Hoá học 10 Bài 32: Hiđro sunfua - Lưu huỳnh đioxit - Lưu huỳnh trioxit

a. 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)

b. Tính chất hóa học

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: S^2-

+ 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?

n_NaOH  = 0,2.1= 0,2 mol; n_H2S  = 0,1.1 = 0,1mol

T = 2 → tạo muối Na₂S

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)

Tác dụng với oxi

Dung dịch H₂S:    2 H₂S + O₂ → 2S (màu vàng) + 2H₂O

- Khí H₂S cháy trong khí với ngọn lửa màu xanh nhạt

2H₂S + O₂ → 2S + 2H₂O

2H₂S + 3O₂ → 2SO₂ + 2H₂O

Tác dụng với dung dich Br₂

H₂S + 4Br₂ +4 H₂O   →    H₂SO₄ + 8 HBr

     (Màu vàng nâu )              (Không màu )

c. 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

a. 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 -10^oC, ở 20^oC 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.

b. Tính chất hóa học

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  ⇔ 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:  \(T = \frac{{nNaOH}}{{nS{O_2}}}\)

Nếu T < 1 → sp NaHSO₃ và  SO₂ dư.

Nếu T = 1 → sp NaHSO₃

Nếu 1 < T < 2 → sp SO₃ và NaHSO₃

Nếu T = 2 → sp Na₂SO₃

Nếu T>2 → sp Na₂SO₃ và NaOH dư.

SO₂ là chất khử và là chất oxi hóa

SO₂ là chất khử

Đốt cháy SO₂ trong không khí sẽ thu được khí SO₃.

2SO₂  +  O₂  →  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.

SO₂ là chất oxi hóa

2SO₂  +  H₂S →  3S + 2H₂O

 SO2  +  2Mg →  S + 2MgO

KL: SO₂ là oxit axit, có tính khử hoặc oxi hóa.

c. Ứng dụng và điều chế Lưu huỳnh đioxit

Ứng dụng

Sản xuất H₂SO₄ trong phòng thí nghiệm

Tẩy trắng giấy và bột giấy

Chất chống ẩm mốc lương thực, thực phẩm...

Điều chế lưu huỳnh đioxit 

Trong phòng thí nghiệm: H₂SO₄  +  Na₂SO₃ → Na₂SO₄ + SO₂ + H₂O

Trong Công nghiệp: Đốt lưu huỳnh hoặc quặng pirit sắt

S  +  O₂ → SO₂

4FeS₂+ 11O₂ → 2Fe₂O₃+ 8SO₂

d. Tổng quát về SO₂

SO₃ có tên gọi:

Lưu huỳnh Trioxit

Anhiđric Sunfuric

a. 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

b. Ứng dụng và điều chế

Dùng để sản xuất H₂SO₄.

Điều chế SO₃ bằng cách oxi hóa SO₂.

2SO₂ + O₂  →  2SO₃

Bài 1: Khi sục SO₂ vào dung dịch H₂S thì

A. Dung dịch bị vẩn đục màu vàng.

B. Không có hiện tượng gì.     

C. Dung dịch chuyển thành màu nâu đen.

D. Tạo thành chất rắn màu đỏ.

Hướng dẫn giải

Ta có phương trình

SO₂ + 2H₂S → 3S + 2H₂O

→ Dung dịch bị vẩn đục màu vàng (S)

Đáp án A

Bài 2: Trường hợp nào sau đây không xảy ra phản ứng hoá học?

A. Sục khí H₂S vào dung dịch FeCl₂.

B. Cho Fe vào dung dịch H₂SO₄ loãng, nguội.

C. Sục khí H₂S vào dung dịch CuCl₂.

D. Sục khí Cl₂ vào dung dịch FeCl₂.

Hướng dẫn giải

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

H₂S + CuCl₂ → CuS + 2HCl

Cl₂ + 2FeCl₂ → 2FeCl₃

Đáp án A

Bài 3: Khí nào sau đây có trong không khí đã làm cho các đồ dùng bằng bạc lâu ngày bị xám đen?

