Phản ứng: Mg + H2SO4 đặc nóng → MgSO4 + H2S + H2O

1. Phản ứng: Mg + H2SO4 đặc nóng → MgSO4 + H2S + H2O:

Mg + 2H2SO4 → MgSO4 + SO2+ 2H2O

Điều kiện phản ứng giữa Magiê và dung dịch H2SO4 đặc nóng được thực hiện ở nhiệt độ thường, tức là khoảng 25 độ C.

Cách tiến hành phản ứng như sau:

1. Chuẩn bị một ống nghiệm và một mẩu Magiê.

2. Bỏ mẩu Magiê vào ống nghiệm.

3. Tiếp theo, nhỏ vài giọt dung dịch H2SO4 đặc nóng vào trong ống nghiệm chứa mẩu Magiê.

Sau khi phản ứng diễn ra, quan sát được hiện tượng sau:

– Mẩu Magiê sẽ bắt đầu tan dần trong dung dịch H2SO4.

– Xuất hiện khí không màu, có mùi hắc, đó là khí Lưu Huỳnh Đioxit (SO2).

Phản ứng xảy ra theo phương trình hóa học sau:

Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2O + SO2

Trong đó:

– Mg: Magiê.

– H2SO4: Dung dịch axit sunfuric.

– MgSO4: Kẽm sunfat.

– H2O: Nước.

– SO2: Lưu huỳnh đioxit.

2. Tính chất hóa học của Mg:

Quá trình oxi hóa khử của magiê (Mg) có thể được biểu diễn như sau:

Mg → Mg^2+ + 2e^-

Trong đó, một nguyên tử magiê (Mg) mất hai electron để tạo thành một ion magiê hai dương (Mg^2+) đồng thời tham gia vào quá trình khử. Điều này cho thấy tính khử của magiê trong các phản ứng hóa học.

Tác dụng với phi kim

Ví dụ về phản ứng của Magiê (Mg) trong không khí và trong môi trường chứa khí CO2:

Trong không khí:

Phản ứng: 2 Mg + O2 → 2 MgO + Q

Trong không khí, Magiê (Mg) bị oxh hình thành một lớp màng oxit mỏng bảo vệ kim loại khỏi sự oxi hóa tiếp theo. Khi đốt nóng, các hạt Mg sẽ cháy trong không khí, phản ứng với oxi để tạo ra oxit magiê (MgO) và sinh nhiệt (Q).

Trong môi trường chứa khí CO2:

Phản ứng: 2 Mg + CO2 → MgO + C + Q

Do magiê có ái lực lớn với oxi, nếu được tiếp xúc với khí CO2, magiê cũng sẽ phản ứng với CO2 để tạo ra oxit magiê (MgO), cacbon (C), và sinh nhiệt (Q). Vì vậy, không nên sử dụng tuyết cacbonic (CO2) để dập tắt đám cháy của Magiê vì nó có thể tạo ra thêm nhiều nhiệt độ và tăng nguy cơ cháy.

Tác dụng với axit

Với dung dịch HCl và H2SO4 loãng, phản ứng của Magiê (Mg) có thể được mô tả như sau:

Với dung dịch H2SO4:

Phản ứng: Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2

Trong phản ứng này, Magiê (Mg) tác dụng với axit sunfuric (H2SO4) để tạo ra magi sunfat (MgSO4) và khí hiđro (H2).

Với dung dịch HCl:

Phản ứng: Mg + 2HCl → MgCl2 + H2

Trong đó, magiê (Mg) phản ứng với axit clohidric (HCl) tạo thành clorua magiê (MgCl2) và khí hiđro (H2).

Với dung dịch HNO3, phản ứng của Magiê (Mg) cũng sẽ phụ thuộc vào nồng độ của dung dịch:

Với dung dịch HNO3 loãng:

Phản ứng: 4Mg + 10HNO3 → 4 Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

Trong điều kiện loãng, Magiê (Mg) tác dụng với axit nitric (HNO3) để tạo ra nitrat magiê (Mg(NO3)2), nitrat amoni (NH4NO3), và nước (H2O).

Với dung dịch HNO3 đặc hơn:

Trong trường hợp này, các sản phẩm tạo thành có thể là khí nitơ dioxide (NO2), nitơ monoxide (NO), và nước (H2O), tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của phản ứng.

