1. Tóm tắt lý thuyết
1.1. Hiđro sunfua
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: 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:
+ 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
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
Hình 1: Đốt khí H2S trong điều kiện thiếu Oxi
- 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
1.2. Lưu huỳnh đioxit (SO2)
Hình 2: Cấu tạo phân tử SO2
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 -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.
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:
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...
Hình 3: Dây chuyền sản xuất axit sunfuric
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 → SO2
4FeS2+ 11O2 → 2Fe2O3+ 8SO2
d. Tổng quát về SO2
Hình 5: Sơ đồ tư duy về lưu huỳnh đioxit (SO2)
1.3. Lưu huỳnh trioxit (SO3)
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