1. Phương trình phản ứng H2SO4 ra SO2:
S + H2SO4 → SO2 + H2O
2. Phân tích Phương trình phản ứng H2SO4 ra SO2:
2.1. Điều kiện để phản ứng H2SO4 đặc:
Điều kiện phản ứng: Nhiệt độ
2.2. Cách tiến hành để H2SO4 tạo ra SO2:
Nhỏ từ từ H2SO4 đặc vào ống nghiệm đựng sẵn bột lưu huỳnh.
2.3. Hiện tượng phản ứng khi tiến hành H2SO4 ra SO2:
Chất rắn màu vàng lưu huỳnh (S) tan dần và xuất hiện khí mùi hắc lưu huỳnh đioxit (SO2) làm sủi bọt khí, các bạn học sinh phải hết sức lưu ý SO2 là một khí độc do đó trong quá trình làm thí nghiệm cần dùng bông tẩm kiềm tránh khí SO2 thoát ra ngoài.
2.4. Bản chất của các chất tham gia phản ứng:
Bản chất của S (Lưu huỳnh)
‐ Trong phản ứng trên, S là chất khử.
‐ S thể hiện tính khử khi tác dụng với các chất có tính oxi hóa mạnh như H2SO4 đặc, HNO3 đặc, …
Bản chất của H2SO4 (Axit sunfuric)
‐ Trong phản ứng trên, H2SO4 là chất oxi hóa.
‐ Trong H2SO4 thì S có mức oxi hóa +6 cao nhất nên H2SO4 đặc có tính axit mạnh, oxi hóa mạnh.
2.5. Tính chất hóa học:
Tính chất hóa học của S:
Nguyên tử S có 6e lớp ngoài cùng, trong đó có 2e độc thân.
Khi tham gia phản ứng hóa học, số oxi hóa của lưu huỳnh có thể giảm hoặc tăng: -2; 0; +4; +6.
→ Lưu huỳnh có tính oxi hóa và tính khử.
a. Lưu huỳnh có tính oxi hóa
Khi lưu huỳnh tác dụng với kim loại hoặc hidro, số oxi hóa của lưu huỳnh từ 0 giảm xuống -2.
S0 + 2e → S-2
S thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với kim loại và hidro.
‐ Tác dụng với Hidro:
H2 + S → H2S (350oC)
Lưu huỳnh tác dụng với hidro tạo thành khí hidro sunfua.
‐ Tác dụng với với kim loại (có to, tạo sản phẩm có số oxh thấp của kim loại).
Fe + S t⁰> FeS
Zn + S t⁰> ZnS
Hg + S → HgS
Thủy ngân sunfua, phản ứng xảy ra ra ở nhiệt độ thường nên thường dùng S khử Hg
Chú ý: Một số muối sunfua có màu đặc trưng: CuS, PbS, Ag2S (màu đen); MnS (màu hồng); CdS (màu vàng) → thường được dùng để nhận biết gốc sunfua.
‐ Muối sunfua được chia thành 3 loại:
Loại 1 tan trong nước gồm Na2S, K2S, CaS và BaS, (NH4)2S.
Loại 2 không tan trong nước nhưng tan trong axit mạnh gồm FeS, ZnS, …
Loại 3 không tan trong nước và không tan trong axit gồm CuS, PbS, HgS, Ag2S, …
b. Lưu huỳnh có tính khử
Khi lưu huỳnh phản ứng với phi kim hoạt động mạnh hơn, số oxi hóa của lưu huỳnh tăng từ 0 lên+4 hoặc +6.
S → S+4 + 4e
S → S+6 + 6e
‐ Tác dụng với phi kim:
S thể hiện tính khử khi tác dụng với 1 số phi kim và 1 số hợp chất có tính oxi hóa.
Tác dụng với oxi:
S + O2 t⁰> SO2
S + F2 t⁰> SF6
‐ Tác dụng với các chất có tính oxi hóa mạnh (H2SO4, HNO3,…)
S + H2SO4 đặc t⁰> 3SO2 + 2H2O
S + 4HNO3 đặc t⁰> 2H2O + 4NO2 + SO2
Tính chất hóa học của H2SO4:
Axit sunfuric là một axit mạnh, hóa chất này có đầy đủ các tính chất hóa học chung của axit như sau:
‐ Axit sunfuric H2SO4 làm chuyển màu quỳ tím thành đỏ.
