Chương 6

Chương 6:

OXI –
LƯU HUỲNH

 

 

Bài 29:

OXI – OZON

 

A. OXI

I. VỊ TRÍ VÀ CẤU TẠO

Nguyên tố oxi có số hiệu nguyên tử
là 8, thuộc nhóm VIA, chu kì 2 của bảng tuần hoàn các
nguyên tố hoá học.

Nguyên tử oxi có
cấu hình electron là 1s22s22p4, lớp ngoài cùng
có 6e.

Trong điều kiện bình thường, phân
tử oxi có 2 nguyên tử liên kết với nhau bằng liên kết cộng hoá trị không cực, có
thể viết công thức cấu tạo của phân tử oxi là O = O.

II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

Khí oxi không màu, không mùi, không
vị, hơi nặng hơn không khí . Dưới áp suất khí quyển, oxi hoá lỏng ở nhiệt độ -1830C.
Khi oxi hoá ít trong nước (100ml nước ở 200C, 1 atm hoà tan được
3,1ml khí oxi. Độ tan của khí oxi ở 200C và 1 atm là 0,0043
g trong 100g H2O).

III. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

Khi tham gia phản
ứng, nguyên tử O dễ dàng nhận thêm 2e. Nguyên tử oxi có độ âm điện lớn (3,44),
chỉ kém flo (3,98).

Do vậy, oxi là nguyên tố phi
kim hoạt động hoá học, có tính oxi hoá mạnh. Trong các
hợp chất (trừ hợp chất với flo), nguyên tố oxi có số oxi hoá là -2. Oxi
tác dụng với hàu hết các kim
loại (trừ Au, Pt …) và các phi kim (trừ halogen). Oxi tác dụng với nhiều hợp chất vô cơ và hữu cơ.

Dưới đây là một số thí dụ:

1. Tác dụng với kim loại

Magie cháy trong khí oxi:

2. Tác dụng với phi kim

Cacbon cháy trong khí oxi:

3. Tác dụng với hợp chất

CO cháy
trong không khí. Xem thí nghiệm

Etanol cháy trong không khí. Xem
thí nghiệm

IV. ỨNG DỤNG

Oxi có vai trò
quyết định đối với sự sống của người và động vật. Mỗi người mỗi ngày cần từ 20 – 30m3
không khí để thở.

Hình 6.1. Biểu đồ tỉ lệ phần trăm về ứng dụng của oxi

trong các ngành công nghiệp

Hằng năm, các nước
trên thế giới sản xuất hàng chục triệu tấn oxi để đáp ứng nhu cầu cho các ngành
công nghiệp.

V. ĐIỀU CHẾ

1. Điều chế oxi trong phòng thí nghiệm

Trong phòng thí nghiệm, khí oxi
được điều chế bằng cách phân huỷ những hợp chất giầu oxi và ít bền đối với nhiệt
như KMnO4 (rắn), KClO3
(rắn)…
Xem thí nghiệm

Thí dụ:

Hình 6.2. Điều chế khí oxi bằng cách phân huỷ kali pemanganat

2. Sản xuất oxi trong công nghiệp

a. Từ không khí: Không khí sau khi
đã loại bỏ hết hơi nước, bụi, khí cácbon đioxit, được hoá lỏng. Chưng cất phân
đoạn không khí lỏng, thu
được oxi. Oxi được vận chuyển trong những bình thép có dung tích 100lít dưới áp
suất 150 atm.

                                               
2H2O 
 2H2­ + O2­                 

b.
Từ nước: Điện phân nước (nước có hoà tan một ít H2SO4 hoặc NaOH để tăng tính
dẫn điện của nước), người ta thu được khí oxi ở cực dương và khí hiđro ở cực âm:

B. OZON

I. TÍNH CHẤT

Ozon
là một dạng thù hình của oxi. Khí ozon màu xanh nhạt, mùi đặc trưng, hoá lỏng ở
nhiệt độ -1120C. Khí ozon tan trong nước nhiều hơn so với khí oxi
(100 ml nước ở 00C hoà tan được 49ml khí ozon).

