Tóm tắt lý thuyết A- HIĐRO SUNFUA 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) 2. Tính chất hóa học 2.1. 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: S2- 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? nNaOH = 0,2.1= 0,2 mol; nH2S = 0,1.1 = 0,1mol T = 2 → tạo muối Na2S 2.2. 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 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 ) 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\(\uparrow\) B- LƯU HUỲNH ĐIOXIT (SO2) Hình 2: Cấu tạo phân tử SO21. Tính chất vật lí SO2 là chất khí không màu, mùi hắc, nặng hơn không khí, tan nhiều trong nước, có tính độc. SO2 hóa lỏng ở -10oC, ở 20oC 1 thể tích nước hòa tan được 40 thể tích khí SO2. Khí SO2 rất độc, hít phải không khí có khí này sẽ gây viêm đường hô hấp. 2. Tính chất hóa học 2.1. 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 $\rightleftharpoons$ 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 NaHSO3 và SO2 dư. Nếu T=1 → sp NaHSO3 Nếu 12SO3 và NaHSO3 Nếu T = 2 → sp Na2SO3 Nếu T>2 → sp Na2SO3 và NaOH dư. 2.2. 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 $\rightleftharpoons$ 2SO3 Sục khí SO2 dư 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 SO2 vào 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. 3. Ứng dụng và điều chế Lưu huỳnh đioxit 3.1. Ứng dụng Sản xuất H2SO4 trong phòng thí nghiệm Tẩy trắng giấy và bột giấy Chất chống ẩm mốc lương thực, thực phẩm... Hình 3: Dây chuyền sản xuất axit sunfuric3.2. Điều chế lưu huỳnh đioxit Trong phòng thí nghiệm: H2SO4 + Na2SO3 → Na2SO4 + SO2 + H2O Hình 4: Điều chế SO2 trong phòng thí nghiệm Trong Công nghiệp: Đốt lưu huỳnh hoặc quặng pirit sắt S + O2 $\overset{t^0}{\rightarrow}$ SO2 4FeS2+ 11O2 $\overset{t^0}{\rightarrow}$ 2Fe2O3+ 8SO2 4. Tổng quát về SO2 Hình 5: Sơ đồ tư duy về lưu huỳnh đioxit (SO2)C- LƯU HUỲNH TRIOXIT (SO3) SO3 có tên gọi: Lưu huỳnh Trioxit Anhiđric Sunfuric 1. Tính chất SO3 là chất lỏng không màu, tan vô hạn trong nước và tan trong H2SO4 ta 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 2. Ứng dụng và điều chế: Dùng để sản xuất H2SO4. Điều chế SO3 bằng cách oxi hóa SO2. 2SO2 + O2 $\rightleftharpoons$ 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 $\overset{t^0}{\rightarrow}$ 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 dA/ 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 → MMO2 = 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