Tác dụng với nước

Ở nhiệt độ thường, magiê (Mg) hầu như không tác dụng với nước. Tuy nhiên, magiê có thể phản ứng chậm với nước nóng, do tạo thành hidroxit magiê (Mg(OH)2) khó tan. Phản ứng này có thể được biểu diễn như sau:

Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + H2

Lưu ý: Trong điều kiện nhiệt độ cao hơn, magiê có thể phản ứng với hơi nước để tạo ra oxit magiê (MgO) và khí hiđro (H2). Phản ứng này có thể được biểu diễn như sau:

Mg + H2O(g) → MgO + H2

Đây là một phản ứng cháy, trong đó magiê tác dụng với hơi nước (H2O) trong môi trường có nhiệt độ cao, tạo ra oxit magiê (MgO) và khí hiđro (H2).

3. Bài tập vận dụng liên quan kèm đáp án:

Câu 1. Dãy kim loại nào sau đây phản ứng được H2SO4 loãng?

A. Zn, Cu, Fe

B. Mg, Fe, Cu

C. Al, Zn, Mg

D. Cu, Fe, Mg

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Dãy kim loại phản ứng được H2SO4 loãng là những kim loại mạnh đứng trước hidro trong dãy hoạt động hóa học

Phương trình phản ứng minh họa xảy ra

2Al + 3H2SO4 loãng → Al2(SO4)3+ 3H2

Zn + H2SO4 loãng → ZnSO4 + H2

Mg + H2SO4 loãng → MgSO4 + H2

Câu 2.  Khi cho nhôm tác dụng với dung dịch kiềm có hiện tượng gì xảy ra:

A. Kết tủa trắng

B. Có bọt khí thoát ra

C. Kết tủa có màu nâu đỏ

D. Không có hiện tượng gì

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Đun nóng nhẹ ống nghiệm và quan sát hiện tượng.

Hiện tượng: Có bọt khí thoát ra.

Giải thích:

Khi cho Al vào dung dịch NaOH thì lớp Al2O3 trên bề mặt Al bị bào mòn.

Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O.

Al mất lớp bảo vệ Al2O3 tác dụng với nước:

2Al + 6H2O → 2Al(OH)3+ 3H2.

Câu 3. Cho m gam Mg tác dụng hoàn toàn với dung dịch H2SO4 loãng dư thu được 2,24 lit khí H2 (đktc). Giá trị m là

A. 7,2 gam

B. 4,8 gam

C. 2,4 gam

D. 3,6 gam

Hướng dẫn giải

Đáp án C

nH2(dktc)= 2,24/22,4 = 0,1 (mol)

Phương trình hóa học

Mg + 2HCl → MgCl2 + H2↑

(mol) 0,1 ← 0,1

Theo phương trình hóa học:

nMg = nH2 = 0,1 (mol)

→ m = mMg = 0,1.24 = 2,4 (g)

Câu 4. Hiện tượng quan sát được khi cho từ từ đến dư dung dịch KOH vào dung dịch AlCl3 là:

A. Xuất hiện kết tủa keo trắng

B. Xuất hiện kết tủa keo trắng, sau đó kết tủa tan dần đến hết, dung dịch thu được trong suốt

C. Không có hiện tượng gì xảy ra

D. Xuất hiện kết tủa keo trắng, sau đó kết tủa tan dần đến hết, dung dịch thu được màu xanh lam

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Hiện tượng quan sát được khi cho từ từ đến dư dung dịch natri hiđrôxit vào dung dịch nhôm clorua là:

Xuất hiện kết tủa keo trắng, sau đó kết tủa tan dần đến hết, dung dịch thu được trong suốt

Phương trình phản ứng minh họa xảy ra

3KOH + AlCl3 → 3KCl + Al(OH)3 (↓ màu keo trắng )

KOH + Al(OH)3 → KAlO2+ 2H2O (dung dịch trong suốt)

Câu 5. Nhận định nào sau đây là đúng về kim loại kiềm thổ:

A. Bari là nguyên tố có tính khử mạnh nhất trong dãy kim loại kiềm thổ

B. Tất cả các kim loại kiềm thổ đều tan trong nước ở nhiệt độ thường

C. Kim loại kiềm thổ có tính khử mạnh hơn kim loại kiềm

D. Tính khử của các kim loại kiềm thổ tăng dần từ Be đến Ba.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Mg và Be không phản ứng với nước ở điều kiện thường B sai.

Đi từ đầu nhóm IIA đến cuối nhóm theo chiều tăng dần điện tính hạt nhân tính kim loại (tính khử) tăng dần => Kim loại mạnh nhất là Ra; yếu nhất là Be. => A sai, D đúng.

Nhóm Kim loại kiềm có tính khử mạnh nhất => C sai.

Câu 6. Nhận định nào sau đây không đúng về kim loại nhóm IIA?

