50 bài tập về dung dịch H2SO4 đặc | Lý thuyết, phương pháp và cách giải mở rộng

50 bài tập về dung dịch H2SO4 đặc

Dạng 1: Kim loại phản ứng với H₂SO₄ đặc

A. Phương pháp giải

- Phương trình phản ứng 

$M+H_{2}S{O}_4\to M_2{\left(S{O}_4\right)}_n+\left\{\begin{array}{c}S{O}_2\uparrow \\ S\downarrow \\ H_{2}S\uparrow \end{array}\right.+H_{2}O$

(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 +$m_{H_{2}S{O}_4}$ = m _muối + m _{sản phẩm khử} + $m_{H_{2}O}$

+ Định luật bảo toàn electron:

$\sum$n _{e nhường}= $\sum$n _{e nhận}

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

→ n.n_KL = $2.n_{S{O}_2}+6.n_S+8n_{H_{2}S}$

+ Tính khối lượng của muối:

m_muối = m_{KL pư} + $m_{ S{O_4}^{2-}trongmuoi}$

$m_{ S{O_4}^{2-}trongmuoi}=\frac{1}{2}\left(6n_s +2n_{S{O}_2} +8n_{H_{2}S}\right).96$

→ m_muối = m_{KL pư} + $\frac{1}{2}\left(6n_s +2n_{S{O}_2} +8n_{H_{2}S}\right).96$

(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

$\begin{array}{l}\begin{array}{l}{n}_{Fe} =\frac{6,72}{56}\text{= }0,12mol\\ n_{H_{2}S{O}_4} =0,3mol\end{array}\\ 2Fe+6H_{2}S{O}_4 \to F{e}_2{\left(S{O}_4\right)}_3 +3S{O}_2\uparrow +6H_{2}O\\ \frac{0,12}{2} > \frac{0,3}{6}\end{array}$

→ Fe dư, H₂SO₄ hết. 

$n_{Fe pu}=\frac{1}{3}{n}_{H_{2}S{O}_4}=\frac{1}{3}.0,1=0,1\left(mol\right)$

$n_{Fedu}=0,12-0,1=0,02mol$

$n_{F{e}_2{\left(S{O}_4\right)}_3}=\frac{1}{6}{n}_{H_{2}S{O}_4}=\frac{1}{6}.0,3=0,05\left(mol\right)$

$\begin{array}{l}Fe+F{e}_2{\left(S{O}_4\right)}_3 \to 3FeS{O}_4\\ 0,02 \to 0,02 0,06 \left(mol\right)\end{array}$

→ Muối thu được gồm $\left\{\begin{array}{c}FeS{O}_4:0,06mol\\ F{e}_2{\left(S{O}_4\right)}_3:0,03mol\end{array}\right.$

⇒ 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

$n_{X } =\frac{2,24}{22,4}=0,1mol$

Xét quá trình cho – nhận e: 

$\begin{array}{l}\text{Mg }\to \stackrel{+2}{Mg} +\text{ 2}e\\ 0,1\to 0,2\\ \text{Al }\to \stackrel{+3}{Al} +\text{ 3}e\\ 0,2\to 0,6\end{array}$

$\begin{array}{l}\stackrel{+6}{S} +\text{ n}e\to \stackrel{6-n}{S}\\ a.n \leftarrow a\\ \end{array}$

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

$\begin{array}{l}\to a.n=0,2+0,6=0,8mol \\ \to a_{ } =\frac{0,8}{n}\end{array}$

Mà a = 0,1 $\to \frac{0,8}{n}=0,1\to n=8$

→ 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 + $m_{S{O}_2}$ + $m_{H_{2}O}$

+ Định luật bảo toàn electron:

$\sum$n _{e nhường}= $\sum$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

$\begin{array}{l}{n}_S=\frac{3,2}{32}=0,1\left(mol\right)\\ \begin{array}{l}S+2H_{2}S{O}_4 \to 3S{O}_2\uparrow +2H_{2}O\\ 0,1 \to 0,3 \left(mol\right)\end{array}\end{array}$

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

$n_{S{O}_2}=\frac{0,112}{22,4}=0,005\left(mol\right)\to n_e=2n_{S{O}_2}=0,01\left(mol\right)$

