Phản ứng Mg + H2SO4 loãng → MgSO4 + H2↑
1. Phương trình phản ứng Mg tác dụng H2SO4 loãng
Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2↑
2. Điều kiện phản ứng xảy ra khi cho Mg tác dụng H2SO4 loãng
Nhiệt độ thường, H2SO4 loãng.
3. Bản chất của các chất tham gia phản ứng
3.1. Bản chất của Mg (Magie)
Mg là chất khử mạnh tác dụng với axit HCl, HNO3, H2SO4,..
3.2. Bản chất của H2SO4 (Axit sunfuric)
Axit sunfuric ở dạng loãng là một axit mạnh có đầy đủ tính chất thường gặp của một axit nên tác dụng với kim loại đứng trước H (trừ Pb) tạo thành muối sunfat.
4. Tính chất hóa học của Magie
Magie là chất khử mạnh nhưng yếu hơn natri và mạnh hơn nhôm. Trong hợp chất chúng tồn tại dưới dạng ion M2+.
M → M2+ + 2e
4.1. Tác dụng với phi kim
Ví dụ:
2Mg + O2 → 2MgO + Q
Trong không khí, Mg bị oxh chậm tạo thành màng oxit mỏng bào vệ kim loại, khi đốt nóng chúng bị cháy trong oxi.
Lưu ý: Do Mg có ái lực lớn với oxi: 2Mg + CO2 → MgO + C + Q; Vì vậy không dùng tuyết cacbonic để dập tắt đám cháy Mg.
4.2. Tác dụng với axit
– Với dung dịch HCl và H2SO4 loãng:
Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2
– Với dung dịch HNO3:
+ Khi tác dụng với dung dịch HNO3 loãng, kim loại kiềm thổ khử N+5 thành N-3. 0 +5 +2 -3
4Mg + 10HNO3 → 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
+ Với dung dịch HNO3 đặc hơn, các sản phẩm tạo thành có thể là NO2, NO, …
4.3. Tác dụng với nước
Ở nhiệt độ thường, Mg hầu như không tác dụng với nước. Mg phản ứng chậm với nước nóng (do tạo thành hidroxit khó tan).
Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + H2
Lưu ý: Magie cháy trong hơi nước thu được MgO và hidro.
Mg + H2O → MgO + H2
4.4. Điều chế Mg
Trong công nghiệp, Mg được điều chế bằng cách điện phân nóng chảy MgCl2.
MgCl2 ⟶ Mg + Cl2
5. Tính chất hoá học của H2SO4
5.1. H2SO4 loãng
Axit sunfuric là một axit mạnh, hóa chất này có đầy đủ các tính chất hóa học chung của axit như:
- Axit sunfuric H2SO4 làm chuyển màu quỳ tím thành đỏ.
- Tác dụng với kim loại đứng trước H (trừ Pb) tạo thành muối sunfat.
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
- Tác dụng với oxit bazo tạo thành muối mới (trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị) và nước .
FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O
- Axit sunfuric tác dụng với bazo tạo thành muối mới và nước.
H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
- H2SO4 tác dụng với muối tạo thành muối mới (trong đó kim loại vẫn giữ nguyên hóa trị) và axit mới.
Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2
H2SO4 + 2KHCO3 → K2SO4 + 2H2O + 2CO2
5.2. H2SO4 đặc
Axit sunfuric đặc có tính axit mạnh, oxi hóa mạnh với tính chất hóa học nổi bật như:
- Tác dụng với kim loại: Khi cho mảnh Cu vào trong H2SO4 tạo ra dung dịch có màu xanh và có khí bay ra với mùi sốc.
Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O
- Tác dụng với phi kim tạo thành oxit phi kim + H2O + SO2.
C + 2H2SO4 → CO2 + 2H2O + 2SO2 (nhiệt độ)
2P + 5H2SO4 → 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O
- Tác dụng với các chất khử khác.
2FeO + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O
- H2SO4 còn có tính háo nước đặc trưng như đưa H2SO4 vào cốc đựng đường, sau phản ứng đường sẽ bị chuyển sang màu đen và phun trào với phương trình hóa học như sau.
C12H22O11 + H2SO4 → 12C + H2SO4.11H2O
6. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1. Phản ứng nào sau đây không thể xảy ra:
A. FeSO4 + HCl → FeCl2 + H2SO4
B. Na2S + HCl → NaCl + H2S
C. FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2 + Na2SO4
D. HCl + KOH → KCl + H2O
Lời giải:
Câu 2. Hoà tan hoàn toàn 2,6 gam kim loại M hóa trị II vào dung dịch HNO3 dư thu được 0,224 lít khí N2O ở đktc (sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch muối nitrat. M là kim loại nào dưới đây?