Ozon
là một trong số những chất có tính oxi hoá rất mạnh và mạnh hơn oxi. Ozon oxi
hoá hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt), nhiều phi kim và nhiều hợp chất vô cơ,
hữu cơ. Ở điều kiện  bình thường, oxi không oxi hoá được bạc, nhưng ozon
oxi hoá bạc thành bạc oxit:

2Ag +
O3 ® Ag2O + O2

II. OZON TRONG TỰ NHIÊN

Ozon
được tạo thành trong khí quyển khi có sự phóng điện (tia chớp, sét). Trên mặt
đất, ozon được sinh ra do sự oxi hoá một số chất hữu cơ.

Ozon
tập trung nhiều ở lớp khí quyển trên cao, cách mặt đất từ 20-30km. Tầng ozon
được hình thành là do tia tử ngoại của Mặt trời chuyển hoá các phân tử oxi thành
ozon:

                                           
3O2        →
   
    2O3 

                                                          
    Tầng ozon hấp thụ
tia tử ngoại từ tầng cao của không khí, bảo vệ con
người và các sinh vật trên mặt đất tránh được tác hại của tia này.

III. ỨNG DỤNG

Không khí chứa một lượng rất nhỏ
ozon (dưới 1 phần triệu
theo thể tích) có tác dụng làm cho không khí trong
lành. Nhưng với một lượng lớn hơn sẽ có hại cho con người.

Những ứng dụng của
ozon là dựa bào tính oxi hoá của nó.

– Trong công nghiệp, người ta dùng
ozon để tẩy trắng tinh bột, dầu ăn và nhiều vật phẩm khác …

– Trong y học, ozon được dùng để
chữa sâu răng.

– Trong đời sống, người ta dùng
ozon để sát trùng nước sinh hoạt.

 

Bài đọc thêm

SỰ SUY GIẢM TẦNG OZON

Khí quyển là lớp không khí bao bọc quanh trái đất. Khí quyển được chia thành
4 tầng chính dựa vào sự khác nhau về độ cao và chênh lệch nhiệt độ.

Tầng đối lưu chứa
70% khối lượng của khí quyển. Ozon tập trung nhiều ở tầng bình lưu, cách mặt đất từ 20-30km
tuỳ theo vĩ độ.

Lớp ozon có tác dụng như một tấm lá
chắn, ngăn tia
tử ngoại, bảo vệ cho sự sống trên Trái Đất.

Một trong những nguyên nhân quan trọng làm suy giảm tầng ozon là do hợp chất
CFC dùng trong công nghiệp làm lạnh. Những lượng lớn (nhiều tấn) chất CFC
thải vào không khí ở tầng đối lưu, chúng khuếch tán lên tầng bình lưu. Dưới
tác dụng của các tia tử ngoại phát ra từ Mặt trời, chúng bị phân huỷ tạo ra
các gốc clo tự do.

                                                   

Các gốc clo tự do phá huỷ ozon
theo cơ chế dây chuyền:

                                           

Và                                                

 

Một góc clo tự do có thể phá huỷ
hàng nghìn phân từ ozon trước khi nó hoá hợp thành chất khác.

Bài 30:

LƯU HUỲNH     

 

I. VỊ TRÍ, CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ

Nguyên tử lưu huỳnh có số hiệu
nguyên tử là 16, thuộc nhóm VIA, chu kỳ 3 của bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học.

Nguyên tử lưu
huỳnh có cấu hình electron 1s22s22p63s23p4. Lớp ngoài cùng có 6e.

II. TÍNH CHẤT VẬT LÝ

1. Hai dạng thù hình của lưu huỳnh

Lưu huỳnh có 2 dạng thù hình: Lưu
huỳnh tà phương (Sα) và lưu huỳnh đơn tà (Sβ).
Chúng khác nhau về cấu tạo tinh thể và một số tính chất vật lý, nhưng tính chất
hoá học giống nhau. Hai dạng thù hình Sα
 và
Sβcó thể biến đổi qua lại với nhau tuỳ theo điều kiện
nhiệt độ.

