Hidro Sunfua (H2S), Lưu Huỳnh Dioxit (SO2), Lưu Huỳnh Trioxit (SO3 ...

Vậy Hidro sunfua (H2S), Lưu huỳnh dioxit (SO2), Lưu huỳnh trioxit (SO3) có những tính chất hoá học và được ứng dụng như thế nào trong đời sống? chúng ta sẽ cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

  • xem thêm: Bài tập cơ bản và nâng cao về S, Lưu huỳnh dioxit và Hidro sunfua có đáp án

I. Hiđro sunfua H2S

1. Tính chất vật lí của Hiđro sunfua 

- Hiđro sunfua (H2S) là chất khí không màu, mùi trứng thối, độc, ít tan trong nước.

- Khi tan trong nước tạo thành dung dịch axit yếu sunfuhiđric.

2. Tính chất hóa học của Hiđro sunfua 

- Dung dịch H2S có tính axit yếu (yếu hơn axit cacbonic)

a) Hidro sunfua tác dụng với kim loại mạnh                    

2Na + H2S → Na2S + H2

- Hidro sunfua tác dụng với oxit kim loại (ít gặp).

b) Hidro sunfua tác dụng với dung dịch bazơ (có thể tạo thành 2 loại muối hiđrosunfua và sunfua)

H2S + NaOH → NaHS + H2O

H2S + 2NaOH → Na2S + 2H2O

c) Hidro sunfua tác dụng với dung dịch muối tạo muối không tan trong axit:                   

H2S + CuSO4 → CuS + H2SO4­

- H2S có tính khử mạnh (vì S trong H2S có mức oxi hóa thấp nhất - 2).

d) Hidro sunfua tác dụng với oxi

2H2S + O2 → 2H2O + 2S (thiếu oxi, phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thấp)

2H2S + 3O2 → 2H2O + 2SO2 (dư oxi, phản ứng xảy ra ở nhiệt độ cao)

e) Hidro sunfua tác dụng với các chất oxi hóa khác

H2S + 4Br2 + 4H2O → H2SO4 + 8HBr

H2S + 8HNO3 đặc → H2SO4 + 8NO2 + 4H2O

H2S + H2SO4 đặc → S + SO2 + 2H2O

3. Điều chế Hiđro sunfua 

     Dùng axit mạnh đẩy H2S ra khỏi muối (trừ muối không tan trong axit):        

FeS + 2HCl → FeCl2 + H2­S

4. Nhận biết Hiđro sunfua 

- Mùi trứng thối.

- Làm đen dung dịch Pb(NO3)2 và Cu(NO3)2.

Pb(NO3­)2 + H2S → PbS + 2HNO3

Cu(NO3)2 + H2S → CuS + 2HNO3

- Làm mất màu dung dịch Brom, dung dịch KMnO4,...

II. Lưu huỳnh đioxit - SO2 (khí sunfurơ, lưu huỳnh (IV) oxit, anhiđrit sunfurơ)

1. Tính chất vật lí của Lưu huỳnh đioxit - SO2

     Là chất khí không màu, nặng hơn không khí, mùi hắc, độc, tan và tác dụng được với nước.

2. Tính chất hóa học của Lưu huỳnh đioxit - SO2

* SO2 là oxit axit

a) Lưu huỳnh đioxit Tác dụng với nước:

SO2 + H2O ↔ H2SO3

b) Lưu huỳnh đioxit Tác dụng với dung dịch bazơ (có thể tạo thành 2 loại muối sunfit và hiđrosunfit)

SO2 + NaOH → NaHSO3

SO2 + 2NaOH → Na­2SO3 + H2O

c) Lưu huỳnh đioxit Tác dụng với oxit bazơ → muối:

SO2 + CaO  CaSO3 

* SO2 vừa là chất khử, vừa là chất oxi hóa (do S trong SO2 có mức oxi hóa trung gian +4)

d) Lưu huỳnh đioxit là chất oxi hóa:

SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O

e) Lưu huỳnh đioxit là chất khử:

2SO2 + O2 ↔ 2SO3 (V2O5, 4500C)

Cl2 + SO2 + 2H2O → H2SO4 + 2HCl

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

SO2 + Br2 + 2H2O → H2SO4 + 2HBr

3. Điều chế Lưu huỳnh đioxit

- Đốt cháy lưu huỳnh:

S + O2  SO2

- Đốt cháy H2S trong oxi dư:

2H2S + 3O2 → 2H2O + 2SO2

- Cho kim loại tác dụng với H2SO4 đặc nóng:

Cu + 2H2SO4 đặc, nóng → CuSO4 + SO2 + 2H2O

- Đốt quặng:

4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2

- Trong phòng thí nghiệm dùng phản ứng của Na2SO3 với dung dịch H2SO4:

Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + SO2 + H2O

4. Nhận biết Lưu huỳnh đioxit

- Làm quỳ tím ẩm chuyển thành màu đỏ.