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

$n_{khí}=\frac{36,96}{22,4}=1,65mol$

$m_{H_{2}S{O}_4}=\frac{24.98\%}{100\%}=23,52\left(g\right)\to n_{H_{2}S{O}_4}=\frac{23,52}{98}=0,24\left(mol\right)$

Gọi a, b là mol FeCO₃, FeS 

 → 116a + 88b = 49,6    (1)

$\begin{array}{l}2FeC{O}_3+4H_{2}S{O}_4\to F{e}_2{\left(S{O}_4\right)}_3+S{O}_2+2C{O}_2+4H_{2}O\\ a \to 0,5a a \\ \begin{array}{l}2FeS+10H_{2}S{O}_4\to F{e}_2{\left(S{O}_4\right)}_3+9S{O}_2+10H_{2}O\\ b \to 4,5b \end{array}\end{array}$

→ 0,5a + a + 4,5b = 1,65 (2)

Từ (1) và (2) $\to \left\{\begin{array}{c}a=0,2\\ b=0,3\end{array}\right.$

$n_{H_{2}S{O}_4\text{ d}u}=2,4-(2a+5b)=2,4-1,9=0,5\left(mol\right)$

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

$n_{S{O}_2}=\frac{13,44}{22,4}=0,6\left(mol\right)$

Xét quá trình cho – nhận e:    

$\begin{array}{l}\text{Al }\to \stackrel{+3}{Al} +\text{ 3}e\\ a\to 3a\end{array}$

$\begin{array}{l}\stackrel{+6}{S} +\text{ 2}e\to \stackrel{+4}{S}\\ 1,2 \leftarrow 0,6\end{array}$ 

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

$\left\{\begin{array}{c}Mg\\ Fe\end{array}\right.\stackrel{+H_{2}S{O}_4}{\to } \left\{\begin{array}{c}MgS{O}_4\\ F{e}_2{\left(S{O}_4\right)}_3\end{array}\right.$

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

$n_{Cu} =\frac{12,8}{64}=0,2\left(mol\right)$

Bỏa toàn electron: $2n_{S{O}_2} =2n_{Cu}$

$\begin{array}{l}\to n_{S{O}_2} =n_{Cu} =0,2\left(mol\right)\\ \to V=0,2.22,4=4,48\left(lít\right)\end{array}$

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:

$n_{N{a}_{2}S{O}_3}=\frac{37,8}{126}=0,3$

$\begin{array}{l}2NaOH+S{O}_2 \to N{a}_{2}S{O}_{3 }+H_{2}O\\ 0,3 \leftarrow 0,3 \left(mol\right)\end{array}$               

Xét quá trình cho – nhận e:    

$\begin{array}{l}\text{M }\to \stackrel{+n}{M} +\text{ n}e\\ x\to nx\end{array}$

$\begin{array}{l}\stackrel{+6}{S} +\text{ 2}e\to \stackrel{+4}{S}\\ 2.0,3 \leftarrow 0,3\end{array}$    

Bảo toàn e ta có: n.x = 2.0,3 = 0,6

$\begin{array}{l}\to x=\frac{0,6}{n}\\ \to M_M=\frac{19,2}{\frac{0,6}{n}}=32n\end{array}$

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

$n_{S{O}_2}=\frac{7,84}{22,4}=0,35\left(mol\right)$

$\begin{array}{l}\text{Fe }\to \stackrel{+3}{Fe} +\text{ 3}e\\ x\to 3x\\ \text{Cu }\to \stackrel{+2}{Cu} +\text{ 2}e\\ y\to 2y\end{array}$

$\begin{array}{l}\stackrel{+6}{S} +\text{ 2}e\to \stackrel{+4}{S}\\ 0,7 \leftarrow 0,35\end{array}$

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

Mà 56x + 64y = 18,4 (2).

Từ (1) và (2) $\to \left\{\begin{array}{c}x=0,1\left(mol\right)\\ y=0,2\left(mol\right)\end{array}\right.$

$\%m_{Fe}=\frac{0,1.56}{18,4}.100\%=30,43\%$

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

$\begin{array}{l}{n}_{Al} =\frac{5,4}{27}=0,2\left(mol\right)\\ n_{Cu} =\frac{6,4}{64}=0,1\left(mol\right)\end{array}$

$\begin{array}{l}\text{Al }\to \stackrel{+3}{Al} +\text{ 3}e\\ 0,2\to 0,6\\ \text{Cu }\to \stackrel{+2}{Cu} +\text{ 2}e\\ 0,1\to 0,2\end{array}$