2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tính chất vật lý

Ở nhiệt độ thấp hơn 1130C, Sα và Sβ là những chất rắn màu vàng.
Phân tử lưu huỳnh có 8 nguyên tử liên kết cộng hoá trị với nhau tạo thành mạch
vòng (hình 6.3).

Hình 6.3. Mô hình cấu tạo vòng của phân tử lưu huỳnh S8

Ở nhiệt độ 1190C, Sα và Sβ
đều nóng chảy thành chất lỏng màu vàng, rất linh động. Ở nhiệt
độ 1870C, lưu huỳnh lỏng trở nên quánh nhớt, có màu nâu đỏ.
Ở nhiệt độ 4450C, lưu huỳnh sôi, các phân tử lưu huỳnh bị phá vỡ
thành nhiều phân tử nhỏ bay hơi. Thí dụ, ở 14000C hơi lưu huỳnh là những phân tử S2,
ở nhiệt độ 17000C hơi lưu huỳnh là những nguyên tử S.

Để đơn giản, trong các phản ứng hoá
học người ta dùng kí hiệu S mà không dùng công thức phân tử S8.

Xem thí nghiệm ảnh
hưởng của nhiệt độ tới tính chất vật lý của lưu huỳnh

III. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

Cấu hình electron của nguyên tử S
là: 1s22s22p63s23p4.
Như vậy, nguyên tử S có 6e ở lớp electron ngoài cùng.
Nguyên tử lưu huỳnh có độ âm điện là 2,58.

Khi lưu huỳnh tham gia phản ứng với
kim loại hoặc hidro, số oxi hoá của lưu huỳnh từ 0 sẽ giảm xuống – 2.

Khi lưu huỳnh tham gia phản ứng với
những phi kim hoạt động mạnh hơn, như oxi, clo, flo,…,
số oxi hoá của lưu huỳnh từ 0 tăng lên +4 hoặc +6.

Như vậy, đơn chất
lưu huỳnh khi tham gia phản ứng hoá học, số oxi hoá của nó có thể giảm hoặc
tăng. Ta nói, lưu huỳnh có tính oxi hoá
và tính khử.

Sau đây, là một số
thí dụ minh hoạ tính chất hoá học của lưu huỳnh.

1. Lưu huỳnh tác dụng với kim loại và hidro

Ở nhiệt độ cao, lưu huỳnh tác dụng
với nhiều kim loại tạo ra muối sunfua và với khí hidro tạo thành khí
hidro sunfua.

                                                   
Xem thí nghiệm

                                                      
Xem thí nghiệm

Thuỷ ngân tác dụng với S ở ngay
nhiệt độ thường:

                                               

Trong những phản ứng hoá học này, S
thể hiện tính oxi hoá, nó oxi hoá ,  thành
,
,
oxi hoá  thành .

2. Lưu huỳnh tác dụng với phi kim

Ở nhiệt độ thích hợp, lưu huỳnh tác
dụng với một số phi kim mạnh hơn như flo, oxi, clo…

                                                                  
Xem thí nghiệm

                                                              

Trong những phản ứng hoá học này, S
thể hiện tính khử, nó khử thành
khử
 thành
.

IV. ỨNG DỤNG CỦA LƯU HUỲNH

Lưu huỳnh có nhiều ứng dụng quan
trọng trong nhiều ngành công nghiệp:

-90% lượng lưu huỳnh khai thác được
dùng để sản xuất H2SO4.

-10% lượng lưu huỳnh còn lại được
dùng để lưu hoá cao su; sản xuất chất tẩy trắng bột giấy, diêm, chất dẻo ebonít,
dược phẩm, phẩm nhuộm, chất trừ sâu diệt nấm trong nông nghiệp…

V. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN VÀ SẢN XUẤT LƯU HUỲNH

Trong tự nhiên, lưu huỳnh có nhiều
ở dạng đơn chất, tạo thành những mỏ lớn trong vỏ Trái Đất. Ngoài ra, lưu huỳnh
còn có ở dạng hợp chất như các muối sunfat, muối sunfua…

Để khai thác lưu
huỳnh trong mỏ lưu huỳnh, người ta dùng thiết bị đặc biệt để nén nước siêu nóng
(1700C) vào mỏ làm lưu huỳnh nóng chảy và đẩy lên mặt đất. Sau đó lưu huỳnh được tách ra khỏi các tạp
chất.

