BÀI 32. HIĐRO SUNFUA – LƯU HUỲNH ĐIOXIT LƯU HUỲNH TRIOXIT
I. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM
| HIĐRO SUNFUA H2S | LƯU HUỲNH ĐIOXIT SO2 | LƯU HUỲNH TRIOXIT SO3 |
Tính chất vật lí | Chất khí, không màu, mùi trứng thối, rất độc. | Chất khí, không màu, mùi hắc, độc. | Chất lỏng, không màu, tan vô hạn trong nước và trong axit \({{H}_{2}}S{{O}_{4}}\). |
Tính chất hóa học | 1.Tính axit yếu H2S tan trong nước tạo dung dịch axit rất yếu (yếu hơn axit\({{H}_{2}}C{{O}_{3}}).\)
| 1. SO2 là oxit axit \(S{{O}_{2}}+{{H}_{2}}O\rightleftarrows {{H}_{2}}S{{O}_{3}}.\) 2. SO2 là chất khử và là chất oxi hóa - SO2 là chất khử : \(\begin{align} & S{{O}_{2}}+B{{r}_{2}}+2{{H}_{2}}O \\ & \to 2HBr+{{H}_{2}}S{{O}_{4}}. \\ \end{align}\ \) - SO2 là chất oxi hóa: \(\begin{align} & S{{O}_{2}}+2{{H}_{2}}S\to \\ & 3S+2{{H}_{2}}O. \\ \end{align}\) |
SO3 là oxit axit : - Tác dụng với nước: \(S{{O}_{3}}+{{H}_{2}}O\to {{H}_{2}}S{{O}_{4}}\) - Lưu huỳnh trioxit tác dụng với dung dịch bazơ và oxit bazơ tạo ra muối sunfat. |
- Điều chế - Ứng dụng - Trạng thái tự nhiên | 1. Điều chế - Trong công nghiệp không sản xuất H2S.- Trong phòng thí nghiệm : 2. Trạng thái tự nhiên Trong tự nhiên, hiđro sunfua có trong một số nước suối, trong khí núi lửa, khí thoát ra từ chất protein bị thối rữa,... | 1. Ứng dụng - Sản xuất\({{H}_{2}}S{{O}_{4}}\). - Làm chất tẩy trắng giấy, chất chống nấm mốc lương thực, … 2. Điều chế - Trong phòng thí nghiệm:\(\begin{align} & N{{a}_{2}}S{{O}_{3}}+{{H}_{2}}S{{O}_{4}}\to \\ & N{{a}_{2}}S{{O}_{4}}+{{H}_{2}}O+S{{O}_{2}}. \\ \end{align}\) - Trong công nghiệp: + Đốt cháy lưu huỳnh. + Đốt quặng pirit sắt: \(\begin{align} & 4Fe{{S}_{2}}+11{{O}_{2}}\xrightarrow{{{t}^{o}}} \\ & 2F{{e}_{2}}{{O}_{3}}+8S{{O}_{2}}. \\ \end{align}\) | 1. Ứng dụng SO3 ít có ứng dụng trong thực tế, nhưng lại là sản phẩm trung gian để sản xuất axit sunfuric. 2. Điều chế Trong công nghiệp người ta sản xuất SO3 bằng cách oxi hóa lưu huỳnh đioxit có xúc tác, nhiệt độ: \(2S{{O}_{2}}+{{O}_{2}}\underset{{{\text{t}}^{\text{0}}}}{\overset{\text{xt}}{\longleftrightarrow}}2S{{O}_{3}}\) |
II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
Các bài tập liên quan đến H2S, SO2, SO3 thường rơi các dạng bài: chất dư chất hết, hỗn hợp chất, tính theo phương trình phản ứng, … ngoài việc cần làm thành thạo các dạng bài đã gặp ở trên, học sinh cần lưu ý phương pháp giải bài tập SO2 phản ứng với dung dịch NaOH như sau:
Các phản ứng có thể xảy ra:
\(S{{O}_{2}}+NaOH\to NaHS{{O}_{3}}\left( 1 \right)\) \(S{{O}_{2}}+2NaOH\to N{{a}_{2}}S{{O}_{3}}+{{H}_{2}}O\left( 2 \right)\)
Đặt \(T=\frac{{{n}_{NaOH}}}{{{n}_{S{{O}_{2}}}}}\) ta có:
| T≤1 | : Chỉ xảy ra phản ứng (1) → tạo muối NaHSO3. |
| 1 | : Xảy ra cả phản ứng (1) và (2) → tạo 2 muối NaHSO3 và Na2SO3. Trường hợp này có thể áp dụng công thức tính nhanh: \({{n}_{N{{a}_{2}}S{{O}_{3}}}}={{n}_{NaOH}}-{{n}_{S{{O}_{2}}}}\) |
| T≥2 | : Chỉ xảy ra phản ứng (2) → tạo muối Na2SO3 |
III. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Bài 1 (trang 138 SGK Hóa 10):
Lưu huỳnh đioxit có thể tham gia những phản ứng sau:
SO2 + Br2 + 2H2O → 2HBr + H2SO4 (1)
SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O (2)
Câu nào sau đây diễn tả không đúng tính chất của các chất trong những phản ứng trên?