A. Đều có cùng một kiểu mạng tinh thể.

B. Ca, Sr, Ba đều tác dụng mạnh với nước ở nhiệt độ thường.

C. Trong các hợp chất thường có số oxi hoá +2.

D. Tính kim loại của các nguyên tố tăng dần theo chiều tăng của điện tích hạt nhân

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Câu 7. Câu không đúng đối với tất cả các kim loại nhóm IIA là?

A. các kim loại nhóm IIA có nhiệt độ sôi, nhiêt độ nóng chảy biến đổi không theo qui luật nhất định

B. các kim loại nhóm IIA đều là kim loại có nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp ( trừ Be)

C. các kim loại nhóm IIA đều là kim loại nhẹ

D. các kim loại nhóm IIA đều là kim loại có độ cứng lớn

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Câu 8. Cho dãy các chất: FeCl2, CuSO4, BaCl2, KNO3. Số chất trong dãy phản ứng được với dung dịch NaOH là:

A. 1

B. 4

C. 2

D. 3

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Các chất trong dãy phản ứng được với dung dịch NaOH là FeCl2, CuSO4 (có 2 chất):

Phương trình phản ứng minh họa xảy ra

2NaOH + FeCl2 → Fe(OH)2 ↓ + 2NaCl

2NaOH + CuSO4 → Cu(OH)2 ↓ + Na2SO4

Câu 9. Khi cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch Na2CO3 khuấy đều, hiện tượng xảy ra là

A. xuất hiện chất khí bay ra ngay khi cho HCl vào

B. sau 1 thời gian thấy xuất hiện chất khí bay ra, dung dịch trong suốt

C. không có khí thoát ra

D. có khí thoát ra và xuất hiện kết tủa

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Khi cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch Na2CO3 khuấy đều, hiện tượng xảy ra là sau 1 thời gian thấy xuất hiện chất khí bay ra, dung dịch trong suốt

Phương trình phản ứng minh họa xảy ra

Na2CO3 + HCl → NaCl + NaHCO3

NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2+ H2O

Câu 10. NaCl có lẫn tạp chất NaHCO3. Cách nào sau đây có thể dùng để thu được NaCl tinh khiết?

A. Cho hỗn hợp đó vào dung dịch HCl dư, sau đó cô cạn dung dịch

B. Nung hỗn hợp ở nhiệt độ cao

C. Cho hỗn hợp vào nước sau đó hạ nhiệt độ, lọc bỏ kết tủa sau đó cô cạn

D. Cả A và B đều đúng

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Để thu được NaCl tinh khiết, ta cho hỗn hợp đó vào dung dịch HCl dư, sau đó cô cạn dung dịch.

Phương trình phản ứng minh họa xảy ra

NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O

B sai vì nung hỗn hợp thì NaHCO3 chuyển thành Na2CO3lẫn với NaCl => không thu được NaCl tinh khiết.

C sai vì cả 2 chất đều tan trong nước và khi hạ nhiệt độ không sinh ra kết tủa.

Câu 11. NaCl có lẫn tạp chất NaHCO3. Cách nào sau đây có thể dùng để thu được NaCl tinh khiết?

A. Cho hỗn hợp đó vào dung dịch HCl dư, sau đó cô cạn dung dịch

B. Nung hỗn hợp ở nhiệt độ cao

C. Cho hỗn hợp vào nước sau đó hạ nhiệt độ, lọc bỏ kết tủa sau đó cô cạn

D. Cả A và B đều đúng

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Để thu được NaCl tinh khiết, ta cho hỗn hợp đó vào dung dịch HCl dư, sau đó cô cạn dung dịch.

Phương trình phản ứng minh họa xảy ra

NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O

B sai vì nung hỗn hợp thì NaHCO3 chuyển thành Na2CO3 lẫn với NaCl => không thu được NaCl tinh khiết.

C sai vì cả 2 chất đều tan trong nước và khi hạ nhiệt độ không sinh ra kết tủa.

Câu 12. Cho dãy các chất sau: NaOH, CuCl2, H2SO4, Ba(OH)2, H2O. Số chất tác dụng với Al tạo khí là

A. 2

B. 3

C. 4

D. 5

Hướng dẫn giải

Đáp án D 

Phương trình phản ứng minh họa

NaOH + Al + H2O → NaAlO2 + 3/2H2↑.

3CuCl2 + 2Al → 3Cu + 2AlCl3.

3H2SO4 + Al → Al2(SO4)3 + 3H2↑.

Ba(OH)2 + 2Al + 2H2O → Ba(AlO2)2 + 3H2↑.

H2O không tác dụng với Al vì Al có lớp oxit bền bảo vệ.