$\begin{array}{l}\stackrel{+6}{S} +\text{ 2}e\to \stackrel{+4}{S}\\ 2a \leftarrow a\end{array}$

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

$\begin{array}{l}{n}_{S{O}_2}=\frac{1,904}{22,4}=0,085mol\\ n_S =\frac{0,16}{32}=0,005mol\end{array}$

Xét quá trình cho – nhận e:   

$\begin{array}{l}\text{Zn }\to \stackrel{+2}{Zn} +\text{ 2}e\\ x\to 2x\\ \text{Al }\to \stackrel{+3}{Al} +\text{ 3}e\\ y\to 3y\end{array}$

$\begin{array}{l}\stackrel{+6}{S} +\text{ 2}e\to \stackrel{+4}{S}\\ 0,17 \leftarrow 0,085\\ \stackrel{+6}{S} +\text{ 6}e\to \stackrel{0}{S}\\ 0,03 \leftarrow 0,005\end{array}$     

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) ⟹ $\left\{\begin{array}{c}x=0,025\\ y=0,05\end{array}\right.$

$\to \%m_{Al} = \frac{0,05.27}{2,975}.100\%=45,38\%$

Đáp án B

Câu 11: Cho 12 gam hỗn hợp X gồm hai kim loại Cu, Fe tan hoàn toàn trong H₂SO₄ đặc, nóng, dư thu được dd Y và 5,6 lít SO₂ sản phẩm khử duy nhất ở đktc. Thành phần phần trăm khối lượng của Cu và Fe trong hỗn hợp X lần lượt là:

A. 54,62% và 45,38%

B. 45,38% và 54,62%

C. 24,58% và 75,42%

D. 46,67% và 53,33%

Hướng dẫn giải

$n_{S{O}_2}=\frac{5,6}{22,4}=0,25\left(mol\right)$

$\begin{array}{l}\text{Cu }\to \stackrel{+2}{Cu} +\text{ 2}e\\ x\to 2x\\ \text{Fe }\to \stackrel{+3}{Fe} +\text{ 3}e\\ y\to 3y\end{array}$

$\begin{array}{l}\stackrel{+6}{S} +\text{ 2}e\to \stackrel{+4}{S}\\ 0,25.2 \leftarrow 0,25\end{array}$

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 2x + 3y = 0,25.2 (1)

Mà 64x + 56y = 12 (2).

Từ (1) và (2) $\to \left\{\begin{array}{c}x=0,1\left(mol\right)\\ y=0,1\left(mol\right)\end{array}\right.$

$\begin{array}{l}\%m_{Cu}=\frac{0,1.56}{12}.100\%=46,67\%\\ \%m_{Fe}=100\%-46,67\%=53,33\%\end{array}$

Đáp án D.

Câu 12: Cho 0,96g Cu phản ứng hoàn toàn với dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng, dư thu được V lít khí SO₂ (đktc, sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của V là

A. 0,448 lít.

B. 0,336 lít.

C. 0,112 lít.

D. 0,224 lít.

Hướng dẫn giải

$n_{Cu} =\frac{0,96}{64}=0,015mol$

Bảo toàn số mol electron: $2.n_{Cu} =2.n_{S{O}_2} \to n_{S{O}_2} =0,015mol$

→ V = 0,015.22,4 = 0,336 lít.

Đáp án B

Câu 13: Hòa tan hoàn toàn 6,5 gam Zn bằng dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng, dư thấy thu được V lít SO₂ (đktc) là sản phẩm khử duy nhất. Giá trị của V là

A. 2,24.

B. 3,36.

C. 1,12.

D. 4,48.

Hướng dẫn giải

$n_{Zn} =\frac{6,5}{65}=0,1mol$

Bảo toàn số mol electron: $2.n_{Zn} =2.n_{S{O}_2} \to n_{S{O}_2} =0,1mol$

→ V = 0,1.22,4 = 2,24 lít.

