Bài 32 Hiđro sunfua - Lưu huỳnh đioxit

Tóm tắt lý thuyết

1.1. HIĐRO SUNFUA

1.1.1. Tính chất vật lí

Chất khí, có mùi trứng thối đặc trưng
Rất độc và ít tan trong nước
Nặng hơn KK (d = 34/29 ≈1,17)

1.1.2. Tính chất hóa học

Tính axít yếu

Dung dịch axít sunfuhiđric (H₂S): Tính axít rất yếu (yếu hơn axít cacbonic).
Là axít 2 lần axit, có thể tạo ra 2 loại muối:
- Muối trung hòa: S^2-
- Muối axít: HS^-
Ví dụ:

H₂S + NaOH → NaHS + H₂O

Natri hidrosunfua

H₂S + 2NaOH → Na₂S + 2H₂O

Natri sunfua

Để xác định muối tạo ra ta lập tỉ lệ mol: \(T = \frac{{{n_{NaOH}}}}{{{n_{{H_2}S}}}}\)
- Nếu T ≤ 1 → muối NaHS
- Nếu T ≥ 2 → muối Na₂S
- Nếu 1 < T < 2 → muối NaHS và muối Na₂S
Ví dụ: Cho 200ml dd NaOH 1M tác dụng với 100 ml dd H₂S 1M. Có thể tạo ra những muối nào?

n_NaOH= 0,2.1= 0,2 mol; n_H2S = 0,1.1 = 0,1mol

T = 2 → tạo muối Na₂S

Tính khử mạnh

Nguyên tố S trong H₂S có số oxi hóa thấp nhất (-2)

→ H₂S có tính khử mạnh. Số oxi hóa tăng từ -2 → 0 +4 +6 (Tính khử)

a. Tác dụng với oxi

Dung dịch H₂S: 2 H₂S + O₂ → 2S (màu vàng) + 2H₂O

Đốt khí H2S trong điều kiện thiếu Oxi

Hình 1: Đốt khí H₂S trong điều kiện thiếu Oxi

Khí H₂S cháy trong khí với ngọn lửa màu xanh nhạt

b. Tác dụng với dung dich Br₂

H₂S + 4Br₂ +4 H₂O → H₂SO₄+ 8 HBr

(Màu vàng nâu ) (Không màu )

1.1.3. Trạng thái tự nhiên và điều chế

Trạng thái tự nhiên: H₂S tồn tại ở một số nước suối, trong khí núi lửa và bốc ra từ xác chết của người và động vật...
Trong công nghiệp người ta không sản xuất hidro sunfua. Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế bằng phản ứng hóa học của dung dịch axit clohidric với Sắt (II) sunfua.

FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S\(\uparrow\)

1.2. LƯU HUỲNH ĐIOXIT (SO₂)

Cấu tạo phân tử SO2

Hình 2: Cấu tạo phân tử SO₂

1.2.1. Tính chất vật lí

SO₂là chất khí không màu, mùi hắc, nặng hơn không khí, tan nhiều trong nước, có tính độc.
SO₂ hóa lỏng ở -10^oC, ở 20^oC 1 thể tích nước hòa tan được 40 thể tích khí SO₂. Khí SO₂rất độc, hít phải không khí có khí này sẽ gây viêm đường hô hấp.

1.2.2. Tính chất hóa học

SO₂ là oxit axit

SO₂ tan trong nước tạo dd axit yếu (mạnh hơn H₂S và H₂CO₃), không bền gọi là axit sunfurơ.

SO₂ + H₂O H₂SO₃

SO₂+ Oxit bazơ → muối
SO₂ + Bazơ → muối axit hoặc muối trung hòa, tùy vào tỉ lệ mol của chất tham gia.

NaOH + SO₂ → NaHSO₃ (1)

Natri hidro sunfit

2NaOH + SO₂ → Na₂SO₃ + H₂O (2)

Natri sunfit

Đặt: \(T = \frac{{{n_{NaOH}}}}{{{n_{S{O_2}}}}}\)

Nếu T < 1 → sp NaHSO₃và SO₂dư.
Nếu T=1 → sp NaHSO₃
Nếu 12SO₃và NaHSO₃
Nếu T = 2 → sp Na₂SO₃
Nếu T>2 → sp Na₂SO₃và NaOH dư.

SO₂ là chất khử và là chất oxi hóa

a. SO₂ là chất khử

Đốt cháy SO₂ trong không khí sẽ thu được khí SO₃.

2SO₂ + O₂ 2SO₃

Sục khí SO₂dư vào dd nước brôm (có màu vàng nâu).Sau phản ứng, dd nước brôm mất màu.