‐ Tác dụng với kim loại đứng trước H (trừ Pb) tạo thành muối sunfat.
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
‐ Tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối mới (trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị) và nước.
FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O
‐ Axit sunfuric tác dụng với bazo tạo thành muối mới và nước.
H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
‐ H2SO4 tác dụng với muối tạo thành muối mới (trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị) và axit mới.
Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2
H2SO4 + 2KHCO3 → K2SO4 + 2H2O + 2CO2
3. Bài tập vận dụng liên quan:
Câu 1: Hơi thủy ngân rất độc, do đó nếu khi ta vô tình đánh rơi vỡ nhiệt kế thì chất bột được dùng để rắc lên thủy ngân rồi gom lại là
A. Bột lưu huỳnh
B. Cát
C. Muối ăn
D. Vôi bột
Câu 2: Trong các phương trình dưới đây, Phương trình nào vừa đóng vai trò là chất khử vừa đóng vai trò là chất oxi hóa?
A. 4S + 6NaOH (đặc) t⁰> 2Na2S + Na2S2O3 +3H2O
B. S + 3F2 t⁰> SF6
C. S + 6HNO3 (đặc) t⁰> H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
D. S + 2Na t⁰> Na2S
Câu 3: Lưu huỳnh có thể tồn tại ở những trạng thái số oxi hóa nào là
A. -2; +4; +5; +6
B. -3; +2; +4; +6.
C. -2; 0; +4; +6
D. +1 ; 0; +4; +6
Câu 3: Chất nào sau đây được dùng để điều chế SO2 trong phòng thí nghiệm?
A. Na2SO3 và HCl
B. FeS2 và O2
C. S và O2
D. ZnS và O2
Câu 4: Kim loại nào sau đây không phản ứng với H2SO4 đặc nguội?
A. Al
B. Cu
C. Zn
D. Ag
Câu 5: Số hiệu nguyên tử của lưu huỳnh là 16. Cho biết vị trí của lưu huỳnh trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học?
A. Chu kì 3, nhóm VIA.
B. Chu kì 5, nhóm VIA.
C. chu kì 5, nhóm IVA.
D. chu kì 3, nhóm IVA.
Câu 6: Chúng ta đều biết hơi thủy ngân rất độc, vậy trong trường hợp ta làm vỡ nhiệt kế thủy ngân, chúng ta dùng chất gì rắc lên thủy ngân và gom lại?
A. Bột than.
B. Cát mịn.
C. muối hạt.
D. Lưu huỳnh.
Câu 7: Chúng ta đều biết hơi thủy ngân rất độc, vậy trong trường hợp ta làm vỡ nhiệt kế thủy ngân, chúng ta dùng chất gì rắc lên thủy ngân và gom lại?
A. Bột than.
B. Cát mịn.
C. muối hạt.
D. Lưu huỳnh.
Câu 8: Tính chất vật lí nào sau đây không phải là tính chất vật lí đặc trưng của lưu huỳnh?
A. Chất rắn màu vàng.
B. Không tan trong nước.
C. CÓ nhiệt độ nóng chảy thấp hơn nhiệt độ sôi của nước.
D. Tan nhiều trong benzen.
Câu 9: Dãy chất nào trong các chất sau đây gồm các chất đều thể hiện tính oxi hóa khí phản ứng với SO2?
A. H2S, O2, nước brom
B. O2, nước brom, dung dịch KMnO4
C. Dung dịch NaOH, O2, dung dịch KMnO4
D. Dung dịch BaCl2, CaO, nước brom
Câu 10: Phát biểu nào sau đây sai?
