Zn + H2SO4 loãng → ZnSO4 + H2

Zn + H2SO4 loãng → ZnSO4 + H2
1. Phương trình phản ứng Zn + H2SO4 loãng → ZnSO4 + H2
Phản ứng giữa kẽm (Zn) và axit sulfuric loãng (H2SO4 loãng) là một trong
những phản ứng hóa học cơ bản được thực hiện trong môi trường thí nghiệm.
Phương trình hoá học của phản ứng Zn tác dụng với H2SO4 loãng được thể hiện như sau:
Zn + H2SO4 loãng → ZnSO4 + H2
Mô tả phương trình phản ứng:
Phương trình hóa học trên mô tả phản ứng giữa kẽm (Zn) và axit sulfuric
loãng (H2SO4 loãng). Cụ thể, trong đó Kẽm (Zn) là kim loại kẽm, một chất
dẻo và có độ bền cao. Trong phản ứng, kẽm sẽ tác động với axit sulfuric
loãng. Axit sulfuric loãng (H2SO4 loãng), là một dung dịch axit sulfuric có
nồng độ thấp. Axit này cung cấp ion hydrogen ( H+ ) và ion sulfate ( SO42−)
trong quá trình phản ứng. Kẽm sulfate (ZnSO4) là muối kẽm tạo thành từ quá
trình tác động giữa kẽm và axit sulfuric. Kẽm sulfate có thể xuất hiện dưới
dạng dung dịch trong nước. Khí hydrogen (H2) là sản phẩm khí của phản ứng,
được giải phóng khi kẽm tác động với axit. Đây là khí không màu, không mùi, và cháy trong không khí.
Điều kiện phản ứng:
- Phản ứng xảy ra khi cho Zn tác động với H2SO4 loãng.
- Phản ứng diễn ra ngay cả ở điều kiện thường, không cần phải tạo ra các
điều kiện đặc biệt như nhiệt độ cao hay áp suất lớn. Điều này làm cho phản
ứng trở nên tiện lợi và thích hợp cho việc giảng dạy và thực hành trong giáo dục hóa học.
Hiện tượng phản ứng:
- Khi một mẩu kẽm được thả vào dung dịch axit sulfuric loãng, quan sát được
một loạt các hiện tượng phản ứng. Mẫu kẽm bắt đầu tan dần trong dung dịch,
tạo ra ion kẽm và ion hydrogen trong quá trình phản ứng hóa học.
- Đồng thời, có sự thoát khí xảy ra trong quá trình này, chủ yếu là khí
hydrogen (H2), xuất phát từ sự giải phóng hydrogen từ phản ứng giữa kẽm
và axit sulfuric. Hiện tượng thoát khí là một phần quan trọng của phản ứng, vì
nó thể hiện sự giải phóng khí từ chất khí hóa, đồng thời làm thay đổi tính chất của hệ thống.
Giải thích phương trình ion rút gọn:
Phương trình ion rút gọn của phản ứng giữa kẽm (Zn) và axit sulfuric loãng
(H2SO4 loãng) có thể được biểu diễn bằng một loạt các bước để hiểu rõ hơn
về sự chuyển đổi của các chất hóa học trong quá trình này.
Bước 1: Đầu tiên, chúng ta bắt đầu bằng việc viết phương trình phản ứng ở dạng phân tử:
Zn + H2SO4 loãng → ZnSO4 + H2
Bước 2: Tiếp theo, chúng ta chuyển các chất trong phương trình thành dạng
ion để thấy rõ sự tách biệt giữa các ion:
Zn + 2H+ + SO42− ​ → Zn2+ +SO42− ​ + H2 ​
Ở đây, H+ và SO42− ​ là ion được tạo ra từ axit sulfuric loãng.
Bước 3: Lược bỏ các ion giống nhau ở cả hai bên của phương trình để có
được phương trình ion thu gọn: Zn + 2H+ → Zn2+ + H2 ​
Phương trình ion thu gọn này là một biểu diễn ngắn gọn của phản ứng hóa
học, tập trung vào các chất có tham gia trực tiếp trong quá trình chuyển đổi
hóa học giữa kẽm và axit sulfuric loãng. Điều này giúp tăng cường sự hiểu
biết về cơ chế phản ứng và cách các chất tương tác trong quá trình này.