A. Zn
B. Al
C. Ca
D. Mg
Lời giải:
2N+5 + 10e → N2+0
0,1 0,01
M → M+x + xe
1,2M →1,2xM
=>xM = 0,11,2
xM = 112
=> M là Mg
Câu 3. Hòa tan hoàn toàn 2,4 gam kim loại Mg vào dung dịch HNO3 loãng chỉ thu được V lít khí N2 (đktc, sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của V là
A. 0,672 lít
B. 6,720 lít
C. 0,448 lít
D. 4,48 lít
Lời giải:
nMg = 0,1 mol
Bảo toàn electron: 2.nMg = 10.nN2=> nN2= nMg5 = 0,02mol
=> V = 0,02.22,4 = 0,448 lít
Câu 4. Cho Mg tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng tạo thành khí X, nhiệt phân tinh thể KNO3 tạo thành khí Y, cho tinh thể MnO2 tác dụng với dung dịch HCl đặc đun nóng tạo thành khí Z. Các khí X, Y, Z lần lượt là :
A. H2, NO2 và Cl2
B. H2, O2 và Cl2
C. Cl2, O2 và H2S
D. SO2, O2, Cl2
Lời giải:
Phương trình hóa học phản ứng
Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2
KNO3 → KNO2 + 12 O2
MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O
Câu 5. Cho m gam Mg tác dụng hoàn toàn với dung dịch H2SO4 loãng dư thu được 448 lit khí H2 (đktc). Giá trị
A. 7,2 gam
B. 4,8 gam
C. 16,8 gam
D. 3,6 gam
Lời giải:
nH2(dktc)= 4,4822,4 = 0,2 (mol)
Phương trình hóa học:
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2↑
(mol) 0,2 ← 0,2
Theo phương trình hóa học: nMg= nH2 = 0,2 (mol)
→ m = mMg = 0,2.24 = 4,8 (g)
Câu 6. Hòa tan hoàn toàn 2,4 gam Mg bằng dung dịch H2SO4 loãng, thu được V lít khí H2 (đktc). Giá trị của V là:
A. 5,60.
B. 2,24.
C. 4,48.
D. 3,36.
Lời giải:
Câu 7. Cho từ từ 150 ml dung dịch HCl 1M vào 500 ml dung dịch X gồm K2CO3 aM và KHCO3 bM thì thu được 1,008 lít khí (đktc) và dung dịch Y. Cho dung dịch B tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư thì thu được 29,55 gam kết tủa. Giá trị của a và b lần lượt là
A. 0,30 và 0,09
B. 0,21 và 0,18.
C. 0,09 và 0,30.
D. 0,15 và 0,24.
Lời giải:
Cho từ từ HCl vào dung dịch K2CO3 và KHCO3: phản ứng (1) và (2) sau đây xảy ra lần lượt:
HCl + K2CO3 → KHCO3 + KCl (1)
HCl + KHCO3 → KCl + H2O + CO2(2)
Phản ứng 1: nK2CO3 = nHCl p/u(1) = 0,5a mol
Phản ứng 2: nCO2 = nHCl p/u (2) = 0,045 mol
Tổng số mol HCl: 0,5a + 0,045 = 0,15 ⇒ a = 0,21 mol
Theo định luật bảo toàn nguyên tố C: nK2CO3 + nKHCO3 = nCO2+ nBaCO3
Vậy: 0,5a + 0,5b = 0,045 + 0,15. Thay a = 0,21 tính ra by = 0,18.
Câu 8. Nhận xét nào sau đây không đúng ?
A. Tính khử của các kim loại kiềm thổ yếu hơn kim loại kiềm trong cùng chu kì
B. Các kim loại kiềm thổ có tính khử mạnh
C. Be, Mg, Ca, Sr, Ba đều phản ứng với nước ở nhiệt độ thường nên gọi là kim loại kiềm thổ
D. Tính khử của các kim loại kiềm thổ tăng dần từ Be đến Ba
Lời giải:
Nhận xét không đúng là: Be, Mg, Ca, Sr, Ba đều phản ứng với nước ở nhiệt độ thường nên gọi là kim loại kiềm thổ.
Vì Be không phản ứng với nước, còn Mg phản ứng với nước ở nhiệt độ cao.
Câu 9. Cho các trường hợp sau:
(1). SO3 tác dụng với dung dịch Ba(NO3)2.
(2). BaCl2 tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng.
(3). Cho FeSO4 tác dụng với dung dịch NaOH
(4). Sục khí H2S vào dung dịch FeCl2
(5). Khí SO2 tác dụng với nước Cl2.
Số trường hợp tạo ra kết tủa là bao nhiêu?
A. 2
B. 3
C. 4
D. 5
Lời giải:
SO3+ Ba(NO3)2 + H2O → BaSO4 + 2HNO3
BaCl2 + H2SO4 → 2HCl + BaSO4↓
FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2 + Na2SO4
Không phản ứng
SO2 + Cl2 + 2H2O → 2HCl + H2SO4
Câu 10. Nhận định đúng về phản ứng điều chế HNO3 trong phòng thí nghiệm bằng phản ứng
NaNO3 + H2SO4 → HNO3 + NaHSO4.
