CÁC DẠNG BÀI TẬP LƯU HUỲNH VÀ HỢP CHẤT CỦA LƯU HUỲNH
A. LƯU HUỲNH
1. Tóm tắt kiến thức.
Nguyên tử S có cấu hình electron : 1s22s22p63s23p4, có hai electron độc thân. Nguyên tử S có phân lớp 3d trống, khi bị kích thích có thể 1 electron (trong cặp ghép đôi) từ phân lớp 3p “nhảy” sang 3d khi đó S* có 4 electron độc thân, hoặc thêm 1 electron nữa từ phân lớp 3s “nhảy” sang 3d, lúc này S* có 6 electron độc thân.
Do vậy khi tham gia phản ứng với các nguyên tố có độ âm điện lớn hơn, nguyên tử lưu huỳnh có thể tạo nên những hợp chất cộng hóa trị, trong đó nó có số oxi hóa là +4 hoặc +6.
Lưu huỳnh là chất oxi hóa nhưng yếu hơn O2, ngoài ra S còn đóng vai trò là chất khử khi tác dụng với oxi, flo và các chất có tính oxi hóa mạnh như: HNO3, H2SO4 đặc, KMnO4, KClO3...
a. Tác dụng với kim loại và H2 tạo hợp chất sunfua (S2-)
Fe + S → FeS-2 sắt (II) sunfua
Zn + S → ZnS-2 kẽm sunfua
Hg + S → HgS-2 thủy ngân sunfua, phản ứng xảy ra ở to thường
H2 + S → H2S-2 hiđrosunfua có mùi trứng thối
b. Tác dụng với phi kim
S + O2 → SO4
S + 3F2 → SF6
c. Tác dụng với các hợp chất có tính oxi hóa mạnh
S là chất khử khi tác dụng với hợp chất oxi hóa tạo hợp chất chứa lưu huỳnh trong đó S có số oxi hóa là +4 hoặc +6
S + 2H2SO4 đặc → 3SO2 + 2H2O
S + 6HNO3 đặc → H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
S + 2HNO3 loãng → H2SO4 + 2NO
S + 2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + SO2
2. Bài tập.
Bài 1: Lưu huỳnh tác dụng với dung dịch kiềm nóng theo phản ứng sau :
3S + 6KOH → 2K2S + K2SO3 + 3H2O. Trong phản ứng này có tỉ lệ số nguyên tử lưu huỳnh bị oxi hóa : số nguyên tử lưu huỳnh bị khử là
A. 2 : 1. B. 1 : 2. C. 1 : 3. D. 2 : 3.
Hướng dẫn
Phân tích sự thay đổi số oxi hoá của S, từ đó xác định tỉ lệ số nguyên tử lưu huỳnh bị oxi hóa : số nguyên tử lưu huỳnh bị khử = số ng.tử S tăng số oxh : số ng.tử S giảm số oxh = 1:2.
Bài 2: Đun nóng 1 hỗn hợp gồm 2,8 gam bột Fe và 0,8 gam bột S trong điều kiện không có oxi, thu được chất rắn A. Cho toàn bộ A vào 200ml dd HCl vừa đủ thu được một hỗn hợp khí bay ra (Hiệu suất các phản ứng đều là 100%). Tổng khối lượng các khí và nồng độ mol,l của dd HCl đã dùng là
A. 1,2 g ; 0,5 M B. 1,8 g ; 0,25 M C. 0,9 g ; 0,5M D. 0,9 g ; 0,25M
Hướng dẫn
Ta có: nFe = 2,8,56 = 0,05 mol; nS = 0,8,32 = 0,025 mol. H = 100% nên
Fe + S → FeS
bđ 0,05 mol 0,025 mol
p.ư 0,025 0,025 0,025 mol
Sau p.ư: 0,025 0,00 0,025 mol
Vậy chất rắn A gồm: 0,025 mol FeS và 0,025 mol Fe dư. Cho A tác dụng với dung dịch HCl vừa đủ, có các PTHH:
FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
Từ các PTPƯ, ta thấy: nH2S = nFeS = nH2 = nFe dư = 0,025 mol →mkhí = 0,025.(34 + 2) = 0,9 gam.