A. Phản ứng (1) : SO2 là chất khử, Br2 là chất oxi hóa.
B. Phản ứng (2) : SO2 là chất oxi hóa, H2S là chất khử.
C. Phản ứng (2) : SO2 vừa là chất khử, vừa là chất oxi hóa.
D. Phản ứng (1) : Br2 là chất oxi hóa, phản ứng (2) : H2S là chất khử.
Hướng dẫn giải:
Chọn C.
Bài 2 (trang 138 SGK Hóa 10):
Hãy ghép cặp chất và tính chất của chất sao cho phù hợp:
Các chất | Tính chất của chất |
| A. S | a) chỉ có tính oxi hóa |
| B. SO2 | b) chỉ có tính khử |
| C. H2S | c) có tính oxi hóa và tính khử |
| D. H2SO4 | d) chất khí, có tính oxi hóa và tính khử |
| e) không có tính oxi hóa và tính khử |
Hướng dẫn giải:
A với c): S có cả tính khử và tính oxi hóa
B với d): SO2 là chất khí có tính oxi hóa và tính khử
C với b): H2S chỉ có tính khử
D với a): H2SO4 chỉ có tính oxi hóa
Bài 3 (trang 138 SGK Hóa 10):
Cho biết phản ứng hóa học H2S + 4Cl2 + 4H2O → H2SO4 + 8HCl. Câu nào diễn tả đúng tính chất các chất phản ứng?
A. H2S là chất oxi hóa, Cl2 là chất khử.
B. H2S là chất khử, H2O là chất oxi hóa.
C. Cl2 là chất oxi hóa, H2O là chất khử.
D. Cl2 là chất oxi hóa, H2S là chất khử.
Hướng dẫn giải:
Chọn D.
Bài 4 (trang 138 SGK Hóa 10):
Hãy cho biết những tính chất hóa học đặc trưng của:
a) Hiđro sunfua.
b) Lưu huỳnh đioxit.
Dẫn ra những phản ứng hóa học để minh họa.
Hướng dẫn giải:
a) Tính chất hóa học của hiđro sunfua:
– Hiđro sunfua tan trong nước thành dung dịch axit rất yếu.
– Tính khử mạnh :
2H2S + O2 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) 2S ↓ + 2H2O
2H2S + 3O2 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) 2SO2 + 2H2O
b) Tính chất hóa học của lưu huỳnh đioxit
– Lưu huỳnh đioxit là oxit axit:
+ SO2 tan trong nước thành dung dịch axit H2SO3 là axit yếu
SO2 + H2O → H2SO3
+ SO2 tác dụng với dung dịch bazơ, tạo nên 2 muối:
SO2 + NaOH → NaHSO3
SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O
– Lưu huỳnh đioxit là chất khử và là chất oxi hóa:
SO2 + Br2 + 2H2O → 2HBr + H2SO4
SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O
Bài 5 (trang 139 SGK Hóa 10):
Dẫn khí SO2 vào dung dịch KMnO4 màu tím nhận thấy dung dịch bị mất màu, vì xảy ra phản ứng hóa học sau:
SO2 + KMnO4 + H2O → K2SO4 + MnSO4 + H2SO4
a) Hãy cân bằng phương trình hóa học trên bằng phương pháp thăng bằng electron.
b) Hãy cho biết vai trò của SO2 và KMnO4 trong phản ứng trên.
Hướng dẫn giải:
a) Cân bằng phương trình phản ứng oxi hóa – khử:
b) SO2 là chất khử, KMnO4 là chất oxi hóa.
Bài 6 (trang 139 SGK Hóa 10):
a) Bằng phản ứng hóa học nào có thể chuyển hóa lưu huỳnh thành lưu huỳnh đioxit và ngược lại và lưu huỳnh đioxit thành lưu huỳnh?
b) Khí lưu huỳnh đioxit là một trong những khí chủ yếu gây mưa axit. Mưa axit phá hủy những công trình được xây dựng bằng đá, thép. Tính chất nào của khí SO2 đã hủy hoại những công trình này? Hãy dẫn ra phản ứng chứng minh?
Hướng dẫn giải:
a)
S + O2 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) SO2 (Dựa vào tính khử của S)
SO2 + 2H2S → 2S + 2H2O (Dựa vào tính oxi hóa của SO2)
b)
Tính khử của SO2
SO2 do nhà máy thải vào khí quyển, nó bị O2 của không khí oxi hóa thành SO3
2SO2 + O2 \(\xrightarrow{xt}\) 2SO3
SO3 tác dụng với nước mưa thành mưa axit tạo ra H2SO4. Tính axit của H2SO4 đã phá hủy những công trình được xây bằng đá, thép.