A. CO₂.            

B. SO₂.

C. O₂.               

D. H₂S.

Hướng dẫn giải

Khi để lâu trong không khí, đồ vật bằng bạc bị xám đen là do:

4Ag + 2H₂S + O₂ → 2Ag₂S↓ + 2H₂O

Đáp án D

Bài 4: Cho FeS tác dụng với dung dịch H₂SO₄ loãng, thu được khí A; nếu dùng dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng thì thu được khí B. Dẫn khí B vào dung dịch A thu được rắn C. Các chất A, B, C lần lượt là:

A. H₂, H₂S, S.

B. H₂S, SO₂, S.

C. H₂, SO₂, S.

D. O₂, SO₂, SO₃.

Hướng dẫn giải

FeS + H₂SO₄ (loãng) → FeSO₄ + H₂S

→ A là khí H₂S

FeS + H₂SO₄ (đặc) → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + H₂O

→ B là khí SO₂

2H₂S + SO₂ → 2S + 2H₂O

→ C là S

Đáp án B.

Bài 1: Hấp thụ hoàn toàn 5,6 lít H₂S vào 800ml dung dịch NaOH 0,5M. Tính khối lượng muối thu được trong dung dịch.

Hướng dẫn giải

nH₂S = 5,6: 22,4 = 0,25 mol

nNaOH = 0,8. 0,5 = 0,4 mol

Ta có: nOH/ nH₂S = 0,4 : 0,25 =1,6

→ Sau phản ứng sinh ra 2 muối NaHS và Na₂S

Ta có phương trình:

H₂S + NaOH → NaHS + H₂O (1)

x            x

H₂S + 2NaOH → Na₂S + H₂O (2)

y           2y

Ta có hệ phương trình:

x + y = 0,25

x + 2y = 0,4

→ x = 0,1 và y = 0,15

→ nNaHS = 0,1 mol và nNa₂S = 0,15 mol

mMuối = mNaHS + mNa₂S = 0,1.56 + 0,15.78 = 17,3 gam.

Bài 2: Sục 2,24 lít H₂S vào 150 ml dung dịch Ca(OH)₂ 1M, tính khối lượng muối thu được sau phản ứng?

Hướng dẫn giải

nH₂S = 2,24: 22,4 = 0,1 mol

nCa(OH)₂ = 0,15.1 = 0,15 mol

nOH^- = 0,15.2 = 0,3 mol

Ta có: T = nOH/ nH₂S = 0,3 : 0,1 = 3 > 2

Sau phản ứng chỉ sinh ra muối trung hòa

Ta có phương trình:

H₂S + Ca(OH)₂ → CaS + 2H₂O

Sau phản ứng H₂S hết → Tính theo H₂S

nCaS = nH₂S = 0,1 mol

→ mCaS = 0,1. 72 = 72 gam

Bài 1: Cho hỗn hợp gồm Fe và FeS tác dụng với dung dịch HCl dư, khí sinh ra có tỉ khối so với hiđro là 9. Thành phần % theo khối lượng Fe trong hỗn hợp ban đầu là:

A. 40%.                       

B. 50%.

C. 38,89%.                  

D. 61,11%.

Hướng dẫn giải

Khối lượng mol trung bình của H₂S, H₂ là: 9.2 =18

Gọi phần trăm số mol của H₂S là x → phần trăm số mol của H₂ là 100 –x

→ Ta có phương trình:

\(\frac{{34x + 2(100 - x)}}{{100}} = 18\)

→ x = 50%

Giả sử số mol H₂S và số mol H₂ là 1 mol

→ Ta có phương trình:

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

1                             1

FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S

1                               1

→ Nếu số mol của H₂, H₂S la 1 mol thì số mol của Fe, FeS cũng là 1 mol

→ %m Fe = 56 : (56.1 + 88.1).100% = 38,89%

%m FeS = 100% - 38,89% = 61,11%

Bài 2: Cho m gam FeS, CuS tác dụng với HCl dư thu được 2,24 lít khí H₂S và 5 gam chất rắn. Tìm m.

Hướng dẫn giải

Ta có phương trình hóa học:

FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S (1)

CuS + HCl → Không phản ứng

Sau phản ứng, khối lượng chất rắn còn là 5g chính là khối lượng CuS

nH₂S = 2,24: 22,4 = 0,1 mol

(1) → nFeS = nH₂S = 0,1 mol

→ mFeS = 0,1.88 = 8,8 gam.

m = mFeS + mCuS = 8,8 + 5 = 13,8 gam.

Bài 1: Hoà tan 3,38 gam oleum X vào nước người ta phải dùng 800 ml dung dịch KOH 0,1 M để trung hoà dung dịch X. Công thức phân tử của oleum X là:

A. H₂SO₄.3SO₃.          

B. H₂SO₄.2SO₃.

C. H₂SO₄.4SO₃.           

D.H₂SO₄.nSO₃.