Đáp án A

Câu 14: Cho 11,2 g sắt tác dụng với dung dịch H₂SO₄ đặc nóng, dư thì số mol e nhường của Fe cho axit là: 

A. 0,2

B. 0,4

C. 0,6

D. 0,8

Hướng dẫn giải

$\begin{array}{l}{n}_{Fe}=\frac{11,2}{56}=0.2\left(mol\right)\\ \stackrel{0}{Fe} \to \stackrel{+3}{Fe} +3e\\ 0,2 \to 0,6\end{array}$

Đáp án C

Câu 15: Hòa tan hoàn toàn 2,4 gam kim loại Mg vào dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng, giả sử chỉ thu được V lít khí SO₂ là sản phẩm khử duy nhất (đktc). Giá trị của V là

A. 0,672 lít

B. 6,72 lít

C. 0,448 lít

D. 2,24 lít

Hướng dẫn giải

$n_{Mg}=\frac{2,4}{24}=0,1mol$

Xét quá trình cho – nhận electron

$\begin{array}{l}\text{Mg }\to \stackrel{+2}{Mg} +\text{ 2}e\\ 0,1\to 0,2\end{array}$

$\begin{array}{l}\stackrel{+6}{S} +\text{ 2}e\to \stackrel{+4}{S}\\ a.2 \leftarrow a\end{array}$

Bảo toàn electron: 2a = 0,1 → a = 0,1

→ V = 0,1. 22,4 = 2,24 lít

Đáp án D

Câu 16: Hòa tan 7,2 gam Mg vào dung dịch H₂SO₄ đặc nóng dư, thu được V lít khí H₂S (đktc, sản phẩm khử duy nhất). Tính V và tính khối lượng H₂SO₄ phản ứng?

A. 1,68 và 36,75

B. 1,68 và 37,65

C. 3,36 và 37,65

D. 3,36 và 36,75

Hướng dẫn giải

$n_{Mg}=\frac{7,2}{24}=0,3mol$

Xét quá trình cho – nhận e:

$\begin{array}{l}\text{Mg }\to \stackrel{+2}{Mg} +\text{ 2}e\\ 0,3\to 0,6\end{array}$

$\begin{array}{l}\stackrel{+6}{S} +\text{ 8}e\to \stackrel{-2}{S}\\ a \to 8a\end{array}$

Bảo toàn e: 8a = 0,6 → a = 0,075

$\begin{array}{l}\to n_{H_{2}S} =0,075mol\\ \to V=0,075.22,4=1,68\left(l\right)\end{array}$

Bảo toàn nguyên tố S: $n_{H_{2}S{O}_4}=n_{MgS{O}_4}+n_{H_{2}S}=0,3+0,075=0,375mol$

$\to {m_{H_{2}S{O}_4}}_{pu }=0,375.98=36,75gam$

Đáp án A

Câu 17: Cho m gam hỗn hợp A gồm Al, Zn, Cu tác dụng hoàn toàn với dung dịch H₂SO₄ đặc nóng dư, thu được 2,8 lít SO₂ (đktc). Mặt khác, khi đốt hoàn toàn m gam hỗn hợp A cần dùng V lít khí O₂ (đktc). Giá trị của V là

A. 2,688.

B. 2,240.

C. 0,136.

D. 1,400.

Hướng dẫn giải

$n_{S{O}_2}=\frac{2,8}{22,4}=0,125mol$

→ n_{e nhận}  = 0,125.2 = 0,25 mol → n_{e cho} = 0,25 mol

Nhận xét: Khi hỗn hợp A tác dụng với dung dịch H₂SO₄ đặc nóng dư thì số mol e cho cũng giống như khi đốt cháy trong oxi dư

→ Trong phản ứng đốt cháy: n_{e cho} = 0,25 mol → $n_e{{}_{O_2}}_{nhan } =0,25mol$

$\to n_{O_2} = \frac{0,25}{4}=0,0625mol\to V=0,0625.22,4=1,4\left(l\right)$

Đáp án D

Câu 18: Cho 12,8g Cu tác dụng với H₂SO₄ đặc nóng dư , khí sinh ra cho vào 200ml dung dịch NaOH 2M. Hỏi muối nào được tạo thành và khối lượng là bao nhiêu?