2. Tính chất hóa học của H2SO4 loãng
Làm quỳ tím đổi màu thành đỏ:
Axit sulfuric loãng (H2SO4 loãng) là một axit mạnh, có khả năng tạo thành
ion H+ trong dung dịch. Do đó, khi tiếp xúc với quỳ tím (chất chỉ pH), nó sẽ
làm thay đổi màu của quỳ từ màu tím sang màu đỏ. Hiện tượng này chứng tỏ
tính axit mạnh của H2SO4 loãng.
Axit sulfuric loãng tác dụng với kim loại:
Axit sulfuric loãng có khả năng tác động với một số kim loại đứng trước hidro
trong dãy hoạt động hóa học của kim loại. Trong quá trình này, axit thường
thay thế ion hydrogen trong nước để tạo ra muối và giải phóng khí hydrogen.
Dưới đây là một ví dụ về phản ứng này:
Al + H2SO4 (loãng) →Al2(SO4)3 + H2 Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2
Trong cả hai ví dụ trên, kim loại (Al hoặc Zn) tác động với axit sulfuric loãng,
tạo thành muối sulfate (Al2(SO4)3 hoặc ZnSO4) và giải phóng khí hydrogen
(H2). Đây là một đặc điểm quan trọng của axit sulfuric loãng khi tương tác với
kim loại trong các thí nghiệm và ứng dụng hóa học.
Tác dụng của axit sulfuric loãng với bazơ:
Axit sulfuric loãng (H2SO4 loãng) tác động với bazơ để tạo ra muối sunfat và
nước. Dưới đây là một số ví dụ về phản ứng này:
H2SO4 + Ba(OH)2 → BaSO4 + 2H2O 2KOH + H2SO4 → K2SO4 + 2H2O
Trong cả hai phản ứng trên, bazơ (Ba(OH)2 hoặc KOH) tác động với axit
sulfuric loãng, tạo ra muối sulfate (BaSO4 hoặc K2SO4) và nước. Đây là một
phản ứng trung tính, trong đó ion H+ từ axit thay thế ion OH− từ bazơ, tạo thành nước và muối.
Tác dụng của axit sulfuric loãng với oxit bazơ:
Axit sulfuric loãng cũng có khả năng tác động với oxit bazơ để tạo ra muối
sunfat và nước. Dưới đây là một số ví dụ: CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O
3 H2SO4 + Al2O3 → Al2(SO4)3 + 3 H2O
3 H2SO4 + Fe2O3 → Fe2(SO4)3 + 3 H2O
Trong các phản ứng trên, oxit bazơ (Al2O3, Fe2O3, CuO) tương tác với axit
sulfuric loãng để tạo ra muối sunfat và nước.
Tác dụng của axit sulfuric loãng với muối:
Axit sulfuric loãng cũng có khả năng tác động với muối để tạo ra muối mới và
axit mới. Dưới đây là một số ví dụ: 2 KCl + H2SO4 → K2SO4+ 2 HCl
H2SO4 + K2CO3 → K2SO4 + CO2 + H2O
Trong các phản ứng trên, muối (KCl hoặc K2CO3) tương tác với axit sulfuric
loãng để tạo ra muối mới (K2SO4 hoặcK2SO4) và axit mới (HCl hoặc CO2 + H2O) 3. Bài tập vận dụng
Bài tập 1: Các thí nghiệm như sau:
(1) Cho thanh Zn nhúng vào dung dịch H2SO4 loãng, có dính tạp chất Cu
(2) Nhúng thanh Zn vào dung dịch H2So4
(3) Nhúng thanh Cu có mạ Ag vào dung dịch H2SO4 loãng
(4) Nhúng Fe tráng thiếc bị xưới sâu cùng Fe vào dung dịch H2SO4 loãng
(5) Để miếng gang vào môi trường không khí ẩm
Có bao nhiêu phản ứng xảy ra theo cơ chế ăn mòn điện hóa? A. 1 B. 5 C. 3 D. 4 Đáp án:
Có ba quá trình xảy ra theo cơ chế ăn mòn điện hóa trong các thí nghiệm đã
cho, được thể hiện qua các thí nghiệm (1), (4) và (5). Dưới đây là chi tiết của mỗi thí nghiệm:
- Thí nghiệm (1): Thanh Zn có tạp chất Cu nhúng vào dung dịch H2SO4 loãng.
