Bài 32: Hiđro sunfua-Lưu huỳnh Đioxit - Lưu huỳnh Trioxit

Nội dung lý thuyết

Các phiên bản khác

A. HIĐRO SUNFUA (H2S)

I. TÍNH CHẤT VẬT LÝ

  • H2S là chất khí, không màu, mùi trứng thối và rất độc. Chỉ 0,1% H2S trong không khí đã gây nhiễm độc nặng.
  • Khí H2S nặng hơn không khí (d = \(\dfrac{34}{29}\) ≃ 1,17).
  • Hóa lỏng ở -60oC và tan ít trong nước.

@1250869@

II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

1. Tính axit yếu

Khí hidro sunfua H2S tan trong nước tạo thành dung dịch axit rất yếu (yếu hơn cả axit cacbonic) có tên gọi là axit sunfuhiđric.

Khi tác dụng với dung dịch bazơ như NaOH, KOH..., tạo nên 2 muối: muối trung hòa chứa ion S2- và muối axit chứa ion HS- .

H2S   +  NaOH  →   NaHS  +  H2O (1)

H2S   +    2NaOH  →   Na2S   +   2H2O (2)

Để xác định được muối tạo thành là muối trung hòa hay muối axit hoặc cả 2, ta xét tỉ lệ T = \(\dfrac{nNaOH}{nH_2S}\) 

  • Nếu T ≤ 1, xảy ra phản ứng (1), muối thu được chỉ có NaHS.
  • Nếu 1< T < 2, xảy ra cả 2 phản ứng (1) và (2), tạo thành 2 muối NaHS và Na2S.
  • Nếu T ≥ 2, xảy ra phản ứng (2), muối thu được chỉ có Na2S.

2. Tính khử mạnh

Trong hợp chất H2S, nguyên tố lưu đang có số oxi hóa thấp nhất là -2. Do đó, khi tham gia phản ứng hóa học, S2- trong phân tử H2S có thể bị oxi hóa thành lưu huỳnh tự do (S0) hoặc lưu huỳnh có số oxi hóa +4 (S+4) hoặc lưu huỳnh có số oxi hóa +6 (S+6).

Vậy hidro sunfua có tính khử mạnh.

Trong điều kiện bình thường, dung dịch H2S tiếp xúc với oxi không khí, dần trở nên vẩn đục màu vàng do H2S bị oxi hóa thành S.

Khi đốt khí H2S trong không khí, khí H2S cháy với ngọn lửa màu xanh nhạt, H2S bị oxi hóa thành SO2.

Nếu đốt khí H2S ở nhiệt độ không cao hoặc thiếu oxi, khí H2S bị oxi hóa thành lưu huỳnh tự do màu vàng.

@1250945@@1250998@

III. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN VÀ ĐIỀU CHẾ

  • Trong tự nhiên, hidro sunfua có trong một số nguồn nước suối, trong khí núi lửa, và bốc ra từ xác chết của người và động vật.
  • Trong công nghiệp, 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↑

B. LƯU HUỲNH ĐIOXIT (SO2)

I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

  • Là chất khí, không màu, mùi hắc, nặng hơn không khí (d = \(\dfrac{64}{29}\) > 1), hóa lỏng ở -10oC và tan nhiều trong nước.
  • Lưu huỳnh đioxit là khí độc, hít thở phải không khí có khí này sẽ gây viêm đường hô hấp, viêm phổi, đau mắt.

II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

1. Lưu huỳnh đioxit là oxit axit

SOtan trong nước tạo thành dung dịch axit sunfurơ H2SO3

SO2  +  H2O  ⇌  H2SO3 

Axit sunfurơ H2SOaxit yếu (H2S < H2CO3 < H2SO3 < Axit trung bình ...) và không bền, chúng bị phân hủy ngay trong dung dịch thành SO2 và H2O. 

SO2 tác dụng với dung dịch bazơ như NaOH, KOH... tạo nên 2 muối: Muối trung hòa chứa ion SO32- và muối axit chứa ion HSO3-.

SO2  +  NaOH   →   NaHSO3  (1)

SO2  +  2NaOH  →  Na2SO3  +  H2O  (2)

Xét tỉ lệ T = \(\dfrac{nNaOH}{nSO_2}\). Ta có:

Nếu T ≤ 1. Chỉ xảy ra phản ứng (1), muối thu được chỉ gồm muối NaHSO3.

Nếu 1 < T < 2. Xảy ra cả phản ứng (1) và (2), muối thu được bao gồm cả muối NaHSO3 và Na2SO3

Nếu T ≥ 2. Chỉ xảy ra phản ứng (2), muối thu được chỉ gồm muối Na2SO3

2. Lưu huỳnh đioxit là chất khử và là chất oxi hóa 

a) Tính khử

Dẫn khí SO2 vào dung dịch brom có màu nâu nhạt, thấy màu của dung dịch brom nhạt dần rồi mất màu.

SO2 đã khử Br2 có màu thành HBr không màu.

b) Tính oxi hóa

Dẫn khí SO2 vào dung dịch axit sunfuhiđric H2S, dung dịch bị vẩn đục màu vàng.

SO2 đã oxi hóa H2S thành S.

@1251056@@1251136@

III. ỨNG DỤNG VÀ ĐIỀU CHẾ

1. Ứng dụng

  • Sản xuất H2SO4 trong công nghiệp.
  • Làm chất tẩy trắng giấy và bột giấy, chống nấm mốc lương thực và thực phẩm...

2. Điều chế

  • Trong phòng thí nghiệm, SO2 được điều chế bằng cách đun nóng dung dịch H2SO4 với Na2SO3.

  • Trong công nghiệp, SO2 được sản xuất bằng cách đốt S hoặc quặng pirit sắt FeS2.

S  +  O2     SO2

4FeS2  +  11O2    2Fe2O3    +  8SO2

C. LƯU HUỲNH TRIOXIT (SO3)

I. TÍNH CHẤT

  • Là chất lỏng không màu, tan vô hạn trong nước và trong axit sunfuric.
  • Là oxit axit, tác dụng rất mạnh với nước tạo ra axit sunfuric.

SO3    +   H2O   →   H2SO4 

  • Tác dụng với dung dịch bazơ và oxit bazơ tạo muối sunfat.

SO3   +  Na2O  →  Na2SO4

SO3  +  2NaOH  →    Na2SO+  H2O

@1251214@

II. ỨNG DỤNG VÀ SẢN XUẤT

  • Lưu huỳnh trioxit ít có ứng dụng thực thế, nhưng là sản phẩm trung gian để sản xuất axit sunfuric.
  • Trong công nghiệp, người ta sản xuất lưu huỳnh trioxit bằng cách oxi hóa lưu huỳnh đioxit bởi khí oxi hoặc không khí dư ở nhiệt độ 450 - 500oC, chất xúc tác là V2O5.

Trong quá trình học tập, nếu có bất kỳ thắc mắc nào, các em hãy để lại câu hỏi ở mục hỏi đáp để cùng thảo luận và trả lời nhé. Chúc các em học tốt!