A. Na₂SO₃ và 24,2g

B. Na₂SO₃ và 25,2g

C. NaHSO₃ 15g và Na₂SO₃ 26,2g

D. Na₂SO₃ và 23,2g

Hướng dẫn giải

$n_{Cu}=\frac{12,8}{64}=0,2\left(mol\right)$

$\begin{array}{l}\text{Cu }\to \stackrel{+2}{Cu} +\text{ 2}e\\ 0,2\to 0,4\end{array}$     

$\begin{array}{l}\stackrel{+6}{S} +\text{ 2}e\to \stackrel{+4}{S}\\ 2a \leftarrow a\end{array}$    

Bảo toàn electron: 2a = 0,4 → a = 0,2

n_NaOH = 0,2.2 = 0,4 (mol)

$\frac{n_{NaOH}}{n_{S{O}_2}}=\frac{0,4}{0,2}=2$

→ Tạo thành muối Na₂SO₃

$\begin{array}{l}S{O}_2 +2NaOH\to N{a}_{2}S{O}_3 +H_{2}O\\ 0,2 \to 0,4 0,2 \end{array}$

$m_{NaS{O}_3}=0,2.126=25,2\left(g\right)$  

Đáp án B

Câu 19: Cho 40g hỗn hợp gồm Fe và Cu tác dụng vừa đủ với dung dịch H₂SO₄ 98% nóng thu được 15,68 lít SO₂(đktc). Thành phần trăm khối lượng của Fe và Cu lần lượt là:

A. 16,8% và 83,2%

B. 22,7% và 77,3%

C. 25% và 75%

D. 40% và 60%

Hướng dẫn giải

$n_{S{O}_2}=\frac{15,68}{22,4}=0,7\left(mol\right)$

$\begin{array}{l}\text{Fe }\to \stackrel{+3}{Fe} +\text{ 3}e\\ x\to 3x\\ \text{Cu }\to \stackrel{+2}{Cu} +\text{ 2}e\\ y\to 2y\end{array}$

$\begin{array}{l}\stackrel{+6}{S} +\text{ 2}e\to \stackrel{+4}{S}\\ 0,7.2 \leftarrow 0,7\end{array}$

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x + 2y = 0,7.2 (1)

Mà 56x + 64y = 40 (2).

Từ (1) và (2) $\to \left\{\begin{array}{c}x=0,12\left(mol\right)\\ y=0,52\left(mol\right)\end{array}\right.$

$\begin{array}{l}\%m_{Fe}=\frac{0,12.56}{40}.100\%=16,8\%\\ \%m_{Cu}=100\%-16,8\%=83,2\%\end{array}$

Đáp án A.

Câu 20: Cho 5,4g kim loại R tan hoàn toàn trong H₂SO₄ đặc nóng phản ứng kết thúc thu được 6,72 lít SO₂ (sản phẩm khử duy nhất ở đktc). Kim loại R và tính khối lượng muối sau phản ứng là

A. Al; 34,2 gam

B. Al; 28,2 gam

C. Cu; 16 gam

D. Cu; 24,2 gam

Hướng dẫn giải

$n_{S{O}_2}=\frac{6,72}{22,4}=0,3\left(mol\right)$

Xét quá trình cho – nhận electron:  

$\begin{array}{l}\text{R }\to \stackrel{+n}{R} +\text{ n}e\\ x\to nx\end{array}$      

$\begin{array}{l}\stackrel{+6}{S} +\text{ 2}e\to \stackrel{+4}{S}\\ 2.0,3 \leftarrow 0,3\end{array}$

Bảo toàn electron ta có: n.x = 2.0,3 = 0,6

$\begin{array}{l}\to x=\frac{0,6}{n}\\ \to M_M=\frac{5,4}{\frac{0,6}{n}}=9n\end{array}$

→ R là kim loại nhôm

Khối lượng muối sau phản ứng: $m_{A{l}_2{\left(S{O}_4\right)}_3}=0,1.342=34,2\left(g\right)$

Đáp án A

Câu 21: Hòa tan hết 0,2 mol FeO bằng dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng (dư), thu được khí SO₂ (sản phẩm khử duy nhất). Hấp thụ hoàn toàn khí SO₂ sinh ra ở trên vào dung dịch chứa 0,13 mol KOH, thu được dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là

A. 15,80

B. 14,66

C. 15,60

D. 13,14

Hướng dẫn giải        

$\begin{array}{l}\stackrel{+2}{Fe}\to \stackrel{+3}{Fe} +\text{ 1}e\\ 0,2\to 0,2\end{array}$

$\begin{array}{l}\stackrel{+6}{S} +\text{ 2}e\to \stackrel{+4}{S}\\ 2a \leftarrow a\end{array}$ 