nHCl p.ư = 2 .(nFeS + nFe dư ) = 2. 0,025.2 = 0,1 mol = nHCl bđ → CM = 0,5M
Đáp án: C
Bài 4: Trộn 5,6 gam bột sắt với 2,4 gam bột lưu huỳnh rồi nung nóng (trong điều kiện không có không khí), thu được hỗn hợp chất rắn M. Cho M tác dụng với lượng dư dung dịch HCl, giải phóng hỗn hợp khí X và còn lại một phần không tan G. Để đốt cháy hoàn toàn x và G cần vừa đủ V lít khí O2 ( ở đktc). Giá trị của V là
A. 2,80 B. 3,36 C. 3,08 D. 4,48
Bài 5: Nung nóng hỗn hợp bột X gồm a mol Fe và b mol S trong khí trơ, hiệu suất phản ứng bằng 50%, thu được hỗn hợp rắn Y. Cho Y vào dung dịch HCl dư, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp khí Z có tỉ khối so với H2 bằng 5. Tỉ lệ a : b bằng
A. 2 : 1. B. 1 : 1. C. 3 : 1. D. 3 : 2.
B. HỢP CHẤT CỦA LƯU HUỲNH
I. HIDROSUNFUA
Bài 1: Cho 24 gam lưu huỳnh tác dụng với 11,2 lít khí H2 (ở đktc) với hiệu suất phản ứng 80%. Sản phẩm sinh ra được dẫn vào 500ml dung dịch NaOH 1M được dung dịch X.
a, Viết PTHH các phản ứng xảy ra.
b, Tính nồng độ mol,l của các chất tan trong dung dịch X.
c, Tính khối lượng muối thu được sau phản ứng.
Hướng dẫn
a. Các PTPƯ có thể có:
H2 + S → H2S (1) ;
H2S + NaOH → NaHS + H2O (2);
H2S + 2NaOH → Na2S + 2H2O (3)
b. Ta có: nS = 24,32 = 0,75 mol ; nH2 = 11,2,22,4 = 0,5 mol →H = 80% được tính theo H2.
Ta có: nH2 p.ư = 0,5.0,8 = 0,4 mol. Từ (1) → nS p.ư = nH2S = nH2 p.ư = 0,4 mol.
nNaOH = 0,5.1 = 0,5 mol. Vậy tỉ lệ: 1 < T = nNaOH , nH2S = 0,5,0,4 = 1,25 < 2
H2S tác dụng với dd NaOH theo 2 p.ư (2) và (3). Đặt nNaHS = x mol; nNa2S = y mol
Ta có:
\(\left\{ \begin{array}{l}
x\, + \,y\, = \,0,4\\
x\, + \,2y\, = \,0,5
\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
x\, = \,0,3\\
y\, = \,0,1
\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
{C_{M\,NaHS}}\, = \,\frac{{0,3}}{{0,5}}\, = \,0,6M\\
{C_{M\,Na_2^{}S}}\, = \,\frac{{0,1}}{{0,5}}\, = \,0,2M
\end{array} \right.\)
c. mMuối = 0,3.56 + 0,1.78 = 24,6 gam.
Bài 2: Nung nóng hỗn hợp bột X gồm a mol Fe và b mol S trong khí trơ, hiệu suất phản ứng bằng 50%, thu được hỗn hợp rắn Y. Cho Y vào dung dịch HCl dư, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp khí Z có tỉ khối so với H2 bằng 5. Viết PTHH các phản ứng xảy ra và tìm tỉ lệ a : b.
