Giải bài tập Hóa 10 Bài 32: Hiđro sunfua - Lưu huỳnh đioxit. Lưu huỳnh trioxit

§32. HIĐRO SUNFUA, LƯU HUỲNH ĐIOXIT,
LƯU HUỲNH TRIOXIT
A. LÍ THUYẾT
I. HIĐRO SUNFUA
Tính chất vật lí
Hiđro sunfua PLS là chát khí, không màu, mùi trứng thôi và rát dộc. Khí H2S hơi nặng hơn không khí khoáng 1,17 lần, hóa lóng ở nhiệt dộ -6ũ"c, hóa rắn ớ -86"c, tan ít trong nước.
Tính chất hóa học
Tính axit yêu
Hiđro sunfua tan trong nước tạo thành dung dịch axil rút yêu (yêu hơn axit cacbonic), có tên là axil suufuhidric H2S.
Axit sunfuhidric tác dụng với dung dịch bazơ như NaOII, tạo nên 2 loại muôi: muôi trung hòa (sunĩua) và nniõi axil (hidrosunfua).
Tính li hử mạnh
Trong hợp chát HụS, nguyên tứ lưu huỳnh có số oxi hỏa thấp nhát là —2. Khi tham gia phản ứng hóa học, PI2S thề hiện tính khứ mạnh. Tùy theo tác nhân oxi hóa mà lưu huỳnh trong H2S có the bị oxi hóa thành s hoặc s hoặc S.
Những phản ứng hóa học chứng minh tinh khứ cua lìiđro sunfua:
Trong những điều kiện bình thường, dung dịch H-jS tiếp xúc với oxi
0
của không khí, dần trở nên van due màu vàng do IPS bị oxi hóa thành s :
2H, s + CL ->2H.,0 +2S
Khi đêứ cháy H2S trong không khi, khí H2S cháy với ngọn lứa màu xanh nhạt; H2S bị oxi hóa thành so2:
2H.2 S +3 O-2 —-—> 2H,0 + 2 SO2 Chú ý'. Nếu dot cháy khí H2S ở nhiệt độ không cao hoặc thiếu oxi, khí H2S bị oxi hóa thành lưu huỳnh tự do, màu vàng.
Trạng thái tự nhiên và diếu chế
Trong tự nhiên, hiđro sunfua có trong một sô nước suôi, trong khí núi lửa và bôc ra từ xác chết cứa người và dộng vật,...
Trong công nghiệp, người ta không san xuất khí hiđro sunfua. Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế bằng phàn ứng hóa học cúa dung dịch axit clohiđric với sắt (II) sunfua:
FeS + 2HC1 -> Fed, + H,ST II. LƯU HUỲNH ĐIOXIT
Tính chất vật lí
Lưu huỳnh đioxit (khí sunfuro') là chất khí không màu, mùi hắc, nặng hơn không khí hai lần, hóa lỏng ớ -10"C, tan nhiều trong nước. Lưu huỳnh đioxit là khí độc.
Tính chất hóa học
Lưu huỳnh đioxit lù nxit axil
so, tan trong nước tạo thành dung dịch axit sunfuro' IT,SO;i:
SO, + H,0 —- -•> H,so,
Axit sunfuro' là axit yếu và không bền (dung dịch Il,SO;i dè dàng bị phản hủy thành so, và H,O).
SO, tác dụng với dung dịch bazơ như NaOH, tạo nên 2 loại muôi: muối trung hòa và muối axit:
SO, + 2NaOH -> Na,so:i + H,0 so.; + NaOH -> Naliso,
SO, tác dụng với oxit bazo' tạo thành muôi sunfit:
SO, + CaO -> CaSO
Lưu huỳnh đioxit là chất kht’i cù là chất oxi hóa
Lưu huỳnh đioxit là chất khứ:
Khi dẫn khí so, vào dung dịch hước brom có màu vàng nâu nhạt, dung dịch brom bị mat màu:
SO, + Br, + 2H,0 -> 2IIBr + H,SO4
Lưu huỳnh đioxit là chát oxi hóa:
Khi dẫn khí so, vào dung dịch axit suníuhiđric Id,s, dung dịch bị vẩn đục màu vàng:
+4	-2	0
so, + 2H,S -> 3Sị + 211,0 vàng
ứng dụng và điều chế lưu huỳnh dioxit
a) ứng dụng
Lưu huỳnh dioxit được dùng để sail xua’t ILS0.1 trong công nghiệp, làm chất tẩy trắng giấy và bột giây, chất chông nám môc lương thực, thực phẩm,...
