Phản ứng: Zn + H2SO4 đặc, nguội → ZnSO4 + H2
1. Phương trình phản ứng hóa học giữa Zn và H2SO4 đặc, nguội
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2
2. Điều kiện xảy ra phản ứng Zn và H2SO4 đặc, nguội
Nhiệt độ thường
3. Cách thức thực hiện phản ứng
Cho Zn vào dung dịch H2SO4 đặc, nguội
4. Hiện tượng nhận biết phản ứng Zn và H2SO4
Kẽm sẽ bị ăn mòn mạnh và phản ứng nhanh chóng khi tác dụng với axit này.
5. Bản chất của các chất tham gia phản ứng
5.1 Bản chất của Zn
Trong phản ứng trên, Zn đóng vai trò là chất oxi hóa.
5.2 Bản chất của H2SO4
Trong phản ứng trên, H2SO4 đóng vai trò là chất khử.
6. Tính chất hóa học của Zn
- Kẽm là kim loại hoạt động có tính khử mạnh Zn → Zn2+ + 2e
6.1 Tác dụng với phi kim
- Zn tác dụng trực tiếp với nhiều phi kim.
2Zn + O2 → 2ZnO
Zn + Cl2 → ZnCl2
6.2 Tác dụng với axit
- Với các dung dịch axit HCl, H2SO4 loãng:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
- Với dung dịch HNO3, H2SO4 đặc:
Zn + 4HNO3 đ → Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
6.3 Tác dụng với H2O
- Phản ứng này hầu như không xảy ra vì trên bề mặt của kẽm có màng oxit bảo vệ.
6.4 Tác dụng với bazơ
- Kẽm tác dụng với dung dịch bazơ mạnh: NaOH, KOH, Ca(OH)2....
Zn + 2NaOH + 2H2O → Na2[Zn(OH)4] + H2
7. Ứng dụng của Kẽm
Kẽm được sử dụng trong các hợp kim như đồng thanh, niken trắng, các loại que hàn, bạc Đức v.v. Đồng thanh có ứng dụng rộng rãi nhờ độ cứng và sức kháng rỉ cao. Kẽm được sử dụng trong dập khuôn, đặc biệt là trong công nghiệp ô tô. Zn nguyên chất dạng cuộn được sử dụng để làm vỏ pin.
8. Tính chất hóa học của H2SO4
8.1 Tính chất hóa học của H2SO4 đặc
Trong H2SO4, nguyên tố lưu huỳnh có mức oxi hóa +6 là cao nhất của nguyên tố này. Dẫn đến, H2SO4 đặc có tính axit mạnh, tính oxi hóa và háo nước mạnh.
Do tính Axit mạnh của mình nên H2SO4 tác dụng được với hầu như tất cả kim loại ( trừ Au và Pt). Axit Sunfuric đặc, nóng tác dụng với Kim loại tạo thành muối kim loại có hóa trị cao, nước và SO2 ( H2S, S ).
2Al +H2SO4 đặc nóng → Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Cu + H2SO4đặc nóng → CuSO4 + SO2 + 2H2O
2Fe +H2SO4đặc nóng → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
3Cr + 4H2SO4đặc nóng → 3CrSO4 + 4H2O + S
H2SO4 đặc nguội sẽ bị thụ động hoá với nhôm ( Al), sắt ( Fe) và Crom (Cr) nên không thể sinh ra phản ứng.
Axit Sunfuric đặc tác dụng với phi kim tạo thành oxit phi kim, nước và khí SO2
S +2H2SO4đặc nóng → 3SO2 + 2H2O
Axit Sunfuric đặc nóng tác dụng với các chất khử khác tạo thành muối, nước và khí SO2
H2SO4đặc nóng + 8HI → H2S + 4I2 + 4H2O
H2SO4 đặc có tính háo nước
Thí nghiệm: Cho H2SO4 đặc vào lọ đựng đường. Quan sát hiện tượng ta thấy đường chuyển sang màu đen và sôi trào.
Phương trình mô tả phản ứng này như sau:
C12H22O11 + H2SO4 → 12C + H2SO4 .11H2O
8.2 Tính chất hóa học của H2SO4 loãng
Axit Sunfuric ở dạng loãng là một Axit mạnh, có đầy đủ tính chất của một Axit thường gặp như:
- H2SO4 làm quỳ tím hóa đỏ.
- Tác dụng với Kim loại, Bazo, Oxit Bazo và muối để tạo ra các chất cần thiết.
- Axit Sunfuric tác dụng với kim loại đứng trước H trừ PB tạo thành muối Sunfat:
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 bay hơi.
- Axit Sunfuric tác dụng với Oxit Bazo tạo thành muối mới và nước:
FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O
- Axit Sunfuric kết hợp với Bazo tạo thành muối mới + nước:
H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
- Axit Sunfuric tác dụng với Muối tạo thành Axit mới và Muối mới:
Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2↑
H2SO4 + 2KHCO3 → K2SO4 + 2H2O + 2CO2↑
HCO3 là một Axit yếu, nên khi được sinh ra đã nhanh chóng trở thành H2O và CO2.
9. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1: Hiện tượng khi cho viên kẽm (Zn) vào dung dịch axit clohiđric (HCl) là
A. có kết tủa trắng.
B. có thoát khí màu nâu đỏ.
C.dung dịch có màu xanh lam.
D. viên kẽm tan dần, có khí không màu thoát ra.
Lời giải:
Hiện tượng khi cho viên kẽm (Zn) vào dung dịch axit clohiđric (HCl) là : viên kẽm tan dần, có khí không màu thoát ra.
PTHH: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Đáp án cần chọn là: D
Câu 2: Phản ứng nào dưới đây có thể tạo được khí hiđro?
A. Cu + HCl
B. CaO + H2O
C. Fe + H2SO4
D. CuO + HCl
Lời giải:
Phản ứng tạo được khí hiđro là: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
Đáp án cần chọn là: C
Câu 3: Sau phản ứng Zn và HCl trong phòng thí nghiệm, đưa que đóm đang cháy vào ống dẫn khí, khí thoát ra cháy được trong không khí với ngọn lửa màu gì?
A. Đỏ
B. Xanh nhạt
C. Cam
D. Tím
Lời giải:
Phản ứng Zn và HCl trong phòng thí nghiệm:
PTHH: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Khí thoát ra là H2, cháy được trong không khí với ngọn lửa màu xanh nhạt.
Đáp án cần chọn là: B
Câu 4: Có mấy phương pháp thu khí hiđro?
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
Lời giải:
Có 2 phương pháp thu khí hiđro là phương pháp đẩy nước và phương pháp đẩy không khí.
Đáp án cần chọn là: B
Câu 5: Dung dịch axit được dùng để điều chế hiđro trong phòng thí nghiệm là:
A. H2SO4 đặc
B. HNO3 loãng
C. H2SO4 loãng
D. A và B đều đúng
Lời giải:
Dung dịch axit được dùng để điều chế hiđro trong phòng thí nghiệm là: dung dịch H2SO4 loãng
Đáp án cần chọn là: C
Câu 6: Cho 6,5 gam Zn phản ứng với axit clohiđric (HCl) thấy có khí bay lên với thể tích là
A. 2,24 lít.
B. 0,224 lít.
C. 22,4 lít.
D. 4,48 lít.
Lời giải:
Số mol Zn là: nZn= = 0,1mol
PTHH: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Tỉ lệ PT: 1mol 1mol
P/ứng: 0,1mol → 0,1mol
=> thể tích khí bay lên là: VH2=0,1.22,4=2,24 lít
Đáp án cần chọn là: A