Hướng dẫn
Fe + S → FeS FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S; Fedư + 2HCl → FeCl2 + H2
a b 0,5b 0,5b a-0,5b a-0,5b
0,5b 0,5b 0,5b
\(\frac{{n{H_2}}}{{n{H_2}S}} = \frac{{34 - 10}}{{10 - 2}} = \frac{3}{1} > 1\) → hiệu suất tính theo S → \(\frac{{a - 0,5b}}{{0,5b}} = \frac{3}{1} \to \frac{a}{b} = \frac{2}{1}\)
II. LƯU HUỲNH ĐIOXIT(hay anhiđrit sunfurơ hay lưu huỳnh (IV) oxit)
Cấu tạo phân tử tương tự O3, phân tử SO2 phân cực, là chất khí không màu, mùi xốc.
- Là oxit axit: SO2 + H2O ↔ H2SO3
SO2 + NaOH → NaHSO3
SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O
Đặt K= nNaOH,SO2
K ≤ 1 → muối axit
K ≥ 2 → muối trung hoà
1≤ K≤ 2 → 2 muối
- Tính khử mạnh(chủ yếu), chỉ kém H2 và H2S:
2SO2 + O2 → 2SO3 (đk: <= 450oC, V2O5)
SO2 + Br2 + 2H2O → H2SO4 + 2HBr
- Tính oxi hóa yếu: chỉ thể hiện khi tác dụng với chất khử mạnh:
SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O
SO2 + 4HI → S + 2I2 + 2H2O
Bài 1: Cho dãy các chất: (1) nước brom; (2) dd NaOH; (3) nước vôi trong; (4) dd BaCl2. Dùng chất nào có thể phân biệt được, chất nào không thể phân biệt được hai khí không màu là H2S và SO2. Viết PTHH các phản ứng xảy ra. Giải thích?
HƯỚNG DẪN
+ Nước brom: không được vì cả H2S và SO2 đều phản ứng và làm mất màu nước brom.
+ dd NaOH không được vì cả 2 khí đều có phản ứng nhưng không tạo ra hiện tượng đặc trưng.
+ Nước vôi trong (tức dung dịch Ca(OH)2) phân biệt được hai khí vì SO2 p.ư cho kết tủa trắng, còn H2S p.ư nhưng không cho kết tủa vì muối CaS tan (chú ý dùng dư dd Ca(OH)2)
Bài 2: Đốt cháy hoàn toàn m gam quặng pirit sắt (chứa 90% FeS2), khí sinh ra dẫn qua nước brom thì thấy làm mất màu vừa đủ 800ml dd nước brom 1M.
a, Viết PTHH các phản ứng xảy ra và tính m.
b, Nếu thay quặng pirit ở trên bằng S thì cần bao nhiêu gam S.
c, Nếu cho lượng khí sinh ra ở trên hấp thụ vào 600ml dung dịch NaOH 2M thì có những muối nào được tạo ra, khối lượng bao nhiêu?
HƯỚNG DẪN
a. Các PTHH: 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2
SO2 + Br2 + 2H2O → 2HBr + H2SO4 .
Theo đề bài, nBr2 = 0,8.1 = 0,8 mol. Theo các PTHH: nSO2 = nBr2 = 0,8.1 = 0,8 mol.
nFeS2 = nSO2 = 0,4 mol → mFeS2 = 0,4.120 = 48 gam → m quặng = 48,90% = 53,33 gam
b. nS = nSO2 = 0,8 mol. mS = 0,8.32 = 25,6 gam.
c. nSO2 = 0,8; nNaOH = 0,6.2 = 1,2 mol; phản ứng tạo 2 muối NaHSO3 và Na2SO3 với số mol bằng nhau. → nNa2SO3 = nNaHSO3 = nSO2,2 = 0,4 mol. Từ đó dễ dàng tính được:
+ mNa2SO3 = 0,4.126 = 50,4 gam ; mNaHSO3 = 0,4. 104 = 41,6 gam
BÀI TẬP SO2 TÁC DỤNG VỚI DD KIỀM
Câu 1: Hấp thụ hoàn toàn 12,8 g SO2 vào 250 ml dd NaOH 1M
a, Viết các phương trình phản ứng có thể xảy ra.
b, Tính khối lượng muối tạo thành sau phản ứng.
