Tài liệu Skkn hóa học 10 sử dụng phương pháp bảo toàn electron giúp học sinh giải tốt bài tập axit sunfuric đặc hóa 10 ban cơ bản

Sử dụng phương pháp bảo toàn electron giúp học sinh giải tốt bài tập axit sunfuric đặc Hóa 10 ban cơ bản Phần A: ĐẶT VẤN ĐỀ I. Lý do chọn đề tài Đối với môn hóa học, bài tập đóng vai trò quan trọng trong việc củng cố, khắc sâu kiến thức đã học. Nội dung môn hóa ở trường phổ thông rất phong phú, đa dạng và đối với học sinh thì môn hóa là một môn học khó. Vì thế các em rất e ngại khi giải bài tập, kĩ năng giải bài tập của các em còn yếu do thời gian học tập trên lớp còn hạn chế ( 02 tiết/tuần đối với ban cơ bản), chủ yếu thiên về lí thuyết. Do đó, nếu học sinh nắm vững các dạng bài tập, biết cách giải chúng thì việc học môn hóa trở nên đơn giản và dễ dàng hơn. Sử dụng bài tập để luyện tập là một biện pháp hết sức quan trọng để nâng cao chất lượng dạy và học. Bài tập hóa học có ý nghĩa tác dụng to lớn về nhiều mặt như: - Ý nghĩa trí dục: + Ôn tập hệ thống hóa kiến thức một cách tích cực nhất. + Rèn luyện các kỹ năng hóa học như: tính toán, … - Ý nghĩa phát triển: Phát triển ở học sinh ở năng lực tư duy logic, biện chứng, khái quát, độc lập, thông minh và sáng tạo. - Ý nghĩa giáo dục: Rèn luyện đức tính kiên nhẫn, trung thực và lòng say mê khoa học hóa học. Thực tiễn đã chứng minh cách tốt nhất để nhớ, hiểu và vận dụng kiến thức đã học là giải bài tập. Để giúp các em có thể giải tốt hơn các bài tập về axit sunfuric đặc tôi mạnh dạn nghiên cứu đề tài " Sử dụng phương pháp bảo toàn electron giúp học sinh giải tốt bài tập axit sunfuric đặc Hóa 10 ban cơ bản." II. Mục đích nghiên cứu: tìm ra phương pháp giải toán nhanh giúp học sinh dễ hiểu, khắc sâu kiến thức và hứng thú hơn với môn học. III. Phạm vi nghiên cứu: Bài tập về axit sunfuric đặc - Hóa 10 ban cơ bản. IV. Đối tượng nghiên cứu: Học sinh trường THPT Phạm Văn Đồng. Sáng kiến kinh nghiệm 1 Sử dụng phương pháp bảo toàn electron giúp học sinh giải tốt bài tập axit sunfuric đặc Hóa 10 ban cơ bản V. Phương pháp nghiên cứu: - Tổng quan tài liệu, nghiên cứu chương trình, hồ sơ chuyên môn. - Quan sát công việc dạy - học của giáo viên và học sinh. - Thực nghiệm, thu thập và xử lí thông tin. Sáng kiến kinh nghiệm 2 Sử dụng phương pháp bảo toàn electron giúp học sinh giải tốt bài tập axit sunfuric đặc Hóa 10 ban cơ bản Phần B: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CƠ SỞ THỰC TIỄN Qua nhiều năm giảng dạy bộ môn hóa học ở trường THPT Phạm Văn Đồng tôi nhận thấy rằng khi giải bài tập liên quan đến axit sunfuric đặc, đa số các em học sinh đều chọn cách viết phương trình phản ứng, cân bằng phương trình rồi dựa vào các dữ kiện mà đề đã cho để tính toán, tìm ra đáp số của bài. Với cách giải này thì chỉ có những em học sinh nào viết đúng phương trình, cân bằng đúng phương trình mới tìm ra được đáp án đúng và cũng mất nhiều thời gian để hoàn thành bài tập. Do vậy, khi giáo viên ra bài tập dạng này các em rất ngại làm bài. Khi làm bài các em chỉ dừng lại ở phần viết phương trình phản ứng vì các em lúng túng trong việc cân bằng đúng phản ứng oxi hóa khử. Để khắc phục tình trạng này, trong