Bài 31:

BÀI THỰC HÀNH SỐ 4

TÍNH CHẤT CỦA OXI, LƯU HUỲNH

 

I. NỘI DUNG THÍ NGHIỆM VÀ CÁCH TIẾN HÀNH

1. Tính oxi hoá của oxi

Đốt nóng một đoạn dây thép xoắn (có gắn mẩu than ở đầu để làm mồi) trên
ngọn lửa đèn cồn rồi đưa nhanh vào bình đựng khí oxi. Quan sát hiện
tượng viết phương trình hoá học và xác định vai trò các chất tham gia phản ứng.
Xem thí nghiệm sắt cháy trong oxi

2. Sự biến đổi trạng thái của lưu huỳnh theo
nhiệt độ

Đun nóng liên tục một ít lưu huỳnh
trong ống nghiệm trên ngọn lửa đèn cồn. Quan sát sự biến đổi trạng thái của lưu
huỳnh theo nhiệt độ.

Xem thí nghiệm

3. Tính oxi hoá của lưu huỳnh

Cho một ít hỗn hợp
bột sắt và bột lưu huỳnh vào đáy ống nghiệm.

Đun nóng ống
nghiệm trên ngọn lửa đèn cồn cho đến khi phản ứng xảy ra.

Quan sát hiện tượng, viết phương
trình hoá học và xác định vai trò các chất tham gia phản ứng.

Xem
thí nghiệm

4. Tính khử của lưu huỳnh

Đốt lưu huỳnh cháy
trong không khí rồi đưa vào bình đựng khí oxi.

Quan sát hiện tượng, viết phương
trình hoá học và xác định vai trò các chất tham gia phản ứng.

Xem
thí nghiệm

II. VIẾT TƯỜNG TRÌNH

Bài 32

HIDRO SUNFUA LƯU HUỲNH ĐIOXIT

LƯU HUỲNH TRIOXIT

 

A. HIDRO SUNFUA

I. TÍNH CHẤT VẬT LÝ

Hidro sunfua (H2S)
là chất khí không màu, mùi trứng thối và rất độc. Chỉ 0,1% H2S có trong không
khí đã gây nhiễm độc mạnh. Khí H2S hơi nặng hơn không
khí ,
hoá lỏng ở nhiệt độ -600C, tan ít trong nước (ở 200C và 1
atm, khí H2S có độ tan là 0,38g trong 100g nước).

II. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

1. Tính axit yếu

Hidro sunfua tan trong nước tạo thành dung dịch axit rất yếu (yếu
hơn axit cacbonic), có tên là axit sunfuhidric (H2S).

Axit sunfuhidric tác dụng với dung
dịch bazơ như NaOH, tạo nên 2 loại muối: muối trung hoà như Na2S chứa
ion S2- và muối NaHS chứa ion HS-.

2. Tính khử mạnh

Trong hợp chất H2S,
nguyên tố lưu huỳnh có số oxi hoá thấp nhất là -2.

Khi tham gia phản ứng hoá học, tuỳ
thuộc vào điều kiện của phản ứng mà nguyên tố lưu huỳnh có số oxi hoá -2 (), hoặc lưu huỳnh có số oxi hoá +4 (), hoặc lưu huỳnh có số oxi hoá +6 ().

Người ta nói: HCTS – LHC sunfua có
tính khử mạnh (dễ bị oxi hoá).