Bảo toàn electron: 2a = 0,2 → a = 0,1

$\frac{n_{KOH}}{n_{S{O}_2}}=\frac{0,13}{0,1}=1,3$

→ tạo thành hai muối KHSO₃ và K₂SO₃

$\begin{array}{l}S{O}_2 +\text{ K}OH\to \text{ KH}S{O}_3 +H_{2}O\\ x \to x x \\ S{O}_2 +\text{ 2K}OH\to {\text{ K}}_{2}S{O}_3 +H_{2}O\\ y \to 2y y \end{array}$

$\left\{\begin{array}{c}x+y=0,1\\ x+2y=0,13\end{array}\right.\iff \left\{\begin{array}{c}x=0,07\\ y=0,03\end{array}\right.$

⇒ m = 0,07.120 + 0,03.158 = 13,14 (gam)

Đáp án D

Câu 22: Nung m gam bột sắt trong oxi, thu được 4,5 gam hỗn hợp chất rắn X. Hòa tan hết hỗn hợp X trong dung dịch H₂SO₄ đặc nóng (dư) thoát ra 1,26 lít (đktc) SO₂ (là sản phẩm khử duy nhất). 

Giá trị của m là

A. 3,78.          

B. 2,22.          

C. 2,52.          

D. 2,32.

Hướng dẫn giải

Quy đổi X thành Fe và O

$\left\{\begin{array}{c}Fe:xmol\\ O:y mol\end{array}\right.\Rightarrow 56x+16y=4,5gam\left(1\right)$

$\to n_{S{O}_2}=\frac{1,26}{22,4}=0,05625mol$

Xét quá trình cho – nhận electron:

$\begin{array}{l}\text{Fe }\to \stackrel{+3}{Fe} +\text{ 3}e\\ x\to 3x\end{array}$

$\begin{array}{l}\stackrel{+6}{S} +\text{ 2}e\to \stackrel{+4}{S}\\ 0,1124 \leftarrow 0,0562\\ \stackrel{0}{O} +\text{ 2}e\to \stackrel{-2}{O}\\ y \to 2y \end{array}$        

Bảo toàn electron: 3x = 2y + 0,1124 (2)

Từ (1) và (2) → $\left\{\begin{array}{c}x=0,0675\\ y=0,045\end{array}\right.$

→ m = 3,78 gam

Đáp án A

Câu 23: Cho hỗn hợp X gồm Fe, FeS, FeS₂ tác dụng hoàn toàn với H₂SO_­4 đặc vừa đủ, thu được dung dịch Y và 23,52 lít khí SO₂ (đktc). Cho dung dịch Y tác dụng với NaOH dư thu được kết tủa Z. Nung kết tủa Z đến khối lượng không đổi thu được 16 gam chất rắn. Khối lượng hỗn hợp X là

A. 39,6 gam.       

B. 19,2 gam.

C. 20,4 gam.       

D.36,8 gam.

Hướng dẫn giải

Quy đổi hỗn hợp X về Fe và S với số mol lần lượt là x và y mol

$\begin{array}{l}X\left\{\begin{array}{c}Fe:xmol\\ S:ymol\end{array}\right.\stackrel{+H_{2}S{O}_4}{\to }Y\left\{\begin{array}{c}F{e}_2{\left(S{O}_4\right)}_3\\ S{O}_2\end{array}\right.\\ \end{array}$$\stackrel{+NaOH}{\to }Z:Fe{\left(OH\right)}_3\downarrow \to F{e}_2{O}_3$

$n_{S{O}_2}=\frac{23,52}{22,4}=1,05mol$

Xét quá trình cho – nhận electron:

$\begin{array}{l}Fe\to \stackrel{+3}{Fe} +\text{ 3}e\\ x\to 3x\\ \text{S }\to \stackrel{+4}{S} +\text{ 4}e\\ y\to 4.y\end{array}$

$\begin{array}{l}\stackrel{+6}{S} +\text{ 2}e\to \stackrel{+4}{S}\\ a \to 2a\end{array}$

Bảo toàn e: n_{e cho} = n_{e nhận ­}→ 3x + 4y = 2a (1)

$n_{S{O}_2 }= {n_{S{O}_2}}_{\left(1\right)}+n_{S{O}_2\left(2\right)}\to y+a=1,05\left(2\right)$

$n_{F{e}_2{O}_3}=\frac{16}{160}=0,1mol\to n_{Fe} =2.0,1=0,2mol\to x=0,2 \left(3\right)$                           