- Làm mất màu dung dịch nước brom, dung dịch thuốc tím,...

SO2 + 2H2O + Br2 → 2HBr + H2SO4

5. Ứng dụng Lưu huỳnh đioxit

- Sản xuất axit sunfuric, tẩy trắng giấy, bột giấy; Chống nấm mốc cho lương thực, thực phẩm.

- Ngoài các ứng dụng trên, SO2 còn là chất gây ô nhiễm môi trường. Nó là nguyên nhân gây ra hiện tượng mưa axit.

III. Axit sunfuric và Lưu huỳnh trioxit

1. Tính chất vật lí Axit sunfuric và Lưu huỳnh trioxit

- SO3 là chất lỏng, hút nước rất mạnh và chuyển thành H2SO4 hoặc oleum: H2SO4.nSO3

- H2SO4 là chất lỏng, nhớt, nặng hơn nước, khó bay hơi và tan vô hạn trong nước.

- H2SO4 đặc hút nước mạnh và tỏa nhiều nhiệt nên khi pha loãng phải cho từ từ axit đặc vào nước mà không làm ngược lại vì có thể gây bỏng. H2SO4 có khả năng làm than hóa các hợp chất hữu cơ.

2. Tính chất hóa học Axit sunfuric và Lưu huỳnh trioxit

* H2SO4 loãng là một axit mạnh

+ Làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ.

+ Tác dụng với kim loại đứng trước H (trừ Pb) → muối sunfat (trong đó kim loại có hóa trị thấp) và H2

Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2

+ Tác dụng với oxit bazơ → muối (trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị) + H2O

FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O

+ Tác dụng với bazơ → muối + H2O

H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O

H2SO4­ + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O

(phản ứng của H­2­SO4 với Ba(OH)2 hoặc bazơ kết tủa chỉ tạo thành muối sunfat).

Cu(OH)2 + H2SO4 → CuSO4 + 2H2O

Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2H2O

+ Tác dụng với muối → muối mới (trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị) + axit mới

Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2

H2SO4 + 2KHCO3 → K2SO4 + 2H2O + 2CO2

* H2SO4 đặc là chất oxi hóa mạnh và axit mạnh:

+ H2SO4 đặc vẫn là axit mạnh: làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ; tác dụng với bazơ, oxit bazơ và với muối (trong đó kim loại đã có hóa trị cao nhất) tương tự như H2SO4 loãng.

+ Trong H2SO4, S có mức oxi hóa cao nhất (+6) nên H2SO4 đặc nóng còn có tính oxi hóa mạnh.

a) Axit sunfuric tác dụng với kim loại

+ H2SO4 đặc phản ứng được với hầu hết các kim loại (trừ Au và Pt) → muối trong đó kim loại có hóa trị cao + H2O + SO2 (S, H2S).

+ Sản phẩm khử của S+6 tùy thuộc vào độ mạnh của kim loại: kim loại có tính khử càng mạnh thì S+6 bị khử xuống mức oxi hóa càng thấp.

2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

2H2SO4 + Cu → CuSO4 + SO2 + 2H2O

5H2SO4 + 4Zn → 4ZnSO4 + H2S + 4H2O

     + H2SO4 đặc nguội thụ động với Al, Fe và Cr.

b) Axit sunfuric tác dụng với phi kim → oxit phi kim + H2O + SO2

S + 2H2SO4 → 3SO2 + 2H2O (t0)

C + 2H2SO4 → CO2 + 2H2O + 2SO2 (t0)

2P + 5H2SO4 → 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O

c) Axit sunfuric tác dụng với các chất khử khác

2H2SO4 + 2FeSO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + 2H2O

2FeO + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O

3. Điều chế Axit sunfuric và Lưu huỳnh trioxit

FeS2 hoặc S → SO2 → SO3 → H2SO4

4. Nhận biết Axit sunfuric và Lưu huỳnh trioxit

- Làm đỏ giấy quỳ tím.