các tiết luyện tập các dạng bài tập liên quan đến axit sunfuric đặc, tôi đã sử dụng phương pháp bảo toàn electron để hướng dẫn học sinh, giúp học sinh giải bài tập nhanh hơn, chính xác hơn. Sáng kiến kinh nghiệm 3 Sử dụng phương pháp bảo toàn electron giúp học sinh giải tốt bài tập axit sunfuric đặc Hóa 10 ban cơ bản CHƯƠNG 2: KIẾN THỨC CƠ BẢN I. Số oxi hóa Quy tắc xác định số oxi hóa - Đối với đơn chất: số oxi hóa của các nguyên tố trong các đơn chất bằng không. Ví dụ: Số oxi hóa của Mg, Cu, N2, Cl2, P... đều bằng không. - Đối với hợp chất: + Trong hầu hết các hợp chất, số oxi hóa của hiđro bằng +1 (trừ hiđrua -1 -1 +2 kim loại: Na H ,Ca H 2 ...). Số oxi hóa của oxi bằng -2 (trừ hợp chất O F2 và -1 -1 peoxit H 2 O 2 , Na 2 O 2 ...). + Trong một phân tử, tổng số oxi hóa của các nguyên tố bằng không. 1 6 2 Ví dụ: H 2 S O 4 số oxi hóa của các nguyên tố = (+1).2 + (+6).1 + (-2).4 = 0 * Trong các hợp chất, kim loại có hóa trị bao nhiêu thì số oxi hóa tương ứng là bấy nhiêu. Ví dụ: Trong FeCl3, sắt có hóa trị III => số oxi hóa của Fe là +3. - Đối với ion: + Số oxi hóa của ion đơn nguyên tử bằng điện tích của ion đó. + Ví dụ: ion K : số oxi hóa của K là +1 2Ion O : số oxi hóa của O là -2 + Trong ion đa nguyên tử, tổng số oxi hóa của các nguyên tố bằng điện tích của ion. Ví dụ: ion x +1 NH 4 (N H) +4  : số oxi hóa của N + (4. số oxi hóa của H) = +1 x.1 + 4.(+1) = + 1 => x = -3 Sáng kiến kinh nghiệm 4 Sử dụng phương pháp bảo toàn electron giúp học sinh giải tốt bài tập axit sunfuric đặc Hóa 10 ban cơ bản Ion NO3 : số oxi hóa N + (3. số oxi hóa O) = -1 x -2 ( N O )3-  x.1 + (-2).3 = -1 => x = +5 * Cách ghi số oxi hóa: số oxi hóa được đặt phía trên kí hiệu của nguyên tố. Ghi dấu trước, số sau. +4 -2 +5 -2 0 0 +1 +6 -2 Ví dụ: S O 2 , N O3 , H 2 , Fe, H 2 S O 4 ... II. Phản ứng oxi hóa - khử 1. Chất khử (chất bị oxi hóa) là chất nhường electrron hay là chất có số oxi hóa tăng sau phản ứng. 2. Chất oxi hóa (chất bị khử) là chất nhận electron hay là chất có số oxi hóa giảm sau phản ứng. 3. Sự oxi hóa (quá trình oxi hóa) một chất là làm cho chất đó nhường electron hay làm tăng số oxi hóa của chất đó. 4. Sự khử (quá trình khử) một chất là làm cho chất đó nhận electron hay làm giảm số oxi hóa của chất đó. 5. Phản ứng oxi hóa - khử là phản ứng hóa học trong đó có sự chuyển electron giữa các chất phản ứng hay phản ứng oxi hóa - khử là phản ứng hóa học trong đó có sự thay đổi số oxi hóa của một số nguyên tố. Muốn biết một phản ứng hóa học có phải là phản ứng oxi hóa - khử hay không, trước hết ta phải xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong phương trình hóa học đó, sau đó kiểm tra xem nguyên tố nào có sự thay đổi số oxi hóa, nếu thấy có sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố thì phản ứng đó là phản ứng oxi hóa - khử. Ví dụ: Cho 2 phản ứng hóa học sau: 0 BaCO3  t BaO + CO 2 (1) Sáng kiến kinh nghiệm 5 Sử dụng phương pháp bảo toàn electron giúp học sinh giải tốt bài tập axit sunfuric đặc Hóa 10 ban cơ bản 0 KMnO 4  t K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 (2) Số oxi hóa được xác định như sau: +2 +4 -2 +2 -2 0 +4 -2 Ba C O3  t Ba O + C O 2 (1) +1 +7 -2 +1 0 +6 2 4 2 0 K Mn O 4  t K 2 Mn O 4 + Mn O 2 + O 2 (2) Sau khi xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong 2 phương trình trên, ta thấy: + Phản ứng (1) không phải là phản ứng oxi hóa - khử vì không có nguyên tố nào có sự thay đổi số oxi hóa. + Phản ứng (2) là phản ứng oxi hóa - khử vì ở phản ứng (2) có sự thay đổi số oxi hóa của nguyên tố mangan trong KMnO 4 từ +7 xuống +6 trong K2MnO4 và + 4 trong MnO2; oxi từ -2 trong KMnO4 tăng lên 0 trong O2. III. Định luật bảo toàn electron Trong các quá trình oxi hóa- khử thì tổng số mol electron do các chất khử nhường bằng tổng số mol electron do các chất oxi hóa nhận.  n e nhuong =  n e nhan IV. Tính chất hóa học của axit sunfuric đặc. Axit sunfuric đặc là axit mạnh, có tính oxi hóa mạnh và rất háo nước. 1. Tính axit mạnh Trong dung dịch loãng, axit sunfuric phân li hoàn toàn thành cation H + và anion HSO 4 . - Dung dịch H2SO4 làm quỳ tím hóa đỏ. - Tác dụng với bazơ, oxit bazơ tạo muối và nước Ví dụ: 2NaOH + H2SO4   Na2SO4 + H2O Sáng kiến kinh nghiệm 6 Sử dụng phương pháp bảo toàn electron giúp học sinh giải tốt bài tập axit sunfuric đặc Hóa 10 ban cơ bản CuO + H2SO4   CuSO4 + H2O - Tác dụng với muối của axit yếu hơn tạo muối sunfat và axit mới Na2CO3 + H2SO4   Na2SO4 + CO2 + H2O Ví dụ: Na2SO3 + H2SO4   Na2SO4 + SO2 + H2O 2. Tính oxi hóa Axit sunfuric đặc là một trong những axit có tính oxi hóa mạnh. Tùy thuộc vào nồng độ của axit và bản chất của chất khử mà H2SO4 đặc có thể bị khử đến một số sản phẩm khác nhau của lưu huỳnh. 2.1. Với kim loại 2Trong dung dịch H2SO4 đặc, ion SO 4 có khả năng oxi hóa mạnh hơn + ion H nên H2SO4 đặc oxi hóa được hầu hết các kim loại, kể cả các kim loại có tính khử yếu như Cu, Ag...trừ Au, Pt. Khi đó, kim loại bị oxi hóa đến mức oxi hóa cao nhất và tạo ra muối sunfat. 0 +6 Cu + 2H 2 S Ođ4  0  +6 2 Fe + 6H 2 S Ođ4  0 +2 +4  tCu SO +4 S O +22H O2  +3  Fe SO 2 t0 +4 +  3SO +26H O2 4 3 * Một số kim loại như Al, Fe, Cr...bị thụ động hóa trong dung dịch H2SO4 đặc, nguội. 2.2. Với phi kim Khi đun nóng, axit H2SO4 đặc có thể oxi hóa được nhiều phi kim như C, S, P.... Khi đó các phi kim bị oxi hóa đến mức oxi hóa cao nhất, còn H 2SO4 bị khử đến SO2. 0 Ví dụ: +6 S + 2H 2 S Ođ4  Sáng kiến kinh nghiệm  0 +4  t3SO +22H O2 7 Sử dụng phương pháp bảo toàn electron giúp học sinh giải tốt bài tập axit sunfuric đặc Hóa 10 ban cơ bản 0 +6 C + 2H 2 S Ođ4   t0 +4 +4  C O +22 S O +22H O2 2.3. Với hợp chất Khi đun nóng, axit sunfuric đặc có thể oxi hóa được nhiều hợp chất như H2S, HI, FeO, muối sắt (II)… -2 Ví dụ: +6 4 H 2 S + 3H 2 S O 4 (d)   4 S O 2 + 4H 2O +2 +6 +3 +4 2 Fe O + 4H 2 S O 4(d)   Fe 2  SO 4  3 + S O 2 + 4H 2O 3. Tính háo nước Axit sunfuric đặc chiếm nước kết tinh của nhiều muối hidrat hoặc chiếm các nguyên tố H và O của nhiều hợp chất. - Muối CuSO4.5H2O màu xanh tác dụng với H2SO4 đặc sẽ biến thành CuSO4 khan màu trắng. H SO (d) CuSO4.5H2O     CuSO4 + 5H2O 2 Màu xanh 4 màu trắng - Hợp chất gluxit tác dụng với H2SO4 đặc bị biến thành cacbon ( than) H SO (d) C12H22O11     12C + 11H2O. 2 4 Da thịt tiếp xúc với H2SO4 đặc sẽ bị bỏng rất nặng, vì vậy khi sử dụng H 