Câu 2: Cho 5,8 gam hỗn hợp Fe,Cu vào dd H2SO4 đặc nóng thu được 3,08 lít SO2 đkc và dd A.
a, Tính % m Fe
b, Dẫn khí thu được vào 100ml dd Ca(OH)2 1,5M. Tính khối lượng muối tạo thành
Câu 3: Cho 17,2 gam hỗn hợp Fe và Fe3O4 vào dd H2SO4 đặc nóng thu được 3,92 lít SO2 đkc và dd A.
a, Tính % mFe
b, Dẫn khí thu được vào 100ml dd Ca(OH)2 1,5M. Tính khối lượng muối tạo thành
Câu 4: Cho m gam hỗn hợp Fe,Cu vào dd H2SO4 đặc nóng thu được 3,08 lít SO2 đkc và dd A. Cũng lượng Fe, Cu trên nhưng cho vào dd HCl dư thì thu được 1,68 lít khí đkc.
a, Tính % m Fe
b, Dẫn khí SO2 thu ở trên vào 100ml dd Ba(OH)2 1,2M. Tính khối lượng muối tạo thành
Câu 5: Cho sơ đồ phan ứng : FeS2→SO2→SO3→H2SO4
viết các phương trình phản ghi rõ điều kiện phản ứng biẻu diễn sơ đồ trên(ghi rõ điều kiện phản ứng).
a. tính lượng FeS2 cần điều chế 50 g dd H2SO4 49%.
b. Nếu hấp thụ toàn bộ khí SO2 tạo thành từ (1) bằng 300 ml dd NaOH 1M thì lượng muối tạo thành sau phản ứng bằng bao nhiêu ?
Câu 6: Hoà tan 29,4 g hh Al, Cu, Mg vào dd HCl dư tạo 14 lít khí ở 00C, 0,8 atm. Phần không tan cho tác dụng với dd H2SO4 đđ tạo 6,72 lít khí SO2 ở đkc.
a. Xác định % khối lượng mỗi kim loại trong hh.
b. Cho ½ hh trên tác dụng với H2SO4 đđ khí tạo thành được dẫn qua dung dịch Ca(OH)2 sau 1 thời gian thu được 54 g kết tủa. Tính V Ca(OH)2 cần dùng.
Câu 7: Cho 8,3 g hỗn hợp A gồm 3 kim loại Đồng, Nhôm và Magiê tác dụng vừa đủ với dd H2SO4 20% (loãng). Sau phản ứng còn chất không tan B và thu được 5,6 lít khí (đkc). Hoà tan hoàn toàn B trong H2SO4 đđ, nóng, dư; thu được 1,12 lít khí SO2 (đkc).
a. Tính % số mol mỗi kim loại trong hỗn hợp A.
b. Tính C% các chất có trong dung dịch B, biết lượng H2SO4 phản ứng là vừa đủ.
c. Dẫn toàn bộ khí SO2 ở trên vào dd Ca(OH)2 sau một thời gian thu được 3 g kết tủa và dd D. Lọc bỏ kết tủa cho Ca(OH)2 đến dư vào dd D, tìm khối lượng kết tủa thu được.
III. LƯU HUỲNH TRIOXIT VÀ AXIT SUNFURIC
1 SO3: có đầy đủ tính chất của oxit axit.
2. H2SO4:
- H2SO4 loãng thể hiện tính axit
H2SO4 đặc thể hiện tính oxi hóa mạnh
- So sánh tính chất của axit sunfuric loãng và đặc nóng
...
Trên đây là phần trích dẫn Các dạng bài tập về lưu huỳnh và hợp chất của lưu huỳnh, để xem toàn bộ nội dung chi tiết, mời các bạn cùng quý thầy cô vui lòng đăng nhập để tải về máy.
Chúc các em đạt điểm số thật cao trong kì thi sắp đến!