Điều chế lưu huỳnh đioxit
Trong phòng thí nghiệm, SO-2 được điều chế bằng cách đun nóng dung dịch H2SO4 với muôi Na2SO;j, K2SO3,...
Na2SO3 + H9SO4 —» Na2SO4 + H2O + SO2T
Trong công nghiệp, so2 được sản xuất bằng cách dot s hoặc quặng pirit sắt:
4FeS2 + 11O2 	—> 2Fe2O3 + 8SO2T
s + 02 	> so2
LƯU HUỲNH TRIOXIT
Tính chát
Lưu huỳnh trioxit (SO3) là chất lỏng không màu (tnc = 17°c, sôi ở 44,8°C), tan vô hạn trong nước và trong axit sunfuric.
Lưu hưỳnh trioxit là oxit axit, tác cỉụng rất mạnh với nước tạo ra axit sunfuric:
SO3 + H2O -> H2SO4
Lưu huỳnh trioxit tác dụng với dung dịch bazo' và oxit bazơ tạo thành muôi sunfat.
Ung dụng và sản xuất
Lưu huỳnh trioxit ít có ứng dụng thực tế, nhưng nó lại là sản phẩm trung gian để sản xuât axit sunfuric.
Trong công nghiệp, người ta sản xuât lưu huỳnh trioxit bằng cách oxi hóa lưu huỳnh đioxit ở nhiệt độ cao (450ưC) và có xúc tác (V2O.r,)
2SO2 + 02 2SO3 450°C
B. BÀI TẬP
Lưu huỳnh dioxit có thể tham gia những phởn ứng sau:
SO2 + Br> + 2H2O 2HBr + H2SO 4	(1)
so2 + 2H-,S ->3S + 2H>0	(2)
Câu nào sau đây diễn tá không đúng tinh chất ciia các chất trong những phản ứng trên?
Phản ứng (1): SO2 là chất khử, Br> là chất oxi hóa.
Phản ứng (2): SO> là oxi hóa, H>S là chắt khít.
c. Phản ứng (2): SO2 vừa là chất khử, vừa lò chắt oxi hóa.
D. Phản ứng (1): Br2 là chất oxi hóa, phản ứng (2): H>S là chất khử.
Giải
Câu c không đúng vì: Ở phản ứng (2): so2 đóng vai trò chát oxi hóa +4	0
( s -> S)
Đáp án c
Hãy ghép cặp chắt và tinh chất của chất sáo cho phù hợp:
Các chất
Tinh chất của chất
s	a) có tinh oxi hóa
SO-Ị	b) có tinh khử
c. H2S
có tinh oxi hóa và tính khử
D. H2SO4	d) chất khi, có tinh oxi lióa và tính khử
A - e; B - đ; c - b; ĩ) - a.
Cho phản ứng hóa học:
H2S + 4Cl2 + 4H20 -> H2SO4 + 8HCI Câu nào sau dây diễn tả đúng tinh chất các chất phăn ứng?
H2S là chất oxi hóa, Cl-2 là chất khử.
H2S là chất khử, H20 là chất oxi hóa. c. Cl2 là chất oxi hóa, H20 là chất khử.
D. Cl2 là chất oxi hóa, H2S là chất khứ.
Giải
0-1
Trong phản ứng trên clo (Cla) là chát oxi hóa (Cl —> Cl); H,s là chát khử -2	+4
vì ( s -> s ).
Đáp án D
Hãy cho biết những tinh chất hóa học đặc trưng của:
Hidro sun/ua.