2SO4 đặc phải hết sức thận trọng. Sáng kiến kinh nghiệm 8 Sử dụng phương pháp bảo toàn electron giúp học sinh giải tốt bài tập axit sunfuric đặc Hóa 10 ban cơ bản CHƯƠNG 3: MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP LIÊN QUAN ĐẾN AXIT SUNFURIC ĐẶC Bài tập liên quan đến axit sunfuric đặc chủ yếu tập trung ở những dạng sau: I. Kim loại tác dụng với axit H2SO4 đặc. Với dạng bài tập này ta có thể làm theo các bước sau: Bước 1: - Xác định hóa trị của kim loại tham gia phản ứng với H 2SO4 đặc. Kim loại có hóa trị bao nhiêu sẽ nhường bấy nhiêu electron. Nếu kim loại tham gia phản ứng với H2SO4 đặc chưa biết và chưa cho hóa trị thì có thể gọi x là hóa trị của kim loại đã cho. - Xác định sản phẩm khử của lưu huỳnh thông thường là SO 2, một số trường hợp có thể là H2S hoặc S tùy vào tính khử của kim loại và yêu cầu của đề bài. Sáng kiến kinh nghiệm 9 Sử dụng phương pháp bảo toàn electron giúp học sinh giải tốt bài tập axit sunfuric đặc Hóa 10 ban cơ bản Bước 2: Viết các quá trình oxi hóa kim loại và khử lưu huỳnh +6 trong H2SO4, cân bằng mỗi quá trình. Ví dụ: cho Zn vào dung dịch H2SO4 đặc, nóng dư, thu được khí SO2 duy nhất. +2 Zn có hóa trị II nên sẽ nhường 2 electron tạo Zn ; còn H2SO4 bị khử thành +6 +4 SO2. S /H 2SO 4 bị khử thành S /SO 2 sẽ nhận (6-4 = 2) electron. Ta viết như sau: Quá trình oxi hóa 0 Quá trình khử +6 +2 Zn   Zn + 2e S + 2e   4 S /SO 2 Bước 3: đưa dữ kiện mà đề đã cho vào các quá trình oxi hóa, quá trình khử để suy ra số mol e nhường, số mol e nhận. Nếu có nhiều quá trình khử thì ta tính tổng số mol e nhận của các quá trình khử đó lại với nhau. Áp dụng định luật bảo toàn electron: số mol electron do các chất khử nhường luôn bằng số mol electron do các chất oxi hóa nhận. Từ đó ta có thể suy ra dữ kiện cần tìm. Ta có: Hay n H2SO4 (pu) = 1 n e nhuong + n S/SO 2 + n S/S + n S/H 2S 2 n H SO = 4nS + 2.nSO + 5n H S 2 4 2 2 mmuôi sunfat = m 96 +n . =m + (3.n + n + 4n ).96 KL p� � e nhuong(nhan) 2 KL p� � S SO H S 2 2 I.1. Ví dụ Ví dụ 1: Cho 8,1 gam nhôm vào dung dịch H 2SO4 đặc, nóng dư. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được V lít SO 2 ( duy nhất ở điều kiện tiêu chuẩn (đktc)). Tìm V và khối lượng H2SO4 đã phản ứng. Sáng kiến kinh nghiệm 10 Sử dụng phương pháp bảo toàn electron giúp học sinh giải tốt bài tập axit sunfuric đặc Hóa 10 ban cơ bản Hướng dẫn: Al là chất khử, S/H2SO4 là chất oxi hóa. Ta có các quá trình oxi hóa khử sau: Quá trình oxi hóa Quá trình khử +3 0 +6 S + 2e     Al + 3e Al 8,1 = 0,3 27 (mol)....> 3.0,3 = 0,9(mol) số mol e nhường = 0,9 (mol) 4 S /SO 2 2a (mol)<...a (mol) ( a là số mol SO2) số mol e nhận = 2a(mol) 0,9 = 0,45 số mol e nhường = số mol e nhận < => 0,9 = 2 a => a = 2 VSO2 = 0,45.22,4 = 10,08 (lit) 1 m H2SO4 (pu) =( n e nhuong +n SO2 ).98 = 2n SO2 .98 = 2 2.0,45.98 = 88,2 gam Ví dụ 2: Cho 13 gam Zn và 8,1 gam Al vào dung dịch H 2SO4 đặc nóng, dư. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được V lít khí SO 2 (duy nhất ở đktc). Tìm giá trị của V, khối lượng muối và khối lượng H 2SO4 đã phản ứng. Hướng dẫn: Quá trình oxi hóa 0 Zn +2   Zn + 2e 13/65  0, 2 .............