- Tạo kết tủa trắng với dung dịch Ba2+            

Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2H2O

(các muối sunfat đều dễ tan trừ BaSO4, PbSO4 và SrSO4 không tan; CaSO4 và Ag2SO4 ít tan).

5. Ứng dụng của Axit sunfuric và Lưu huỳnh trioxit

- Axit sunfuric là hóa chất hàng đầu trong nhiều ngành sản xuất: phẩm nhuộm, sơn, luyện kim, phân bón, chất dẻo, chất tẩy rửa...

IV. Bài tập Hidro sunfua , Lưu huỳnh dioxit và Lưu huỳnh trioxit 

Bài 1 trang 138 sgk hoá 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.

* Lời giải bài 1 trang 138 sgk hoá 10:

+ Đáp án: C đúng.

+ Gợi ý:

- Ở PTPƯ (1): SO2 đóng vai trò chất khử, Br2 đóng vai trò chất oxi hoá

S+4 → S+6 + 2e

Br0 + 2e → Br+2

- Ở PTPƯ (2): SO2 đóng vai trò chất oxi hoá, H2S đóng vai trò chất khử

S+4 +4e → S0

S-2 → S0 + 2e

⇒ Câu diễn tả không đúng tính chất của các chất trong những phản ứng trên là: Phản ứng (2) : SO2 vừa là chất khử, vừa là chất 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.

* Lời giải bài 3 trang 138 sgk hóa 10:

+ Đáp án: D đúng.

+ Gợi ý:

Cl20 + 2e → 2Cl- ⇒ Cl2 là chất oxi hóa

S-2 → S+6 + 8e ⇒ S là chất khử

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.

Lời giải bài 5 trang 139 sgk hóa 10:

a) Cân bằng phương trình phản ứng oxi hóa – khử:

b) SO2 là chất khử, KMnO4 là chất oxi hóa.

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?

* Lời giải Bài 8 trang 139 SGK Hóa 10:

a) Các phương trình phản ứng:

Fe + HCl → FeCl2 + H2↑    (1)

FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S↑     (2)

H2S + Pb(NO3)2 → PbS↓ + 2HNO3    (3)

b) Hỗn hợp khí thu được là H2 và H2S

- Theo bài ra, ta có: nhh khí = nH2 + nH2S = 2,464/22,4 = 0,11 (mol);

 và kết tủa màu đen chính là PbS ⇒ nPbS = 23,9/239 = 0,1 (mol).

- Theo PTPƯ (3), ta có ⇒ 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 PTPƯ (2) ⇒ nFeS = nH2S = 0,1 (mol).

⇒ mFeS = 0,1.88 = 8,8 (g).

- Theo PTPƯ (1) thì: nFe = nH2 = 0,01 mol ⇒ mFe = 0,01.56 = 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

* Lời giải bài 9 trang 139 SGK Hóa 10:

a) Xác định công thức phân tử của hợp chất A

- Theo bài ra thì: nSO2 = 1,344/22,4 = 0,06 (mol) ⇒ mS = 0,06.32 = 1,92 (g).

 nH2O = 1,08/18 = 0,06 (mol) ⇒ nH = 2nH2O = 2.0,06 =0,12 (mol) ⇒ mH = 0,12.1 = 0,12 (g).

- Theo bài ra thì mS + mH = 1,92 + 0,12 = 2,04 =mA 

⇒ Hợp chất A chỉ có nguyên tố S và H.

Ta có tỉ lệ: nH : nS =  0,12 : 0,06 = 2 : 1

⇒  Công thức phân tử của A và là H2S.

b) Phương trình hóa học của phản ứng:

 

 3 mol                     4 mol

 0,06 mol                 ? mol

- Theo bài ra thì: nH2S = 2,04/34 = 0,06 mol

- Theo PTPƯ: nS = (4/3). nH2S = (4/3).0,06 = 0,08 mol

⇒  mS = 0,08.32 = 2,56 (g).

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

* Lời giải bài 10 trang 139 SGK Hóa 10:

- Theo bài ra, ta có: nSO2 = 12,8/64 = 0,2 (mol).

 nNaOH = (1.250)/1000 = 0,25 (mol).

1≤≤2 ⇒ phản ứng tạo 2 muối

a) Phương trình hóa học của phản ứng

SO2 + NaOH → NaHSO3

SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O