Lưu huỳnh dioxit.
Dẫn ra những phản ứng hóa học để minh họa.
Giải
so2 + 2H,S -> 3 s + 2H,0
Dẫn khi so2 vào dung dịch KMnOí màu tim, nhận thấy dung dịch bị mất máu vì xăy ra phan ứng hóa học sau:
SO-2 + KMnO, + H20 -> K2SO., + MnSOi + H2SỌ.,
Hãy cân bằng phương trình hóa học trên bằng phương pháp thăng bằng electron. ■
Hãy cho biết vai trò của so2và KMnOì trong phán ứng trên.
Giải
a) Cân bàng phản ứng:
S02 + KMnO,, + H,0 ->
+G
K2ỒO4+
MnSO,, + H,so„
+4	+6
5 X s -» s +2e : sự oxi hóa +7	+2
2 X Mn + 5e -> Mn : sự khử =>	5SO-2 + 2KMnO, + 211,0 -> K,so, + 2MnS0„ + 2H,S0,
6.
b) so,: là chât khứ; KMnOp là chát oxi hóa
huỳnh dioxit cà
phá hiiy những
(lãn ra phán ứng
Bồng phởn ứng hỏa học nào có thè chuyến hóa lưu huỳnh thành hiu ngược lại lưu huỳnh đioxit thành lưu huỳnh?
Khi lưu huỳnh đioxil là một trong nhưng khi gáy mưa axil. Mưa axil công trình được xây dựng hàng dá. thép.
Tinh chất nào cùa khi SOưtà húy hoại nhưng cõng trinh này? Hãy hóa học dế chứng minh.
Giải
Phản ứng: s + 0, —> so,
so, + 2H,S -> 3S + 2H,0
Tính khử của so,.
so, do các nhà máy thái vào khí quyển. Nhờ xúc tác là oxit kim loại có trong khói bụi cùa nhà máy, 11Ó bị 0, cùa không khí oxi hóa thành SO;,:
2S0, + 0, -> 2S0;'ị
so.-i tác dụng với nước mưa tạo ra H,SO|. Axit I-I,so.| tan trong nước mưa tạo ra mưa axit.
Hãy dằn ra những phán ưng hóa học để chưng minh rang lưu liuýnh dioxit cà lưu huỳnh trioxit là những oxit axit.
so, là oxit axit vì:
so, tan trong nước tạo ra axit yếu suníiirơ.
so, + H,0 H,SO;i
Tác dụng với bazo' tạơ: muối.trung hòa và muối axit.
so, + 2NaOH -> Na,so.i + H,0
+ NaOH -> Nalĩsọ,
Sơ.-Ị là oxit axit vì:
SO3 tan trong nước tạo dung dịch axit sunfuric.
SO;, + H,0 	-> H,so.,
Tác dụng với kiềm tạo muôi trung hòa và muối axit.
SO;, + 2NaOH Na,so., + H,0
+ NaOH -> Nal-ĩso.,.
Cho hồn hợp gồm Ke ca KeS tác dụng cái dung dịch HCl ídư). thu dược 2,464 lit hỗn hợp khi (dktch Cho hồn hạp khi này di qua dung dịch PHNOiự <dư). thu dược 23,9g kết tua màu đen.
a) Viết phương trinh hóa học ciia các phán ứng dã xảy ra.
bt Hồn hạp khi thu dược gồm nhưng khi nào? Thế tích mồi khi là bao nhiêu tdktcì?
Tính khối lựợng ciia Ke cà KcS có trong hồn hợp ban dầu.
Giải
a) Các phản ứng xảy ra:
Fe +
2HC1 FeCk
+ HẬ
(1)
(mol) X ->
X
FeS +
2HC1 -> FeCl,
+ H2S
(2)
(mol) y —>
y
H.,s +
Pb(NO:i)2 ->
PbSị + 2HN0.-J
(3)
(moi) 0,1
<—
0,1
Thể tích mỗi khí (ớ đktc).
Gọi X, y lần lượt là số moi cùa Fe và FeS.