> 0,4 0 Al Quá trình khử +6 S + 2e   4 S /SO 2 2a (mol)<...a (mol) +3   Al + 3e 8,1/27 = 0,3 (mol)...> 3.0,3 = 0,9(mol) ne nhường = 0,4 +0,9 = 1,3 (mol) Sáng kiến kinh nghiệm ne nhận = 2a(mol) 11 Sử dụng phương pháp bảo toàn electron giúp học sinh giải tốt bài tập axit sunfuric đặc Hóa 10 ban cơ bản số mol e nhường = số mol e nhận < => 1,3 = 2a => a = 1,3/2 = 0,65 VSO2 = 0,65.22,4 = 14,56 (lit) 1 1 n H2SO4 (pu) = n e nhuong + n SO2  .1,3 + 0,65 = 1,3(mol) 2 2 => m H2SO4 (pu) = 1,3.98 = 127,4(gam) m muoi = m kl + 1 1 n e nhuong .96 = 13 + 8,1 + .1,3.96  83,5(gam) 2 2 Ví dụ 3: Cho 15,15 gam hỗn hợp X gồm Al và Mg vào dung dịch H2SO4 đặc nóng, dư. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 16,24 lít khí SO2 (duy nhất ở đktc). Tìm khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp X. Hướng dẫn: Quá trình oxi hóa 0 Mg +2   Mg + 2e a mol...................> 2a mol 0 Al Quá trình khử +6 S + 2e   4 S /SO 2 1,45 mol<.. 16,24/22,4  0,725(mol) +3   Al + 3e b (mol).............> 3b(mol) số mol e nhường = 2a +3b (mol) số mol e nhận = 1,45(mol) số mol e nhường = số mol e nhận < => 2a +3b = 1,45 mặt khác: mhh = mMg + mAl = 24a + 27b = 15,15 => a = 0,35; b = 0,25 m Mg = 0,35.24 = 8,4 (gam); m Al = 0,25.27 = 6,75 (gam) Ví dụ 4: Cho 5,76 gam kim loại Mg vào dung dịch H 2SO4 đặc nóng, dư. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 1,344 lít khí X (duy nhất ở đktc). Tìm công thức của khí X. Hướng dẫn: Sáng kiến kinh nghiệm 12 Sử dụng phương pháp bảo toàn electron giúp học sinh giải tốt bài tập axit sunfuric đặc Hóa 10 ban cơ bản Quá trình oxi hóa +2 0   Mg + 2e Mg Quá trình khử +6 S 5,76 = 0,24(mol) 24 ......> 0,48 (mol) x + (6-x)e   S 1,344 = 0,06(mol) 22,4 (6-x).0,06 <... số mol e nhường = 0,48 (mol) số mol e nhận = (6-x).0,06 (mol) số mol e nhường = số mol e nhận < => 0,48 = (6-x).0,06 => x = 6- 0,48 -2 = -2 H S 0,06 2 => Vậy khí X là Ví dụ 5: Cho 9,75 gam kim loại R (hóa trị II) vào dung dịch H 2SO4 đặc, nóng dư. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 0,15 mol SO 2. Tìm tên kim loại R. Hướng dẫn: Quá trình oxi hóa 0 R +2   R + 2e a(mol).................> 2 a(mol) số mol e nhường = 2 a (mol) Quá trình khử +6 S + 2e   4 S /SO 2 0,3 (mol)<...0,15 (mol) số mol e nhận = 0,3 (mol) 0,3 = 0,15 số mol e nhường = số mol e nhận < => 2 a = 0,3 => a = 2 MR = mR 9,75 = = 65 nR 0,15 . Vậy R là Zn Ví dụ 6: Cho 7,2 gam kim loại R tác dụng hoàn toàn với dung dịch H2SO4 đặc, nóng dư thu được 6,72 lít khí SO2 (duy nhất ở đktc). Tìm kim loại R. Hướng dẫn: R là kim loại chưa biết hóa trị nên gọi x là hóa trị của R. Ta có các quá trình oxi hóa - khử sau: Quá trình oxi hóa Sáng kiến kinh nghiệm Quá trình khử 13 Sử dụng phương pháp bảo toàn electron giúp học sinh giải tốt bài tập axit sunfuric đặc Hóa 10 ban cơ bản 0 R +6 +x   R + x.e S + 2e   7,2 7,2 M R (mol).........> M R x (mol) 7,2 số mol e nhường = M R x (mol) 4 S /SO 2 6,72 = 0,3(mol) 0,6 (mol)<... 22,4 số mol e nhận = 0,9 (mol) 7,2 7,2 MR = .x 0,6 =12x số mol e nhường = số mol e nhận < => M R x = 0,6 => Biện luận tìm hóa trị và MR x 1 2 MR 12 24 Chỉ có Mg có hóa trị II và M = 24 là phù hợp nên R là Mg 3 36 I.2. Bài tập rèn luyện kĩ năng 1. Cho 23,6 gam kim loại R (hóa trị II) vào dung dịch H 2SO4 đặc, nóng dư . Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 8,96 lít SO2 (duy nhất ở đktc). Tìm tên kim loại R. A. Mg B. Zn C. Cu D. Ni 2. Cho 17,55 gam kim loại Al vào dung dịch H 2SO4 đặc, nóng dư. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 5,46 lít khí X (duy nhất ở đktc). Tìm công thức của khí X. A. SO B. SO2 C. H2S D. S 3. Cho m gam Al vào dung dịch H 2SO4 đặc, nóng dư. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 0,045 mol SO2. Tìm giá trị của m. A. 0,81 g B. 1,215 g C. 1,8225 g D. 0,855 g 4. Cho 25,2 gam kim loại R tác dụng hoàn toàn với dung dịch H 2SO4 đặc, nóng dư thu được 15,12 lít khí SO2 (duy nhất ở đktc). Tìm kim loại R. A. Al Sáng kiến kinh nghiệm B. Zn C. Fe D. Mg 14 Sử dụng phương pháp bảo toàn electron giúp học sinh giải tốt bài tập axit sunfuric đặc Hóa 10 ban cơ bản 5. Cho 29,2 gam hỗn hợp X gồm Fe và Mg vào dung dịch H 2SO4 đặc nóng, dư. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 20,72 lít khí SO 2 (duy nhất ở đktc). Tìm khối lượng Fe trong hỗn hợp X. A. 19,6 g B. 22,4 g C. 9,6 g D. 6,8 g 6. Cho 35,4 gam kim loại R vào dung dịch H2SO4 đặc, nóng dư . Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 13,44 lít SO2 (duy nhất ở đktc). Sau phản ứng, khối lượng muối thu được là A. 46,5 B. 64,2 C. 58,8 D. 94,2 7. Cho 35,1 gam kim loại Al vào dung dịch H 2SO4 đặc, nóng dư. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 10,92 lít khí X (duy nhất ở đktc). Khối lượng H2SO4 đã phản ứng là A. 382,200 B. 191,100 C. 429,975 D. 238,875 8. Cho m gam Al vào dung dịch H 2SO4 đặc, nóng dư. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 0,045 mol SO2 (duy nhất ở đktc). Khối lượng muối thu được là A. 5,13 B. 0,81 C. 5,22 D. 4,41 9. Cho 75,6 gam kim loại R tác dụng hoàn toàn với dung dịch H 2SO4 đặc, nóng dư thu được 45,36 lít khí SO2 (duy nhất ở đktc). Kim loại R và khối lượng H2SO4 đã phản ứng là A. Al và 198,45 B. Zn và 270,0 C. Fe và 198,45 D. Mg và 270,0 10. Cho 58,4 gam hỗn hợp X gồm Fe và Mg vào dung dịch H 2SO4 đặc nóng, dư. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 41,44 lít khí SO 2 (duy nhất ở đktc). Khối lượng Fe trong hỗn hợp X và khối lượng muối thu được là A. 19,2 và 88,8 B. 39,2 và 236,0 C. 39,2 và 147,2 D. 19,2 và 147,2 11. Hoà tan hết 16,3g hỗn hợp kim loại gồm Fe, Al, Mg trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được 0,55 mol SO 2. Cô cạn dd sau phản ứng, khối lượng chất rắn khan thu được là Sáng kiến kinh nghiệm 15 Sử dụng phương pháp bảo toàn electron giúp học sinh giải tốt bài tập axit sunfuric đặc Hóa 10 ban cơ bản A. 69,1. B. 96,1 C. 61,9 D. 91,6 12. Cho 11,9 gam hỗn hợp Al và Zn tác dụng vừa đủ với dd H 2SO4 đặc, nóng thu được 3,92 lít (đktc) hỗn hợp 2 khí H 2S và SO2 có tỷ khối so với H2 là 23,429. Khối lượng muối thu được sau khi cô cạn dung dịch sau phản ứng là A. 57,5 B. 49,5 C. 43,5 D. 46,9 13. Hoà tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu ( tỉ lệ mol 1:1) bằng axit H 2SO4 đậm đặc, nóng, dư, thu được V lít khí SO2 (duy nhất ở đktc) và dd Y ( chỉ chứa hai muối và axit