Trong quá trình này, Zn có thể phản ứng với axit sulfuric tạo ra muối zinc
sulfate và khí hydrogen. Tuy nhiên, tạp chất Cu có thể tác động làm tăng tốc
độ ăn mòn điện hóa của thanh Zn.
- Thí nghiệm (4): Thanh Fe tráng thiếc bị xước sâu, nhúng vào dung dịch
H2SO4 loãng. Trong trường hợp này, vết xước tạo điều kiện để xảy ra quá
trình ăn mòn điện hóa nhanh hơn, với Fe tham gia vào phản ứng và tạo muối
iron sulfate và khí hydrogen.
- Thí nghiệm (5): Miếng gang để trong không khí ẩm. Gang có thể ăn mòn
điện hóa dưới tác động của không khí ẩm, tạo ra oxit và các sản phẩm khác.
Như vậy, có tổng cộng 3 quá trình ăn mòn điện hóa (1, 4 và 7) trong số các
thí nghiệm được đưa ra. Do đó, đáp án chính xác là C.
Bài tập 2: Từ dãy các chất sau, tìm ra các chất tác dụng với H2SO4 loãng ? A. Ag, ZnO, MgO và K2CO3 B. Mg, ZnO, Ba(OH)2, CaCO3 C. Fe, Cu(OH)2, Na2O và P2O5 D. Cu, Cu(OH)2, NaOH, CaCO3 Đáp án đúng: B
Dãy chất B (Mg, ZnO, Ba(OH)2, CaCO3) chứa các chất tác dụng với dung
dịch H2SO4 loãng, đưa ra các phản ứng như sau: Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2 ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O
Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2 H2O
Ca(OH)2 + H2SO4 ⟶CaSO4 + 2H2O
- Loại A vì H2SO4 loãng không tác dụng với Ag
- Loại C vì H2SO4 loãng không tác dụng với oxit axit P2O5
- Loại D vì H2SO4 loãng không tác dụng với Cu.
Bài tập 3: Cho 13 gam Zn tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư, thu được
dung dịch X và khí H2 (đktc). Tính thể tích khí H2 thu được thể tích là bao nhiêu? A. 2,24 lit B. 1,12 lít C. 3,36 lít D. 4,48 lít Đáp án: D
Để xác định thể tích của khí H2 sản xuất, chúng ta có thể sử dụng các bước sau:
- Xác định số mol của Zn:
n Zn = m/ M = 13/ 65 = 0,2 (mol)
- Xác định số mol của H2:
Phản ứng hóa học theo phương trình: Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2
Do đó, số mol của H2 cũng là: 0,2 mol
- Tính thể tích của khí H2 thu được:
V H2= n H2 x 22,4 = 0,2 x 22,4 = 4,48 (l)
Do đó, đáp án là D, với thể tích của khí H2 thu được là 4,48 lít.
Bài tập 4: Cho m gam Magie tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng thu được
2,24 lít khí H2 (đktc). Tính m? A. 2,4 gam B. 13 gam C. 8,7 gam D. 9,75 gam Đáp án: A
Để xác định giá trị của m, chúng ta sẽ sử dụng các bước sau:
- Xác định số mol của khí H2: n H2 = 2,24 : 22,4 = 0,1 (mol)
- Xác định số mol của Mg:
Phản ứng hóa học theo phương trình: Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2
Do đó, số mol của Mg cũng là: 0,1 mol
- Tính khối lượng của Mg là:
m Mg = n Mg x M Mg = 0,1 x 24 = 2,4 (g)
Vậy nên, đáp án là A với giá trị của m là 2,4 gam.
Document Outline

• Zn + H2SO4 loãng → ZnSO4 + H2
  • 1. Phương trình phản ứng Zn + H2SO4 loãng → ZnSO4
  • 2. Tính chất hóa học của H2SO4 loãng
  • 3. Bài tập vận dụng