Từ (1), (2), (3) → x = 0,2; y = 0,25; a = 0,8

→ m_{hỗn hợp X} = m_Fe + m_S = 56.0,2 + 32.0,25 = 19,2gam

Đáp án B

Câu 24: Cho a mol Fe tác dụng với b mol H₂SO₄ đặc nóng, sản phẩm khử thu được là SO₂. Để thu được 2 muối thì mối liên hệ giữa a và b là

A. 2a < b < 3a.

B. a < b < 2a.

C. $\frac{a}{3}<b<\frac{a}{2}$

D. a = b.

Hướng dẫn giải

2 muối là FeSO₄ và Fe₂(SO₄)₃

Xét quá trình cho – nhận electron:

$\begin{array}{l}\text{Fe }\to \stackrel{+2}{Fe} +\text{ 2}e\\ a\to 2a\\ \text{Fe }\to \stackrel{+3}{Fe} +\text{ 3}e\\ a\to 3a\end{array}$

$\begin{array}{l}\stackrel{+6}{S} +\text{ 2}e\to \stackrel{+4}{S}\\ 2b \leftarrow b\end{array}$

Nếu chỉ thu được muối FeSO₄ thì n_{e nhận} = n_{e cho} = 2a mol

Nếu chỉ thu được muối Fe₂(SO₄)₃ thì n_{e nhận} = n_{e cho} = 3a mol

→ Để thu được 2 muối thì: 2a < n_{e nhận} = n_{e cho} < 3a

Bảo toàn nguyên tử S: $n_{H_{2}S{O}_4}=n_{S{O_4}^{2-}}+n_{S{O}_2}$

Mà $n_{S{O_4}^{2-}}=\frac{n_{e cho }}{2}$ và $n_{S{O}_2}=\frac{1}{2}{n}_{e nhan }=\frac{1}{2}{n}_{e cho }$

$\begin{array}{l}\to n_{H_{2}S{O}_4}=b=\frac{n_{e cho}}{2}+\frac{1}{2}{n}_{e nhan}\to n_{e cho}=b\\ \to 2a<b<3a\end{array}$

Đáp án A

Câu 25: Hòa tan hoàn toàn 20,88 gam một oxit sắt bằng dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng thu được dung dịch X và 3,248 lít khí SO₂ (sản phầm khử duy nhất, ở đktc). Cô cạn dung dịch X, thu được m gam muối sunfat khan. Giá trị của m là:

A. 52,2

B. 48,4

C. 54,0

D. 58,0

Hướng dẫn giải

$n_{S{O}_2}=\frac{3,248}{22,4}\text{= }0,145mol$

Quy đổi 20,88 g oxit sắt Fe_xO_y thành 20,88 g gồm Fe và O

$\left\{\begin{array}{c}{n}_{Fe} = xmol\\ n_O =ymol\end{array}\right.\to 56x+16y=20,88\left(1\right)$

$\begin{array}{l}\text{Fe }\to \stackrel{+3}{Fe} +\text{ 3}e\\ x\to 3x\end{array}$

$\begin{array}{l}\stackrel{+6}{S} +\text{ 2}e\to \stackrel{+4}{S}\\ 0,29 \leftarrow 0,145\\ O +\text{ 2}e\to \stackrel{-2}{O}\\ 2y \leftarrow y\end{array}$

Bảo toàn electron: 3x = 2y + 0,29 → 3x - 2y = 0,29   (2)

Từ (1) và (2) → x = 0,29 và y = 0,29

Muối sinh ra là muối Fe₂(SO₄)₃

Bảo toàn nguyên tố Fe ta có: $n_{F{e}_2{\left(SO\right)}_4}=\frac{1}{2}{n}_{Fe}=0,145\left(mol\right)$

$\to m_{F{e}_2{\left(SO\right)}_4}=0,145.400=58\left(g\right)$

Đáp án D

Xem thêm các dạng bài tập và công thức Hoá học lớp 10 hay, chi tiết khác:

50 bài tập về tính chất hóa học, phương pháp điều chế Oxi, Lưu huỳnh

Các dạng bài toán nhận biết oxi, ozon, lưu huỳnh, SO2, SO3, H2S

Các dạng bài toán hoàn thành phản ứng hóa học Oxi, Lưu huỳnh

Các dạng bài toán về Oxi, Ozon

Các dạng bài toán SO2, H2S, SO3 phản ứng với dung dịch kiềm