Những phản ứng hoá học chứng minh
tính khử của hidro sunfua:

a. Trong những điều kiện bình
thường, dung dịch H2S tiếp xúc với oxi của không khí, dần trở lên vẩn
đục màu vàng do H2S bị oxi
hoá :

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

Nếu đốt cháy khí H2S ở
nhiệt độ không cao hoặc thiếu oxi, khí H2S bị oxi hoá thành lưu huỳnh
tự do, màu vàng (hình 6.4). Xem
thí nghiệm

III. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN VÀ ĐIỀU CHẾ

1. Trong tự nhiên, hidro sunfua có
trong một số nước suối, trong khí núi lửa và bốc ra từ xác chết của người và
động vật…

2. Trong công nghiệp, người ta
không sản xuất khí hidro sunfua. Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế bằng
phản ứng hoá học của dung dịch axit clohidric với sắt (III) sunfua.

FeS + 2 HCl   ®    FeCl2
+ H2S↑

B. LƯU HUỲNH ĐIOXIT

I.TÍNH CHẤT VẬT LÝ

Lưu huỳnh đioxit (SO2)
(khí sunfurơ) là chất khí không màu, mùi hắc, nặng hơn không
khí , hoá lỏng ở
-100C, tan nhiều trong nước (ở 200C, 1 thể tích nước hoà
tan được 40 thể tích khí SO2). Lưu huỳnh đioxit khí
độc, hít thở phải không khí có khí này gây viêm đường hô hấp.

II – TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

1. Lưu huỳnh đioxit là oxit axit

           
SO2 tan trong nước tạo thành dung dịch axit sunfurơ H2SO3

SO2
+ H2O                 
 H2SO3

 

Axít sunfurơ là axít yếu (mạnh hơn
axit sunfuhiđric và axit cacbonic) và không bền, ngay trong dung dịch H2SO3
cũng bị phân huỷ thành SO2 và H2O. SO2 tác dụng với dung dịch bazơ như NaOH, tạo nên 2
loại muối: Muối trung hoà như Na2SO3 (chứa ion sunfit
SO) và
muối axit như NaHSO3, (chứa ion hiđrounfit HSO).

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

a. Lưu huỳnh đioxit là chất khử

           
Khi dẫn khí SO2 vào dung dịch brom có màu vàng nâu nhạt, dung dịch
brom bị mất màu:

               
+4           
0                                        
-1           
+6

SO2 + Br2
+ 2H2O  
® 
 1HBr + H2SO4

           

Xem thí nghiệm

b) Lưu huỳnh đioxit là chất oxi hoá

           
Khi dẫn khí SO2 vào dung dịch axít sunfuhiđric H2S, dung
dịch bị vẩn đục màu vàng:

SO2
đã oxi hoá H2S thành S.
Xem thí nghiệm

II. ỨNG DỤNG VÀ ĐIỀU CHẾ LƯU HUỲNH ĐIOXIT

1. Ứng dụng

           
Lưu huỳnh đioxit được dùng để sản xuất H2SO4 trong công
nghiệp, làm chất tẩy trắng giấy và bột giấy, chất chống nấm mốc lương thực, thực
phẩm… Xem thí nghiệm

SO2 làm nhạt màu cánh hoa

2. Điều chế lưu huỳnh đioxit

           
– Trong phòng thí nghiệm, SO2 được điều chế bằng cách đun nóng dung
dịch H2SO4
với muối Na2SO3 (hình 6.5).

Hình 6.5. Điều chế SO2 trong phòng thí nghiệm. Xem
thí nghiệm

Na2SO3 + H2SO4
––> Na2SO4 + H2O + SO2

           
– Trong công nghiệp, SO2 được sản xuất bằng cách đốt S hoặc quặng
pirit sắt:

4FeS2
+ 11O2  2Fe2O3 + 8SO2

C – LƯU HUỲNH TRIOXIT

I. TÍNH CHẤT

           
Lưu huỳnh trioxit (SO3) là chất lỏng không màu (tnc = 170C)
tan vô hạn trong nước và trong axit sunfuric.

Lưu
huỳnh trioxit là oxit axit, tác dụng rất mạnh với nước tạo ra axit sunfuric:                 
SO3 + H2O ® H2SO4

Lưu
huỳnh trioxit tác dụng với dung dịch bazơ và oxit bazơ tạo muối sunfat.

II – ỨNG DỤNG VÀ SẢN XUẤT

Lưu
huỳnh trioxit ít có ứng dụng thực tế, nhưng lại là sản phẩm trung gian để sản
xuất axit sunfuric.

