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

50 bài tập về dung dịch H2SO4 loãng

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: $n_{H_{2}S{O}_4 }=n_{H_{2}O} =n_{O\left(trongoxit\right)}$

            m_muối = $m_{oxit} +m_{H_{2}S{O}_4} -m_{H_{2}O}$

                     = $m_{oxit }+98n_{H_{2}S{O}_{4 }}-18n_{H_{2}O}$

                     = $m_{oxit} +80n_{H_{2}S{O}_{4 }}$

- 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 H₂SO₄ 0,5M 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.

$n_{F{e}_3{O}_4}=\frac{2,32}{22,4}=0,01\left(mol\right)$

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

0,01        0,04

$V=\frac{0,04}{0,5}=0,08lít$

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 $n_{H_{2}S{O}_4 }=1mol$

$\begin{array}{l}M{\left(OH\right)}_2 +H_{2}S{O}_{4 }\to MS{O}_4 +2H_{2}O\\ 1 \leftarrow 1 \to 1 \left(mol\right)\\ m_{dd{H}_{2}S{O}_4}=\frac{\mathrm{1.98.100}}{20}=490\left(gam\right)\\ \begin{array}{l}\to m_{ddsau }=1.\left(M+34\right)+490=M+524\left(g\right)\\ C{\%}_{MS{O}_4}=\frac{M+96}{M+524}.100\%=27,21\%\\ \to M=64\left(Cu\right)\end{array}\end{array}$

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.

 $n_{H_2}=\frac{2,24}{22,4}=0,1\left(mol\right)$     

$\begin{array}{l}Fe + H_{2}S{O}_4 \to FeS{O}_4 +H_2\\ 0,1 \leftarrow 0,1 \\ \to m_{Fe}=0,1.56=5,6\left(g\right)\\ \to m_{Cu}=10-5,6=6,4\left(g\right)\end{array}$

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

$\begin{array}{l}{n}_{H_2}=\frac{3,36}{22,4}=0,15\left(mol\right)\\ 2A + n{H}_{2}S{O}_4 \to A_2{\left(S{O}_4\right)}_n +n{H}_2 \\ \frac{0,3}{n} \leftarrow 0,15 \left(mol\right)\\ \to M_A=\frac{2,7}{\frac{0,3}{3}}=9n\end{array}$

Đáp án D

C. Bài tập tự luyện.

Câu 1: Kim loại nào sau đây không tác dụng với dung dịch H₂SO₄ loãng?

A. Mg

B. Al

C. Fe

D. Cu

Hướng dẫn giải

Dung dịch H₂SO₄ loãng 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

$n_{H_2}=\frac{8,96}{22,4} =0,4mol$

Bảo toàn nguyên tố H: $n_{H_2}=n_{H_{2}SO{}_4}=0,4mol$

Bảo toàn khối lượng ta có

$\begin{array}{l}{m}_{KL} +m_{H_{2}S{O}_4} =m_{H_2} +m_{muoi} \\ \iff 11,1+0,4.98=0,4.2+m\\ \to m=\text{ 49,5(g)}\end{array}$

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 H₂SO₄ 0,1M 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

$n_{H_{2}S{O}_4}=0,3.0,1=0,03\left(mol\right)$

Vì phản ứng vừa đủ nên: $n_{O\left(trongoxit\right)} =n_{H_{2}S{O}_4} =0,03\left(mol\right)$

$\begin{array}{l}\begin{array}{l}\to m_{O\left(trongoxit\right)} =0,03.16=0,48\left(g\right)\\ \to m_{KL} =2,81–0,48=2,33\left(g\right)\end{array}\\ \to m_{muoi} =m_{KL} +m_{S{O_4}^{2-}} =2,33+0,03.96=5,21\left(g\right)\end{array}$

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

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

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

$n_{H_2}=\frac{8,96}{22,4} =0,4mol$

Bảo toàn nguyên tố H: $n_{H_2}=n_{H_{2}SO{}_4}=0,4mol$

Bảo toàn khối lượng ta có

$\begin{array}{l}{m}_{KL} +m_{H_{2}S{O}_4} =m_{H_2} +m_{muoi} \\ \iff 11,9+0,4.98=0,4.2+m\\ \to m=50,3\left(g\right)\end{array}$

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

$\begin{array}{l}\begin{array}{l}XO + H_{2}S{O}_4 \to XS{O}_4 +H_{2}O\\ 1mol \to 1mol 1mol\end{array}\\ m_{H_{2}S{O}_4 } =98.1=98gam\\ \to m_{dd{H}_{2}S{O}_4 }= \frac{98.100}{10}=980\left(g\right)\end{array}$