Hướng dẫn giải

Ta có phương trình:

H₂SO₄.nSO₃ + nH₂O → (n+1)H₂SO₄.  (1)

2KOH + H₂SO₄ → K₂SO₄ + 2H₂O (2)

(2) nH₂SO₄ = ½ nKOH = ½.0,8.0,1 = 0,04 mol

(1) nH₂SO₄. nSO₃ = 1 / (n+1) nH₂SO₄ = 0,04/(n+1) (mol)

Mặt khác m H₂SO₄ . nSO₃ = 3,38 gam

→ \(\frac{{3,38}}{{98 + 80n}} = \frac{{0,04}}{{n + 1}}\)

→ n = 3

Đáp án A

Bài 2: Số gam H₂O dùng để pha loãng 1 mol oleum có công thức H₂SO₄.2SO₃ thành axit H₂SO₄ 98% là:

A.  36 gam

B. 42 gam

C. 40 gam

D. Cả A, B và C đều sai

Hướng dẫn giải

Ta có phương trình

H₂SO₄.2SO₃ + 2H₂O →3H₂SO₄ (1)

Từ (1) → n H₂SO₄ = 3 n oleum = 3 mol

→ m H₂SO₄ = 98 * 3 = 294 gam

→ m dung dịch H₂SO₄ 98% = (294 : 98). 100 = 300 gam

→ Khối lượng nước cần thêm vào là:

m dung dịch H₂SO₄ – m oleum = 300 – 258.1 = 42 gam

Đáp án B

Câu 1: Cho muối X tác dụng với dung dịch NaOH dư, thu được dung dịch chứa hai chất tan. Mặt khác, cho a gam dung dịch muối X tác dụng với a gam Ba(OH) 2, thu được 2a gam dung dịch Y. Công thức của X là?

Câu 2: Dẫn 8,96 lít (đktc) hỗn hợp khí X gồm H₂S và CO₂ vào lượng dư dung dịch Pb(NO₃)₂, thu được 23,9 gam kết tủa. Thành phần phần trăm thể tích của H₂S trong X là?

Câu 3: Hòa tan hỗn hợp gồm Fe và FeS vào dung dịch HCl dư, thu được 8,96 lít hỗn hợp khí (đktc). Cho hỗn hợp khí này đi qua dung dịch Pb(NO₃)₂ dư thì thu được 23,9 gam kết tủa đen. Khối lượng Fe trong hỗn hợp đầu là?

Câu 4: Đun nóng 4,8 gam bột magie với 4,8 gam bột lưu huỳnh trong điều kiện không có không khí, thu được hỗn hợp rắn X. Hòa tan hoàn toàn X vào dung dịch HCl dư, thu được hõn hợp khí Y. Tỉ khối hơi của Y so với H₂ là?

Câu 5: Đun nóng 20 gam một hỗn hợp X gồm Fe và S trong điều kiện không có không khí thu được hỗn hợp rắn A. Hòa tan hỗn hợp rắn A vào dung dịch HCl thu được 6,72 lít (đktc) hỗn hợp khí Y. Thành phần phần trăm khối lượng Fe trong X là?

Câu 1: Một mẫu khí thải (H₂S, NO₂, SO₂, CO₂) được sục vào dung dịch CuSO₄, thấy xuất hiện kết tủa màu đen. Hiện tượng này do chất nào có trong khí thải gây ra?

A. H₂S    

B. NO₂    

C. SO₂    

D. CO₂

Câu 2: Trường hợp nào sau đây không xảy ra phản ứng hóa học?

A. 3O₂ + 2H₂S → 2H₂O + 2SO₂

B. FeCl₂ + H₂S → FeS + 2HCl

C. SO₂ + 2H₂S → 3S + 2H₂O

D. SO₃ + 2NaOH → Na₂SO₄ + H₂O

Câu 3: Khí nào sau đây có khả năng làm mất màu nước brom?

A. N₂    

B. CO₂    

C. H₂    

D. SO₂

Câu 4: Dãy chất nào trong các dãy sau đây gồm các chất đều thể hiện tính oxi hóa khi 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 5: 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.

Sau bài học cần nắm:

• Tính chất vật lí, trạng thái tự nhiên, tính oxit axit, ứng dụng, phương pháp điều chế SO₂, SO₃.
• Nguyên nhân tính khử oxi hóa, khử: SO₂ (vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử) và SO₃ (chỉ có tính oxi hóa).