Trong
công nghiệp, người ta sản xuất lưu huỳnh trioxit bằng cách oxi hoá lưu huỳnh
đioxit (xem trang 142).

 

Bài 33:                       

AXIT SUNFURIC

MUỐI SUNFAT

 

I – AXIT SUNFURIC

1. Tính chất vật lý

Hình 6.6. Cách pha loãng axít H2SO4
đặc

Axit sunfuric (H2SO4)
là chất lỏng sánh như dầu, không màu, không bay hơi, nặng gần gấp 2 lần nước (H2SO4
98% có D = 1,84 g/cm3).

H2SO4 tan vô
hạn trong nước và toả nhiệt rất nhiều nhiệt. Nếu ta rót nước vào H2SO4,
nước sôi đột ngột và kéo theo
những giọt axit bắn ra xung quanh gây nguy hiểm. Vì vậy, muốn
pha loãng axit H2SO4
đặc, người ta phải rót từ từ axit vào nước và khuấy nhẹ bằng đũa thuỷ tinh mà
không được làm ngược lại.

2. Tính chất hoá học

a. Tính chất của dung dịch axit sunfuric loãng

              Dung dịch axit sunfuric loãng có những tính chất chung của axit, đó là:

                    –   Đổi màu quỳ tím thành đỏ.

                    –  
Tác dụng với kim loại hoạt động, giải
phóng khí hiđro.

                    –  
Tác dụng với oxit bazơ và với bazơ.

                    –  Tác dụng được với nhiều muối.

                (Đã học ở chương 1 Hoá học lớp 9)

b. Tính chất của axit sunfuric đặc

           
Axit sunfuric đặc có những tính chất hoá học đặc trưng sau:

           
– Tính ôxi hoá mạnh:

           
Axit sunfuric đặc, nóng có tính oxi hoá rất mạnh, nó oxi hoá được hầu hết các
kim loại (trừ Au, Pt), nhiều phi kim (C, S, P,…) và
nhiều hợp chất:

              
   
+6             0                  
+2                         +4

 2H2SO4
+ Cu  ––> CuSO4 + H2O + SO2

                  
+6          
0              
+4                          
      

 2H2SO4
+ S  ––> 3SO4 + 2H2O

                  
+6                  -1                         0                                  +4                       
      

 2H2SO4
+ 2KBr  ––> Br + SO2 + 2H2O + K2SO2

– Tính háo nước. Xem
thí nghiệm.

Axit
sunfuric đặc hấp thụ mạnh nước. Nó cũng hấp thụ nước từ các hợp chất từ các hợp
chất gluxit(1). Thí dụ, nhỏ H2SO4
đặc vào đường saccarozơ (hình 6.7).

Hình 6.7 H2SO4 đặc tác dụng với đường. Xem
thí nghiệm

 

 

C12H22O11

12C + 11H2O

 

 
 

H2SO4 đặc

 
 

           
Tiếp theo, một phần cacbon bị H2SO4
đặc oxi hoá thành khí CO2 cùng với SO2
cùng với SO2 bay lên làm sủi bọt, đẩy cacbon trào ra ngoài cốc.

                       
C + 2H2SO4 ® CO2 + 2SO2 + 2H2O

           
Da thịt tiếp xúc với H2SO4 đặc sẽ bi bỏng rất nặng, vì vậy
khi sử dụng axit sunfuric phải hết sức thận trọng.

3. Ứng dụng

           
Axit sunfuric là hoá chất hàng đầu được dùng trong nhiều ngành sản xuất. Hàng
năm, các nước trên thế giới sản xuất khoảng 160 triệu tấn H2SO4.

