 3ey→              3y

+6S + 2e → +4S      0,17  ← 0,085+6S + 6e → 0S      0,03  ←  0,005     

Bảo toàn electron: 2x + 3y = 0,17 + 0,03 = 0,2 (1)

Mà m_{hỗn hợp}  = 65x + 27y = 2,975   (2)

Từ (1) và (2) ⟹ {x = 0,025y = 0,05

→%mAl = 0,05.272,975.100%= 45,38%

Đáp án B