A. có thể dùng axit sunfuric loãng.
B. có thể thay thế natri nitrat bằng kali nitrat.
C. axit nitric thu được ở dạng lỏng không cần làm lạnh.
D. đây là phản ứng oxi hóa khử.
Lời giải:
A sai vì không thể dùng axit sunfuric loãng.
B đúng vì có thể thay thế natri nitrat bằng kali nitrat.
C sai vì axit nitric dễ bay hơi nên thu được hơi HNO3.
D sai vì đây là phản ứng trao đổi vì không làm thay đổi số oxi hóa.
Câu 11. Một dung dịch có chứa các ion sau: Ba2+, Ca2+, Mg2+, Na+, H+, Cl–. Để tách được nhiều cation ra khỏi dung dịch mà không đưa thêm ion mới vào thì ta có thể cho dung dịch tác dụng với dung dịch nào sau đây?
A. Na2SO4 vừa đủ.
B. Na2CO3 vừa đủ.
C. K2CO3 vừa đủ.
D. NaOH vừa đủ.
Lời giải:
Ta thêm vào dung dịch Na2SO4 vào sẽ loại bỏ được 1 cation
Ba2+ + SO42- → BaSO4↓
Ta thêm vào dung dịch Na2CO3 sẽ loại bỏ được 4 cation
Ba2+ + CO32- → BaCO3 ↓
Ca2+ + CO32- → CaCO3 ↓
Mg2+ + CO32- → MgCO3 ↓
2H+ + CO32- → CO2 ↑ + H2O
Loại C vì dùng K2CO3 thêm ion mới là K+
Ta thêm vào dung dịch NaOH vào sẽ loại bỏ được 2 cation:
Mg2+ + SO42- → MgSO4 ↓.
H+ + OH– → H2O
Vậy thêm Na2CO3 sẽ loại bỏ được nhiều ion nhất
Câu 12. Trong các phát biểu sau về nước cứng, phát biểu nào không đúng ?
A. Nước chứa ít Ca2+, Mg2+ hay không có chứa 2 loại ion này là nước mềm.
B. Nước có chứa nhiều ion Ca2+, Mg2+ là nước cứng.
C. Nước cứng có chứa đồng thời các ion HCO3–, SO42-, Cl– là nước cứng toàn phần.
D. Nước có chứa Cl– hay SO42- hoặc cả 2 loại ion này là nước cứng tạm thời.
Lời giải:
A. Nước chứa ít Ca2+, Mg2+ hay không có chứa 2 loại ion này là nước mềm.
=> Đúng.
B. Nước có chứa nhiều ion Ca2+, Mg2+ là nước cứng.
=> Đúng
C. Nước cứng có chứa đồng thời các ion HCO3–, SO42-, Cl– là nước cứng toàn phần.
=> Đúng
D. Nước có chứa Cl– hay SO42- hoặc cả 2 loại ion này là nước cứng tạm thời.
=> Sai. Nước cứng tạm thời chứa anion HCO3– .
Câu 13. Nước cứng là nước có chứa nhiều các ion
A. Mg2+, Ca2+.
B. Na+, K+.
C. Be2+, Ba2+.
D. Cl‑, HCO3–.
Lời giải:
Nước cứng là nước chứa nhiều ion Ca2+ và Mg2+.
Phân loại nước cứng:
+ Nước cứng tạm thời là nước cứng mà thành phần anion chứa ion HCO3–.
+ Nước cứng toàn phần là nước cứng mà thành phần anion chứa ion HCO3– ; Cl–
Câu 14. Một loại nước cứng có chứa Ca2+ 0,004M; Mg2+ 0,004M; Cl– và . Cần lấy bao nhiêu ml dung dịch Na2CO3 0,2M để biến 1 lít nước cứng trên thành nước mềm? (coi như các chất kết tủa hoàn toàn)
A. 80 ml
B. 60 ml
C. 20 ml
D. 40 ml
Lời giải:
nCa2+ = 0,004 mol; nMg2+ = 0,004 mol
Ta có: nNa2CO3 phản ứng với Ca = nCaCO3 = nCa2+ = 0,004 mol
nNa2CO3 phản ứng với Mg = nMgCO3 = nMg2+ = 0,004 mol
=>∑nNa2CO3 = 0,004 + 0,004 = 0,008 mol => V = 0,0080,2 = 0,04 lít = 40 ml
Xem thêm các phương trình hóa học khác:
Mg + HNO3 → Mg(NO3)2 + NO2 + H2O
Mg + HNO3 → Mg(NO3)2 + N2O + H2O
Mg + HNO3 → Mg(NO3)2 + NO + H2O
Mg + HNO3 → Mg(NO3)2 + NH4NO3 + H2O
Mg + HNO3 → Mg(NO3)2 + N2 + H2O
Cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết tại Giải Bài Tập. Mời các bạn cùng xem các nội dung giải trí học tập và các kiến thức thú vị khác tại đây.