           
Axit sunfuric được dùng để sản xuất phân bón, thuốc trừ sâu, chất giặt rửa tổng
hợp, tơ sợi hoá học, chất dẻo, sơn màu, phẩm nhuộm, dược phẩm, chế biến dầu
mỏ…

4. Sản xuất axit
sunfuric

           
Axit sunfuric được sản xuất trong công nghiệp bằng phương pháp tiếp xúc. Phương
pháp này có 3 công đoạn chính. Xem minh họa
ở đây

a. Sản xuất
lưu huỳnh đioxit (SO2)

           
Phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu có sẵn, người ta đi từ nguyên liệu ban đầu là
lưu huỳnh hoặc pirit sắt FeS2…

           
– Đốt cháy lưu huỳnh:

                                   
S + O2   SO2    
Xem thí nghiêm

           
– Đốt quặng pirit sắt FeS2:

                                   
4FeS2 + 11O2 2Fe2O3
+ 8SO2

b. Sản xuất lưu huỳnh trioxit (SO3)

           
Oxi hoá SO2 bằng khí oxi hoặc không khí dư ở nhiệt độ 450 – 5000C,
chất xúc tác là vanađi(V) oxit V2O5:

                       
2SO2 + O2­  2SO3

c. Hấp thụ SO3
bằng H2SO4

           
Dùng H2SO4 98% hấp thụ SO3, được oleum H2SO4
.nSO3:

                       
H2SO4 + nSO3 ® H2SO4 .nSO3

           
Sau đó dùng lượng nước thích hợp pha loãng oleum, được H2SO4
đặc:

H2SO4
.nSO3 + nH2O ®  (n + 1) H2SO4

II. MUỐI SUNFAT. NHẬN BIẾT ION SUNFAT

1. Muối sunfat

           
Muối sunfat là muối của axir sunfuric.
Có 2 loại muối sunfat:

           
– Muối trung hoà (muối sunfat) chứa ion sunfat SO.
Phần lớn muối sunfat đều tan trừ BaSO4, SrSO4, PbSO4
không tan.

           
– Muối axit (muối hiđrosunfat) chứa ion hiđrosunfat HSO

2. Nhận biết ion sunfat

           
Thuốc thử nhận biết ion sunfat SOlà
dung dịch muối bari. Sản phẩm phản ứng là
bari
sunfat BaSO4 kết tủa trắng, không tan trong axit.

           

Xem
thí nghiệm nhận biết muối sunfat

                       
H2SO4
+ BaCl2 ® BaSO4 ¯ + 2HCl

                       
Na2SO4 + Ba(OH)2 ® BaSO4 ¯ + 2NaOH

          

Xem
thí nghiệm nhận biết axit sunfuric

 

Bài 34:

LUYỆN TẬP

OXI VÀ LƯU HUỲNH

 

A- KIẾN THỨC CẦN NẮM VỮNG

I – CẤU TẠO, TÍNH CHẤT CỦA OXI VÀ LƯU HUỲNH

1. Cấu hình electron của nguyên tử

           
– Nguyên tử oxi có 2 lớp electron, lớp ngoài cùng có 6e được phân thành 2 phân
lớp: Phân lớp 2s có 2e, phân lớp 2p có 4e: 1s22s22p4.

           
– Nguyên tử lưu huỳnh có 3 lớp electron, lớp ngoài cùng có 6e được phân thành 2
phân lớp: Phân lớp 3s có 2e, phân lớp 3p có 4e: 1s22s22p63s23p4.

2. Độ âm điện

           
– Độ âm điện của nguyên tử oxi là 3,44 (chỉ đứng sau F có độ âm diện là 3,98)

           
– Độ âm điện của nguyên tử lưu huỳnh là 2,58.

3. Tính chất hoá học

           
Từ những đặc điểm về cấu tạo nguyên tử và giá trị độ âm điện của oxi và lưu
huỳnh, ta có thể suy ra:

a) Oxi và lưu huỳnh là những nguyên tố phi
kim có tính oxi hoá mạnh, trong đó oxi là chất oxi hoá mạnh hơn lưu huỳnh.

           
– Oxi hoá hầu hết các kim loại, nhiều phi kim
và nhiều hợp chất hoá học.

           
– Lưu huỳnh oxi hoá nhiều kim  loại, một số phi kim.

b) Khác với oxi, lưu huỳnh còn thể hiện
tính khử khi tác dụng với những nguyên tố có độ âm điện lớn hơn như O, F.

