1. H2SO4 loãng
H2SO4 loãng là một axit mạnh, có đầy đủ các tính chất hóa học chung của axit:
- Làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ.
- Tác dụng với kim loại đứng trước H (trừ Pb) → muối sunfat (trong đó kim loại có hóa trị thấp) + H2
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
* Lưu ý:
nH2 = nH2SO4
mmuối = mkim loại + mH2SO4 - mH2 = mkim loại + 96nH2
- Tác dụng với oxit bazơ → muối (trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị) + H2O
FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O
* Lưu ý:
nH2SO4 = nH2O = nO (trong oxit)
mmuối = moxit + mH2SO4 - mH2O = moxit + 98nH2SO4 - 18nH2O
= moxit + 80nH2SO4 = moxit + 80n(O trong oxit)
- Tác dụng với bazơ → muối + H2O
H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
(phản ứng của H2SO4 với Ba(OH)2 hoặc bazơ kết tủa chỉ tạo thành muối sunfat).
Cu(OH)2 + H2SO4 → CuSO4 + 2H2O
Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2H2O
- Tác dụng với muối → muối mới (trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị) + axit mới
Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2
H2SO4 + 2KHCO3 → K2SO4 + 2H2O + 2CO2
* Lưu ý: Thường dùng phương pháp tăng giảm khối lượng khi giải bài tập về phản ứng của axit sunfuric với muối.
2. H2SO4 đặc
Số oxi hóa của lưu huỳnh: -2 0 +4 +6
* Nhận xét: S trong H2SO4 có mức oxi hóa +6 cao nhất.
→ H2SO4 đặc có tính axit mạnh, oxi hóa mạnh và có tính háo nước.
a. Tác dụng với kim loại
- H2SO4 đặc, nóng tác dụng với các kim loại
2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
5H2SO4 + 4Zn → 4ZnSO4 + H2S + 4H2O
* Lưu ý:
- Bài tập kim loại tác dụng với axit sunfuric đặc thường gặp nhất là tạo khí SO2, khi giải thường vận dụng bảo toàn e và bảo toàn nguyên tố:
ne = nkim loại.hóa trịkim loại = 2nSO2
nH2SO4 phản ứng = 2nSO2
mmuối = mkim loại + 96nSO2
- H2SO4 đặc nguội thụ động với Al, Fe và Cr.
- H2SO4 đặc phản ứng được với hầu hết các kim loại (trừ Au và Pt) → muối trong đó kim loại có hóa trị cao + H2O + SO2 (S, H2S).
- Sản phẩm khử của S+6 tùy thuộc vào độ mạnh của kim loại: kim loại có tính khử càng mạnh thì S+6 bị khử xuống mức oxi hóa càng thấp.
b. Tác dụng với phi kim → oxit phi kim + H2O + SO2
S + 2H2SO4 → 3SO2 + 2H2O (t0)
C + 2H2SO4 → CO2 + 2H2O + 2SO2 (t0)
2P + 5H2SO4 → 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O
c. Tác dụng với các chất khử khác
2H2SO4 + 2FeSO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + 2H2O
2FeO + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O
d. Tính háo nước