A. Ở nhiệt độ thường, H2S là chất khí không màu, có mùi trứng thối, rất độc.
B. Ở nhiệt độ thường, SO2 là chất khí không màu, mùi hắc, tan nhiều trong nước.
C. Ở nhiệt độ thường, SO3 là chất khí không màu, tan vô hạn trong nước.
D. Trong công nghiệp, SO3 là chất khí không màu, tan vô hạn trong nước.
Câu 11: Đun nóng 20 gam một hỗn hợp X gồm Fe và S trong điều kiện không có không khí thu được hỗn hợp chất rắn A. Hòa tan hỗn hợp rắn A vào dung dịch HCl được 6,72 lít (đktc) hỗn hợp khí Y. Thành phần phần trăm khối lượng Fe trong X là
A. 28%
B. 56%
C. 42%
D. 84%
Câu 12: đốt cháy hoàn toàn m gam FeS2 bằng một lượng O2 vừa đủ, thu được khí X. Hấp thụ hết X vào 2 lít dung dịch chứa Ba(OH)2 0,1M, thu được dung dịch Y và 21,7 gam kết tủa. Cho Y vào dung dịch NaOH, thấy xuất hiện thêm kết tủa. Giá trị của m là
A. 23,2
B. 12,6
C. 18,0
D. 24,0
Câu 13: Khi nhỏ từ từ H2SO4 đậm đặc vào đường chứa trong cốc hiện tượng quan sát được là
A. Sủi bọt khí, đường không tan.
B. Màu trắng của đường mất dần, không sủi bọt.
C. Màu đen xuất hiện và có bọt khí sinh ra.
D. Màu đen xuất hiện, không có bọt khí sinh ra.
4. Hướng dẫn lời giải:
Câu 1:
Đáp án: A. Bột lưu huỳnh
Thủy ngân tác dụng với lưu huỳnh ngay tại điều kiện thường.
Hg + S → HgS ↓
Do đó khi làm vỡ nhiệt kế thủy ngân thì chất bột được dùng để rắc lên thủy ngân rồi gom lại lưu huỳnh.
Câu 2:
Đáp án: A. 4S + 6NaOH (đặc) t⁰> 2Na2S + Na2S2O3 +3H2O
Câu 3:
Đáp án: C. -2; 0; +4; +6
Câu 4:
Đáp án: A. Na2SO3 và HCl
Na2SO3 + 2HCl → 2NaCl + SO2↑ + H2O
Câu 5:
Đáp án: A. Al
Câu 6:
Đáp án: A. Chu kì 3, nhóm VIA.
Cấu hình electron nguyên tử S là: 1s22s22p63s23p4.
→ Lưu huỳnh ở chu kỳ 3 (do có 3 lớp electron); nhóm VIA (do có 6 electron hóa trị, nguyên tố p).
Câu 7:
Đáp án: D. Lưu huỳnh
Giải thích: Ta có phương trình phản ứng:
S + Hg → HgS
Câu 8:
Đáp án: C. Có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn nhiệt độ sôi của nước.
Giải thích: Lưu huỳnh tà phương nóng chảy ở 113⁰C, lưu huỳnh đơn tà nóng chảy ở 119⁰C.
→ Nhiệt độ nóng chảy của lưu huỳnh cao hơn nhiệt độ sôi của nước.
Câu 9:
Đáp án: B. O2, nước brom, dung dịch KMnO4.
Dãy chất đều thể hiện tính Oxi hóa khí phản ứng với O2 là:
O2 + 2SO2 → 2SO3
Br2 + H2O + SO2 → 2HBr + H2SO4
2KMnO4 + 2H2O + 5SO2 → K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4
Câu 10:
Đáp án: Ở nhiệt độ thường, SO3 là chất khí không màu, tan vô hạn trong nước.
Câu 11:
Đáp án: D. 84%
Fe + S t⁰> FeS
FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S;
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
nFe(bđ) = nFeS + nFe(dư) = nH2S + nH2 = 6,72/22,4 = 0,3 (mol)
%mFe = 0,3.56/20.100% = 84%
Câu 12:
Đáp án: C. 18,0
nBa(OH)2= 0,1.2 = 0,2 (mol); nBaSO3 = 21,7/217 = 0,1 (mol)
nBaSO3= 2nBa(OH)2 – nSO2 ⇒ nSO2 = 2.0,2 – 0,1 = 0,3 (mol)
2nFeS2= 2nSO2 ⇒ nFeS2 = 0,15 (mol) ⇒ mFeS2= 0,15.120 = 18 (gam)
Câu 13:
Đáp án: C. Màu đen xuất hiện và có bọt khí sinh ra.
H2SO4 đặc có tính háo nước sẽ hóa đường saccarozo (màu đen xuất hiện): C12H22O11 → 12C + 11H2O
Sau đó: C + 2H2SO4 → 2SO2 + CO2 + 2H2O (Có khí CO2, SO2 thoát ra)