Bảng dưới
đây giới thiệu tóm tắt cấu tạo và tính chất hoá học của 2 nguyên tố oxi và lưu
huỳnh.

Nguyên tố

Tính
chất

O

S

Cấu hình electron nguyên tử

1s22s22p4

1s22s22p63s23p4

Độ âm điện

3,44

2,58

Tính chất hoá học

Tính oxy hoá mạnh

Tính oxy hoá mạnh tính khử

II. TÍNH CHẤT CÁC HỢP CHẤT CỦA LƯU HUỲNH

1. Hiđro sunfua

           
– Dung dịch hiđro sunfua(H2S)
trong nước có tính axit yếu (axit sunfuhiđric).

           
– H2S có tín khử mạnh, khi tham gia phản ứng nó có thể bị oxi hoá
thành  hoặc …

2. Lưu huỳnh đioxit

           
–
SO2 là oxit axit, tác dụng với H2O tạo thành dung dịch axit sunfurơ H2SO3.

           
– SO2 có tính oxi hoá khi tác dụng với chất khử mạnh hơn.

           
– SO2 có tính khử khi tác dụng với chất oxi mạnh hơn.

3. Lưu huỳnh trioxit và axit sunfuric

– SO3 là oxit axit, tác
dụng với H2O tạo thành dung dịch axit sunfuhiđric.

           
– Dung dịch H2SO4 loãng có tính chất chung của axit (Những tính chất nào? Viết phương trình hoá học).

           
– H2SO4 đặc có có những tính chất hoá học đặc biệt:

           
Tính oxi hoá rất mạnh: Oxi hoá học được hầu hết các kim
loại, nhiều phi kim và nhiều hợp chất vô cơ, hữu cơ.

           
Tính háo nước: H2SO4 có thể hấp thụ H2O của các
hợp chất vô cơ, hữu cơ. Tính chất các hợp chất của lưu huỳnh được tóm tắt trong
bảng dưới đây:

 

Trạng thái oxi hoá

-2

+4

+6

 

 

Hợp chất

H2S

SO2

SO3, H2SO4

 

Tính chất

Tính khử

Tính khử

Tính oxi hoá

Tính oxi hoá

 

Bài 35:

BÀI THỰC HÀNH SỐ 5

TÍNH CHẤT CÁC HỢP CHẤT CỦA LƯU HUỲNH

 

I. NỘI DUNG THÍ NGHIỆM VÀ CÁCH TIẾN HÀNH

1. Điều chế và chứng minh tính khử của hiđro sunfua

           
– Lắp dụng cụ điều chế H2S từ
FeS và dung dịch HCl (hình 6.8).

           
– Đốt khí hiđro sunfua thoát ra từ ống vuốt nhọn.

           
– Xem thí nghiệm

            Quan sát hiện tượng, viết phương trình hoá học, xác định vai trò các chất tham
gia phản ứng.

2. Tính khử của lưu huỳnh đioxit

           
Dẫn khí lưu huỳnh đioxit vào dung dịch brom. Xem
phản ứng tương tự

Quan sát hiện tượng, viết phương
trình hoá học, xác định vai trò các chất tham gia phản ứng.

3. Tính oxi hoá của lưu huỳnh đioxit

           
– Dẫn khí H2S điều chế ở trên vào nước, được dung dịch axit
sunfuahiđric.

        

  
– Dẫn khí SO2 vào dung dịch H2S.

           
– Xem thí nghiệm

Quan sát
hiện tượng, viết phương trình hoá học, xác định vai trò các chất tham gia phản
ứng.

4. Tính oxi hoá của axit
sunfuaric đặc

           
Nhỏ vài giọt axit sunfuaric đặc vào ống nghiệm (phải hết sức thận trọng).
Cho một vài lá đồng nhỏ vào ống nghiệm, đun nóng nhẹ.

Xem thí nghiệm

Quan sát
hiện tượng, viết phương trình hoá học, xác định vai trò các chất tham gia phản
ứng.

II. VIẾT TƯỜNG TRÌNH