dư). Giá trị của V là A. 3,36 B. 2,24 C. 5,60 D.4,48 14. Cho 6,72g Fe vào dd chứa 0,3 mol H 2SO4 đặc, nóng sinh ra SO2 là sản phẩm khử duy nhất, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được: A. 0,12 mol FeSO4 B. 0,02 mol Fe2(SO4)3 và 0,08 mol FeSO4 C. 0,05 mol Fe2(SO4)3 và 0,02 mol Fe dư D. 0,03 mol Fe2(SO4)3 và 0,06 mol FeSO4 II. Cho hỗn hợp gồm kim loại và oxit kim loại tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc. - Nếu kim loại trong oxit không thay đổi số oxi hóa khi tác dụng với H2SO4 đặc thì dạng bài tập này làm tương tự như dạng bài tập một kim loại tác dụng với axit H2SO4 đặc vì chỉ có kim loại tác dụng với H2SO4 đặc tạo sản phẩm khử của lưu huỳnh. - Nếu kim loại trong oxit thay đổi số oxi hóa khi tác dụng với H 2SO4 đặc như FeO, Fe3O4... thì làm dạng bài tập này làm tương tự như dạng bài tập hỗn hợp kim loại tác dụng với axit H2SO4 đặc. II.1. Ví dụ Sáng kiến kinh nghiệm 16 Sử dụng phương pháp bảo toàn electron giúp học sinh giải tốt bài tập axit sunfuric đặc Hóa 10 ban cơ bản Ví dụ 1: Khi hòa tan 30 gam hỗn hợp Cu và CuO trong dung dịch H2SO4 đặc lấy dư, thu được 6,72 lít khí SO2 (duy nhất ở đktc). Tìm khối lượng CuO trong hỗn hợp và khối lượng H2SO4 đã phản ứng. Hướng dẫn: Quá trình oxi hóa 0 Cu +2 Quá trình khử +6 S + 2e     Cu + 2e x (mol)...............> 2x (mol) 0,6 4 S /SO 2 6,72 = 0,3 (mol) 22,4 (mol) <... n e nhường = 2x (mol) n e nhận = 0,6 (mol) n e nhường = n e nhận < => 2x = 0,6 (mol) => x = 0,3 mCu = 0,3.64 = 19,2 gam => mCuO = 30 – 19,2 = 10,8 (gam) n H2SO4 (pu) = 2n SO2 + n CuO = 2.0,3+ 10,8 = 0,735(mol) 80 m H2SO4 (pu) = 98. 0,735 = 72,03 (gam) Ví dụ 2: Hòa tan 70,4 gam hỗn hợp gồm Fe và FeO trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng dư thu được 13,44 lít SO2 (duy nhất ở đktc). Tìm khối lượng FeO trong hỗn hợp và khối lượng H2SO4 đã phản ứng. Hướng dẫn: Hỗn hợp gồm Fe và FeO tan trong dung dịch H 2SO4 đặc, nóng thì cả Fe và FeO đều tác dụng H2SO4 đặc giải phóng khí SO2. Quá trình oxi hóa 0 Fe +3   Fe + 3e x (mol)...............> 3x (mol) +2 Quá trình khử +6 S + 2e   4 S /SO 2 13, 44 = 0,6 mol 22,4 1,2(mol) <... +3 Fe /FeO   Fe + 1e y(mol)...................> y (mol) n e nhường = 3x + y (mol) n e nhận = 1,2 (mol) n e nhường = n e nhận < => 3x + y = 1,2 (mol) (1) mhh = mFe + mFeO = 56.x + 72.y = 70,4 (2) Sáng kiến kinh nghiệm 17 Sử dụng phương pháp bảo toàn electron giúp học sinh giải tốt bài tập axit sunfuric đặc Hóa 10 ban cơ bản Từ (1) và (2) => x = 0,1; y = 0,9 => mFeO = 0,9.72 = 64,8 (gam) n H2SO4 (pu) = 2n SO2 + n FeO = 2.0,6 + 0,9 = 2,1(mol) m H2SO4 (pu) = 98. 2,1 = 205,8 (gam) II.2. Bài tập rèn luyện kĩ năng 1. Cho 15,24 gam hỗn hợp gồm Mg và Fe3O4 vào dung dịch H2SO4 đặc, dư. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 1,904 lít SO 2(duy nhất ở đktc). Tìm khối lượng Fe3O4 trong hỗn hợp. A. 12,76 g B. 13,92 g C. 14,4 g D. 35,6 g 2. Cho 53,55 gam hỗn hợp gồm Zn và ZnO vào dung dịch H 2SO4 đặc dư. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 10,08 lít SO 2 (duy nhất ở đktc) và dung dịch X chỉ chứa một muối và axit dư. Tìm khối lượng ZnO trong hỗn hợp và khối lượng muối sau phản ứng. A. 29,25 g; 241,5 g B. 24,3 g; 241,5 g C. 24,3 g; 120,75 g D. 29,25 g; 120,75 g 3. Cho 29,4 gam hỗn hợp gồm Al và CuO vào 90 gam dung dịch H 2SO4 98% vừa đủ. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được V lít khí SO2 (duy nhất ở đktc). Giá trị của V là A. 6,72 B. 4,48 C. 8,96 D. 2,24 4. Cho 7,44 gam hỗn hợp gồm Mg và Fe3O4 (có tỉ lệ mol 2:3) vào dung dịch H2SO4 đặc, dư. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được V lít SO 2 (duy nhất ở đktc). Giá trị của V là A. 1,568 B. 0,784 C. 1,120 D. 0,896 5. Cho 35,7 gam hỗn hợp gồm Zn và ZnO vào dung dịch H 2SO4 đặc, dư. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 6,72 lít SO 2 (duy nhất ở đktc) và dung dịch X chỉ chứa một muối và axit dư. Khối lượng H2SO4 đã phản ứng là A. 49,0 Sáng kiến kinh nghiệm B. 68,6 C. 78,4 D. 34,3 18 Sử dụng phương pháp bảo toàn electron giúp học sinh giải tốt bài tập axit sunfuric đặc Hóa 10 ban cơ bản III. Đốt Fe trong không khí rồi cho sản phẩm vào dung dịch H2SO4 đặc. Với dạng bài tập này, ta chỉ cần quan tâm đến giai đoạn đầu và giai đoạn cuối, bỏ qua các giai đoạn trung gian. Fe là chất khử sẽ bị oxi hóa lên mức oxi hóa +3, O2 và H2SO4 là các chất oxi hóa. - mhh rắn = mFe + mO - Tổng số mol e do Fe nhường = tổng số mol e do O và S nhận III. 1. Ví dụ Ví dụ 1: Lấy m gam Fe đem đốt trong oxi không khí thu được hỗn hợp rắn X gồm 4 chất rắn, cân nặng 12 gam. Hỗn hợp rắn X đem hòa tan hoàn toàn trong H2SO4 đặc dư, thu được 2,24 lít khí SO 2 (duy nhất ở đktc). Tìm giá trị của m. Hướng dẫn: m O = m hhX - m Fe => n O = m hhX -m Fe 12 - m = (mol) 16 16 Quá trình oxi hóa 0 Fe Quá trình khử +3 0   Fe + 3e m m (mol) 3. (mol) 56 ...............> 56 O 2e   + -2 O 12 - m 12-m (mol) (mol) 16 ...> 8 +6 S + 2e   4 S /SO 2 2,24 = 0,1(mol) 0,2(mol)<.... 22,4 n e nhường = 3. m (mol) 56 12 - m + 0,2(mol) n e nhận = 8 3m 12 - m = + 0,2 => m = 9,52 (gam) 8 n e nhường = n e nhận < => 56 Ví dụ 2: Cho 11,2 gam Fe tác dụng với oxi thu được m gam hỗn hợp X gồm các oxit. Hòa tan hết X vào dung dịch H2SO4 đặc dư, thu được 1344 ml khí SO2 (duy nhất ở đktc). Tìm giá trị của m. Sáng kiến kinh nghiệm 19 Sử dụng phương pháp bảo toàn electron giúp học sinh giải tốt bài tập axit sunfuric đặc Hóa 10 ban cơ bản Hướng dẫn: Quá trình oxi hóa 0 Fe Quá trình khử +3 0   Fe + 3e O 2e   + -2 O m  11,2 m  11,2 (mol) (mol) 16 ...> 8 11, 2 = 0,2 (mol) 56 ......>0,6 (mol) +6 S + 2e   4 S /SO 2 1,344 = 0,06(mol) 22,4 0,12 mol<.... m  11,2 + 0,12 (mol) 8 n e nhận = n e nhường = 0,6 (mol) n e nhường = n e nhận < => 0,6 = m -11,2 + 0,12=> m = 15,04 (gam) 8 Ví dụ 3: Cho 11,36 gam hỗn hợp Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 phản ứng hết với dung dịch H2SO4 đặc dư, thu được 2,016 lít khí SO 2 (duy nhất ở đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được bao nhiêu gam muối khan. Hướng dẫn: Quá trình oxi hóa 0 Fe Quá trình khử +3 0   Fe + 3e O m m (mol) 3. (mol) 56 ...............> 56 + 2e   -2 O 11,36 - m 11,36-m (mol) (mol) 16 ...> 8 +6 S + 2e   4 S /SO 2 2, 016 = 0,09(mol) 22,4 0,18 mol<...... n e nhường = 3. m (mol) 56 Sáng kiến kinh nghiệm 11,36 - m + 0,18 (mol) 8 n e nhận = 20