Bài 7 (trang 139 SGK Hóa 10):
Hãy dẫn ra những phản ứng hóa học để chứng minh rằng lưu huỳnh đioxit và lưu huỳnh trioxit là những oxit axit
Hướng dẫn giải:
SO2 và SO3 là những oxit axit vì:
– SO2 và SO3 tan trong nước tạo thành dung dịch axit H2SO3 và H2SO4
SO2 + H2O → H2SO3
SO3 + H2O → H2SO4
– SO2 và SO3 tác dụng với bazơ , oxit bazơ tạo muối sunfit và sunfat.
SO2 + NaOH → NaHSO3
SO2 + CaO → CaSO3
SO3 + 2NaOH → Na2SO4 + H2O.
SO3 + MgO → MgSO4
Bài 8 (trang 139 SGK Hóa 10):
Cho hỗn hợp gồm Fe và FeS tác dụng với dung dịch HCl (dư), thu được 2,464 lít hỗn hợp khí (đktc). Cho hỗn hợp khí này đi qua dung dịch Pb(NO3)2 (dư), thu được 23,9g kết tủa màu đen.
a) Viết các phương trình hóa học của phản ứng đã xảy ra.
b) Hỗn hợp khí thu được gồm những khí nào? Thể tích mỗi khí là bao nhiêu (đktc)?
c) Tính khối lượng của Fe và FeS có trong hỗn hợp ban đầu?
Hướng dẫn giải:
a) Phương trình hóa học của phản ứng:
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (1)
FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S (2)
H2S + Pb(NO3)2 → PbS + 2HNO3 (3)
b)
nhh khí = 2,464 / 22,4 = 0,11 mol; nPbS = 23,9 /239 = 0,1 mol.
Hỗn hợp khí thu được là H2 và H2S
Theo pt (3) ⇒ nH2S = nPbS = 0,1 mol.
⇒ nH2 = nhh khí – nH2S = 0,11 – 0,1 = 0,01 mol.
VH2 = 0,01.22,4 = 0,224 lít.
VH2S = 0,1.22,4 = 2,24 lít.
c) Theo phương trình (2) ⇒ nFeS = nH2S = 0,1 mol.
⇒ mFeS = 0,1 .88 = 8,8g.
Theo PT (1) nFe = nH2 = 0,01 mol ⇒ mFe = 56 . 0,01 = 0,56g.
Bài 9 (trang 139 SGK Hóa 10):
Đốt cháy hoàn toàn 2,04g hợp chất A, thu được 1,08g H2O và 1,344 lít SO2 (đktc).
a) Hãy xác định công thức phân tử của hợp chất A.
b) Dẫn toàn lượng hợp chất A nói trên đi qua dung dịch axit sunfuric đặc thấy có kết tủa màu vàng xuất hiện.
– Hãy giải thích tượng và viết phương trình phản ứng xảy ra.
– Tính khối lượng chất kết tủa thu được
Hướng dẫn giải:
a) Xác định công thức phân tử của hợp chất A
nSO2 = 1,344 / 22,4 = 0,06 mol → mS = 0,06.32 = 1,92g
nH2O = 1,08 / 18 = 0,06 mol → mH = 0,06. 2 = 0,12g.
Do mA = 2,04 , mC+mH = 2,04 tức mA = mC+mH Þ Hợp chất A chỉ có nguyên tố S và H.
Đặt công thức phân tử hợp chất là HxSy.
Ta có tỉ lệ: x : y = 0,06 : 0,12 = 1: 2.
Vậy công thức phân tử của A và là H2S.
b) Phương trình hóa học của phản ứng:
3H2S + H2SO4 đặc → 4S + 4H2O
nH2S = 2,04 / 34 = 0,06 mol.
nS = (4/3).nH2S = 0,08 mol.
mS = 0,08. 32 = 2,56g.
Bài 10 (trang 139 SGK Hóa 10):
Hấp thụ hoàn toàn 12,8g SO2 vào 250ml dung dịch NaOH 1M.
a) Viết các phương trình hóa học của phản ứng có thể xảy ra.
b) Tính khối lượng muối tạo thành sau phản ứng
Hướng dẫn giải:
a) Phương trình hóa học của phản ứng:
SO2 + NaOH → NaHSO3
SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O
b)
nSO2 = 12,8 / 64 = 0,2 mol.
nNaOH = 1 .0,25 = 0,25 mol.
Do \(1<\frac{{{n}_{NaOH}}}{{{n}_{S{{O}_{2}}}}}=\frac{0,25}{0,2}<2\) Þ Tạo 2 muối NaHSO3 và Na2SO3
SO2 + NaOH → NaHSO3
SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O
Gọi nNa2SO3 = x mol; nNaHSO3 = y mol.
nNaOH = 2x + y = 0,25.
nSO2 = x + y = 0,2.
Giải ra ta có: x = 0,05; y = 0,15.
mNaHSO3 = 0,15. 104 = 15,6 g.
mNa2SO3 = 0,05 . 126 = 6,3 g.
Gợi ý giải hóa 10 Hiđro sunfua – Lưu huỳnh đioxit Lưu huỳnh trioxit do chính đội ngũ giáo viên ICAN trực tiếp biên soạn theo giáo án mới nhất. Chúc các bạn học tập vui vẻ.