Bảo toàn khối lượng ta có

 m_{dd sau phản ứng} = $m_{dd{H}_{2}S{O}_4 }+m_{XO }=980+(X+16).1=980+X+16\text{ (}g)$

$\begin{array}{l}\to C{\%}_{dd{H}_{2}S{O}_4}=\frac{(X+96).1}{980+X+16}.100\%=11,76\%\\ \to X=24\left(Mg\right)\end{array}$

Đáp án D

Câu 7: Nhúng thanh sắt dư vào 200 ml dung dịch chứa HCl 0,2M và mol H₂SO₄ 0,1M 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

$\begin{array}{l}{n}_{HCl}=0,2.0,2=0,4mol\\ n_{H_{2}S{O}_4}=0,2.0,1=0,02mol\\ \begin{array}{l}Fe + 2HCl \to FeC{l}_{2 } +H_2\\ 0,02\leftarrow 0,04 \to 0,02\\ Fe + H_{2}S{O}_4 \to FeS{O}_4 +H_2\\ 0,02\leftarrow 0,02 \to 0,02\\ \begin{array}{l}\to n_{H_2}=0,02+0,02=0,04\left(mol\right)\\ \to V_{H_2}=0,04.22,4=0,896\left(l\right)\end{array}\end{array}\end{array}$

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

$n_{H_2}=\frac{1,344}{22,4} =0,06mol$

Bảo toàn nguyên tố H: $n_{H_2}=n_{H_{2}SO{}_4}=0,06mol$

Bảo toàn khối lượng ta có

$\begin{array}{l}{m}_{KL} +m_{H_{2}S{O}_4} =m_{H_2} +m_{muoi} \\ \iff \text{ 3,22}+0,06.98=0,06.2+m\\ \to m=\text{ 8,98(g)}\end{array}$

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

$\begin{array}{l}{n}_{H_{2}S{O}_4}=0,1.0,2=0,02\left(mol\right)\\ n_{NaOH}=0,2.0,1=0,02\left(mol\right)\\ \begin{array}{l}2M + n{H}_{2}S{O}_4 \to M_2{\left(S{O}_4\right)}_n +n{H}_2 \left(1\right)\\ \frac{0,02}{n} \leftarrow (0,02–0,01)\\ H_{2}S{O}_4 +2NaOH\to N{a}_{2}S{O}_{4 } +2H_{2}O \left(2\right) \\ 0,01 \leftarrow 0,02\end{array}\\ \to M=\frac{m}{n}=\frac{0,24}{\frac{0,02}{n}}=12n\end{array}$

Đáp án D

Câu 10: Hoà tan hoàn toàn 6,05g hỗn hợp X gồm Fe, Mg, Zn bằng một lượng vừa đủ H₂SO₄ loãng thấy thoát 2,688 H₂ ở đktc và dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là:

A. 17,57g

B. 18,98g

C. 17,25g

D. 9,52g

Hướng dẫn giải

$n_{H_2}=\frac{2,688}{22,4} =0,12mol$

Bảo toàn nguyên tố H: $n_{H_2}=n_{H_{2}SO{}_4}=0,12mol$

Bảo toàn khối lượng ta có:

$\begin{array}{l}{m}_{KL} +m_{H_{2}S{O}_4} =m_{H_2} +m_{muoi} \\ \iff \text{ 6,05}+0,12.98=0,12.2+m\\ \to m=\text{ 17,57(g)}\end{array}$

Đáp án A

Câu 11: Cho 2,52g một kim loại tác dụng với dd H₂SO₄ loãng tạo ra 6,84g muối sunfat. Kim loại đó là:

A. Mg

B. Fe

C. Cr

D. Mn

Hướng dẫn giải

Gọi kim loại cần tìm là M

$\begin{array}{l}2M+n{H}_{2}S{O}_4\to M_2{\left(SO4\right)}_n+n{H}_2\\ n_M=\frac{2.52}{M}\\ n_{muoi}=\frac{6,84}{2M+96n}\end{array}$

Ta có: n_M = 2. n_muoi

$\begin{array}{l}\to \frac{2.52}{M}=2.\frac{6,84}{2M+96n}\\ \to M=28n\end{array}$

Đáp án B

Câu 12: Một hỗn hợp gồm 13 gam kẽm và 5,6 gam sắt tác dụng với dung dịch axit HCl dư. Thể tích khí hidro (đktc) được giải phóng sau phản ứng là.