SO₂+ Br₂+ 2H₂O → H₂SO₄ + 2HBr

(vàng nâu) (không màu)

Sục khí SO₂vào dd thuốc tím. Sau phản ứng thuốc tím mất màu.

5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O → 2MnSO₄+ K₂SO₄+ 2H₂SO₄

(tím) (không màu)

→ Dùng để nhận biết SO₂.

b. SO₂ là chất oxi hóa

2SO₂ + H₂S → 3S + 2H₂O

SO₂ + 2Mg → S + 2MgO

KL: SO₂ là oxit axit, có tính khử hoặc oxi hóa.

1.2.3. Ứng dụng và điều chế Lưu huỳnh đioxit

Ứng dụng

Sản xuất H₂SO₄ trong phòng thí nghiệm
Tẩy trắng giấy và bột giấy
Chất chống ẩm mốc lương thực, thực phẩm...

Dây chuyền sản xuất axit sunfuric

Hình 3: Dây chuyền sản xuất axit sunfuric

Điều chế lưu huỳnh đioxit

Trong phòng thí nghiệm: H₂SO₄ + Na₂SO₃ → Na₂SO₄ + SO₂ + H₂O

Điều chế SO2 trong phòng thí nghiệm

Hình 4: Điều chế SO₂ trong phòng thí nghiệm

Trong Công nghiệp: Đốt lưu huỳnh hoặc quặng pirit sắt

S + O₂ SO₂

4FeS₂+ 11O₂ 2Fe₂O₃+ 8SO₂

1.2.4. Tổng quát về SO₂

Sơ đồ tư duy về SO2

Hình 5: Sơ đồ tư duy về lưu huỳnh đioxit (SO₂)

1.3. LƯU HUỲNH TRIOXIT (SO₃)

SO₃ có tên gọi:

Lưu huỳnh Trioxit
Anhiđric Sunfuric

1.3.1. Tính chất

SO₃ là chất lỏng không màu, tan vô hạn trong nước và tan trong H₂SO₄ta thu được hợp chất gọi là Oleum.

SO₃ + H₂O → H₂SO₄

nSO₃ + H₂SO₄ → H₂SO₄.nH₂O

SO₃ có đầy đủ tính chất của oxit axit, SO₃ tác dụng với oxít bazơ, dung dịch bazơ tạo muối Sunfat.

SO₃ + NaOH → NaHSO₄

SO₃+ 2NaOH → Na₂SO₄+ H₂O

1.3.2. Ứng dụng và điều chế:

Dùng để sản xuất H₂SO₄.
Điều chế SO₃ bằng cách oxi hóa SO₂.

2SO₂ + O₂ 2SO₃

Bài tập minh họa

Bài 1:

Trình bày tính chất hóa học của hiđro sunfua theo sơ đồ sau:

Hướng dẫn:

(1) 2H₂S + 3O₂ 2SO₂+ 2H₂O

(2) 2H₂S + O₂ → 2S + 2H₂O

(3) H₂S + 2NaOH → Na₂S +2H₂O

(4) H₂S + 4Br₂+ H₂O → H₂SO₄+ 8HBr

Bài 2:

Vì sao các đồ vật bằng bạc để lâu ngày trong không khí bị xám đen?

Hướng dẫn:

Ag để lâu ngày trong không khí bị hóa đen do phản ứng sau:

4Ag + 2H₂S + O₂ → 2Ag₂S + 2H₂O

Bài 3:

A là hỗn hợp khí gồm CO₂ , SO₂ d_{A/ H2} = 27. Dẫn a mol hh khí A qua bình đựng 1 lít dd NaOH 1,5aM. Sau phản ứng cô cạn cẩn thận dd thu được m (g) muối khan. Tìm m theo a?

Hướng dẫn:

Gọi CT chung của 2 oxit MO₂ → M_MO2 = 54 => M = 22(g)

Phương pháp nối tiếp

MO₂ + 2NaOH → Na₂MO₃ + H₂O

0,75a 1,5a → 0,75a

MO₂ + Na₂CO₃ + H₂O → 2NaHCO₃

0,25a → 0,25a

Sau phản ứng

⇒ m = 0,5a . (46 + 22 + 48) + 0,5a . (24+22+48) = 105a

3. Luyện tập Bài 32 Hóa học 10

Sau bài học cần nắm:

Tính chất vật lí, trạng thái tự nhiên, tính oxit axit, ứng dụng, phương pháp điều chế SO2, SO3.
Nguyên nhân tính khử oxi hóa, khử: SO2 (vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử) và SO3 (chỉ có tính oxi hóa).