Giải câu 9 trang 191 – Bài 46 – SGK môn Hóa học lớp 10 Nâng cao

Oleum là gì?
 
a) Hãy xác định công thức của oleum A, biết rằng sau khi hòa tan 3,38 gam A vào nước, người ta phải cùng 800ml dung dịch KOH 0,1M để trung hòa dung dịch A.
 
b) Cần hòa tan bao nhiêu gam oleum A vào 200 gam nước để được dung dịch \(H_2SO_4 \) 10%?
Lời giải:
- Oleum là dung dịch \(H_2SO_4 \) 98% hấp thụ \(SO_3 \) được oleum \(H_2SO_4.nSO_3\):
 
\(H_2SO_4+ nSO3 → H_2SO_4.nSO_3 \)
 
a) Xác định công thức oleum.
 
\(n_{KOH}=C_M\times V=0,1\times \frac{800}{1000}=0,08\ mol\)
 
\(H_2SO_4+2KOH\to K_2SO_4+2H_2O\)

\(n_{H_2SO_4}=\frac{1}{2}n_{KOH}=0,04\ mol\)

Khi hòa tan oleum vào nước có quá trình:
\(H_2SO_4. nSO_3 + nH_2O → (n + 1) H_2SO_4 (2) \)
 
Từ (2) và đề bài, ta có:
 
\(\frac{m_{oleum}}{M_{oleum}}=\frac{n_{H_2SO_4}}{n+1}\\ \Rightarrow \frac{3,38}{98+80n}=\frac{0,04}{n+1}\)
 
Giải ra ta có n = 3.
 
 Vậy công thức phân tử oleum là: \(H_2SO_4. 3SO_3\).
 
b)
Gọi a là số mol oleum \(H_2SO_4. 3SO_3\)
 
\(M_{oleum} =M_{H_2SO_4}+3M_{SO_3}= 98 + 3.80 = 338 u\\ \Rightarrow m_{oleum} = 338a(g)\)

Khi hòa tan oleum vào nước có phản ứng sau:

\(H_2SO_4. 3SO_3 + 3H_2O → 4H_2SO_4 (3) \)
Theo phương trình (3): \(n_{H_2SO_4}=4n_{oleum}=4a\ mol\)
 
Khối lượng \(H_2SO_4 \) khi hòa tan a mol oleum:
 
\(m_{H_2SO_4}=n\times M=4a.98=392a(g)\)
 
- Hòa tan oleum A vào 200 gam nước để được dung dịch \(H_2SO_4 \) 10%:
 
\(m_{dd}=m_{oleum}+m_{nước}=(338a+200)g\)
 
\(\frac{m_{ct}}{m_{dd}}\times 100\%=10\%\\ \Rightarrow \frac{392a}{338a+200}\times 100\%=10\%\\ \Rightarrow a=0,0558\ mol\)
 
Vậy moleum phải dùng :
 
\(m_{oleum}=M\times n= 338.0,0558 = 18,86 (gam) \)
 

Ghi nhớ :
- Nguyên tử oxi có 2 lớp electron, lớp ngoài cùng có 6 electron được phân thành 2 phân lớp : phân lớp 2s có 2e, phân lớp 2p có 4e.
- Nguyên tử lưu huỳnh có 2 lớp electron, lớp ngoài cùng có 6 electron được phân thành 2 phân lớp : phân lớp 3s có 2e, phân lớp 3p có 4e.
- Độ âm điện của nguyên tử oxi là 3,44, lưu huỳnh là 2,58.
- Oxi và lưu huỳnh là những nguyên tố phi kim ó tính oxi hóa mạnh.
- Dung dịch hiđro sunfua trong nước ó tính axit yếu.
- Lưu huỳnh đioxit có tính oxi hóa và tính khử.
- Axit sunfuric loãng ó tính chất chung của axit còn axit sunfuric đặc có tính chất riêng là tính oxi hóa rất mạnh và tính háo nước.