23 9
Ta có: liphs =	= 0,1 (mol)
239
nkl ■ =	2^ 464	_ Q 11 (mol)
22,4
Hỗn hợp khí thư được gồm H2 và IPS Từ (3): nHjS = y = 11|.|,H = O.lmol	(*)
Từ (1), (2) ta có: X + y = 0,11	(**)
Từ (*) và (**) => X = 0,01; y = 0,1 Vậy v„2 = 0,01 X 22,4 = 0,224 (lít);
VH.,S = 22,4 X 0,1 = 2,24 (lít).
Khôi lượng Fe và FeS trong hỗn hợp đầu.
Từ (1): nFe - nH = 0,01 mol => mp,, = 0,01 X 56 = 0,56 (gam).
Từ (2):	= nHjS = 0,1 mol => m|.',,s = 0,1 X 88 = 8,8 (gam).
Đốt cháy hoàn toàn 2,04g họp chut A, thu được l.OSg Iíơ cù 1.34 u SO-> tdhtci.
Hãy xác định công thức phán tử Clio họp chốt ,4.
Dần toàn bộ lượng hợp chát 4 nói trên (lì (ỊU(I (lung (lịch axit sun/uric (lọc thấy có hết hid màu cùng xuất hiện.
Hãy giúi thích hiện tượng cà ciêt phương trinh hóa học CÚII phán ứng xúy ra.
Tinh lìhối lượng chát hốt túa thu dược.
Giải
Xác định công thức phân tứ cứa A.
Vì (A) cháy tạo ra H20 và S02 => A chứa H, s và có thế có oxi. Gọi công thức tổng quát cùa (A): HXSVOZ (z có thế bằng 0).
Ta có:	1ÌH o = \	= 0,06 ímol) => ni|| - 0,06 X 2 - 0.12(g)
2 18
Và	nso =	=0,06 (mol)
-	22,4
=>	m.s = 0,06 X 32 = l,92lg).
=>	m<) = mA - (ni|| + ms) = 2,04 - (0,12 + 1,92) = 0
Do đó (A) không chứa oxi. Công thức của (A) viết lại: HxSy.
Ta cố tỉ ỉệ: x:ỹ= ạt	« kg : Ị2.2:1
1	32	1	32
Vậy công thức phân tử của (A): H2S
- Kết tủa vàng chính là lưu huỳnh.
- Phản ứng: 3H2S + H2SO.| -> 4Sị + 4H2O	(1)
Do H2S có tính khử mạnh, nó khử H2SO,t tạo s.
_	2.04
Ta có: nH s =	’	= 0,06(mol)
-	34
Từ (1) => ns = 0,06 X I = 0,08 (mói)
3
Vậy	ms = 0,08 X 32 = 2,56 (gam).
lơ. Hấp thụ hoàn toàn 12,8 g SOj vào 250 Dll dung dịch NaOIl ỈM.
Viết phương trình hóa học của các phàn ứng có thểxáy rci.
Tinh khối lượng muối tạo thành sau phản ứng.
Giải
Ta có: nso =	= 0,2 (mol)
2	64
và	nNaon = 0,25 X 1 = 0,25 (moi)
Vì 1 Khi dẫn khí SO-2 vào dung dịch
nso2 0,2
NaOH thì tạo hai muối: NaHSO.i và Na2SO,Ị. a) Phản ứng xảy ra.
so2 + 2NaOH -> Na2SO;j + H2O (1)
(mol) X —>	2x	X
so2 + NaOH -> NaHSO.-Ị	(2)
(mol) y ->	y • y
b) Tính khối lượng muối tạo thành.
Gọi X, y lần lượt là sô mol so2 tham gia phản ứng (1) và (2).
Theo đề bài, ta có hệ phương trình: -j t O’~
[2x + y = 0,25
Giải hệ ta được: X = 0,05, y - 0,15 Vậy: mNa2s0;ỉ = 0,05 X 126 = 6,3 (gam) và mNaHSO:i = 0,15 X 104 = 15,6 (gam).