A. 6,72 lit.      

B. 2,24 lit.        

C. 4,48 lit.        

D. 67,2 lit.

Hướng dẫn giải

$\begin{array}{l}{n}_{Zn}=\frac{13}{65}=0,2\left(mol\right)\\ n_{Fe}=\frac{5,6}{56}=0,1\left(mol\right)\end{array}$

Bảo toàn e: $2n_{Zn}+2n_{Fe} =2n_{H_2}$

$\begin{array}{l}\iff \text{ 2.0,2+2.0,2=2.}{n}_{H_2} \\ \iff n_{H_2}=0,3\text{ (}mol)\\ \to V=0,3.22,4=6,72\left(l\right)\end{array}$

Đáp án A

Câu 13: Cho 4 gam hỗn hợp X gồm Fe và Cu tác dụng với dung dịch H₂SO₄ loãng dư thì thu được 1,12 lít khí (đktc). Thành phần phần trăm theo khối lượng của Fe và Cu trong hỗn hợp X lần lượt là

A. 40% và 60%.

B. 30% và 70%.

C. 70% và 30%.

D. 60% và 40%.

Hướng dẫn giải

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

$n_{H_2}=\frac{1,12}{22,4}=0,05\left(mol\right)$

$\begin{array}{l}Fe + H_{2}S{O}_4 \to FeS{O}_4 +H_2\\ 0,05 \leftarrow 0,05 \\ \to \%m_{Fe}=\frac{0,05.56}{4}.100\%=70\%\\ \to \%m_{Cu}=100\%-70\%=30\%\end{array}$

Đáp án C

Câu 14: Hòa tan hoàn toàn 5,5 gam hỗn hợp gồm Al và Fe vào lượng dư dung dịch H₂SO₄ loãng, thu được 4,48 lít H₂ (đktc). Thành phần phần trăm khối lượng của Fe trong hỗn hợp đầu là:

A. 50,91%

B. 76,36%

C. 25,45%

D. 12,73%

Hướng dẫn giải

$\begin{array}{l}{n}_{H_2} =\frac{4,48}{22,4}=0,2\left(mol\right)\\ \left\{\begin{array}{c}{n}_{Fe}=x\left(mol\right)\\ n_{Al}=y\left(mol\right)\end{array}\right.\end{array}$

→ 56x + 27y = 5,5   (1)

Bảo toàn electron: $2x +3y =2n_{H_2}=2.0,2=0,4\left(2\right)$

Từ (1) và (2) → $\left\{\begin{array}{c}x =0,05\\ y =0,1\end{array}\right.$

$\to \%m_{Fe} =\frac{0,05.56}{5,5}.100\%=50,91\%$

Đáp án A

Câu 15: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm Mg và Zn bằng một lượng vừa đủ dung dịch H₂SO₄ 20% (loãng), thu được dung dịch Y. Nồng độ của MgSO₄ trong dung dịch Y là 15,22%. Nồng độ phần trăm của ZnSO₄ trong dung dịch Y gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 10%. 

B. 15%. 

C. 18%. 

D. 20%.

Hướng dẫn giải

Giả sử số mol của H₂SO₄ =1 (mol)

$\to m_{dd H_{2}S{O}_4}=\frac{98.100\%}{20\%}=490\left(g\right)$

Bảo toàn nguyên tố H: $n_{H_2}=n_{H_{2}SO{}_4}=1mol$

Đặt số mol Zn = x (mol) và số mol Mg = y (mol)

→ ∑ khối lượng kim loại = 65x + 24y

Bảo toàn electron ta có: $2x+2y=2n_{H_2} =2\left(1\right)$

Khối lượng dung dịch sau phản ứng là:

$m_{ddsau} =m_{hhX} +m_{dd{H}_{2}S{O}_4} -m_{H_2}$

$\to m_{ddsau} =65x+24y+490-1.2=65x+24y+488$

Nồng độ phần trăm của MgSO₄ là:

$C{\%}_{MgS{O}_4}=\frac{m_{MgS{O}_4}}{m_{ddsau}}.100\%=\frac{\left(24+96\right)y}{65x+24y+488}.100\%=15,22\%\left(2\right)$

Từ (1) và (2) → $\left\{\begin{array}{c}x=0,333\\ y=0,667\end{array}\right.$

$C{\%}_{ZnS{O}_4}=\frac{0,333.\left(65+96\right)}{65.0,333+24.0,667+488}.100\%=10,2\%$

Đáp án A

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

50 bài tập về dung dịch H2SO4 đặc

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