Ly thuyet chuong oxi luu huynh

Lý thuyết chương Oxi – Lưu huỳnh

Trung tâm BDVH<ĐH HOA SEN – Tân Bình – TP.HCM

CHƯƠNG VI: OXI – LƯU HUỲNH
BÀI 1. OXI – OZON
A. OXI
I. TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA OXI
1. Tác dụng với kim loại
t
VD: 2Mg + O2 →
2MgO Magie oxit
t
4Al + 3O2 →
2Al2O3
Nhôm oxit
t
3Fe + 2O2 →
Fe3O4 Oxit sắt từ (FeO, Fe2O3)
2. Tác dụng với phi kim
t
S + O2 →
SO2
t
C + O2 →
CO2
t
N2 + O2 →
2NO t0 khoảng 30000C hay hồ quang điện
3. Tác dụng với H2 (theo tỉ lệ 2 :1 về số mol), t0
o

o

o

o

o

o

t
2H2 + O2 →
2H2O
o

4. Tác dụng với hợp chất
2SO2

+

V2O5 4500C

O2

2SO3

t
CH4
+ 2O2 →

CO2 + 2H2O
II. ĐIỀU CHẾ
1. Trong phòng thí nghiệm
- Đun nóng KMnO4 hoặc KClO3 với chất xúc tác là MnO2
t
2KClO3 →
2KCl + 3O2
t
KmnO4 →
K2MnO4 + MnO2 + O2
- Phân hủy hiđro peoxit ( H2O2) với chất xúc tác là MnO2
xúctácMnO2t
H2O2 
 → O2 + 2H2O
2. Trong công nghiệp
- Từ không khí: Chưng cất phân đoạn không khí hóa lỏng, thu được oxi ở - 1830C.
o

0

0

o

- Từ nước: Điện phân nước
t
H2O đp,


→ O2 + 2H2O

o

B. OZON
- O3 có trên tầng cao khí quyển và được tạo thành sau phản ứng:
,t
3O2 UV

→ 2O3
- O3 là một trong những chất có tính oxi hóa rất mạnh và mạnh hơn O2
o

GV: Đinh Thị Hồng Nga (0909.898.429)

1


Lý thuyết chương Oxi – Lưu huỳnh

Trung tâm BDVH<ĐH HOA SEN – Tân Bình – TP.HCM

- O3 oxi hóa hầu hết các kim loại ( trừ Au và Pt ). Ở điều kiện bình thường O2 không oxi
hóa được Ag, nhưng O3 oxi hóa Ag thành Ag2O.
- O2 không oxi hóa được ion I- trong dung dịch, nhưng O3 oxi hóa ion I- thành I2.
t
2KI + O3 + H2O →
I2 + 2KOH + O2

BÀI 2: LƯU HUỲNH

S

32
16
Cấu hình e: 1s22s22p63s23p4
Độ âm điện: 2,58
I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ CỦA LƯU HUỲNH
1. Hai dạng thù hình của lưu huỳnh
- Lưu huỳnh tà phương Sα
- Lưu huỳnh đơn tà Sβ
+ Đều cấu tạo từ ca vòng S8
+ Sβ bền hơn Sα
+ Khối lượng riêng Sβ nhỏ hơn Sα
+ Nhiệt động nóng chỷa Sβ lớn hơn Sα.
2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với cấu tạo phân tử và tính chất vật lí:
N. độ

Trạng thái

Màu

<1130

Rắn

Vàng

S8,m.vòng tt Sβ-Sα

1190

Lỏng

Vàng

S8, m.vòng tt linh động

>187

0

Quánh

Cấu tạo phân tử

Nâu đỏ S8 vòng → chuỗi
S8 → Sn

0

>445
14000
17000

Hơi
Hơi
Hơi

Da cam S6, S4
S2
S

II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC
1. Lưu huỳnh tác dụng với kim loại và hiđro:
0
0 t0 +3 -2
2Al + 3S2 → Al2S3

GV: Đinh Thị Hồng Nga (0909.898.429)

2


Lý thuyết chương Oxi – Lưu huỳnh

0
H

Trung tâm BDVH<ĐH HOA SEN – Tân Bình – TP.HCM

0 t0 +1 -2
+ S2 → H2S

- Trong các phản ứng này lưu huỳnh có thể hiện tính oxi hoá:
0
0
-2
S + 2e → S
2. Lưu huỳnh tác dụng với phi kim:
0
0 t0 +4 -2

S + O2 → SO2
0
S

0
+6 -1
+ 3F2 → SF6

- Trong các phản ứng này lưu huỳnh thể hiện tính khử: S → S + 4e.
S → S + 6e.
Kết luận: Lưu huỳnh vừa có tính oxi hoá , vừa có tính khử.
III. ỨNG DỤNG CỦA LƯU HUỲNH
HS nghiên cứu các ứng dụng của lưu huỳnh trong SGK
IV. SẢN XUẤT LƯU HUỲNH
1. Phương pháp vật lí
- Dùng khai thác lưu huỳnh dạng tự do trong lòng đất.
- Dùng hệ thống thiết bị nén nước siêu nóng (1700C) vào mỏ lưu huỳnh để đẩy lưu huỳnh
nóng cháy lên mặt đất.
2. Phương pháp hoá học
+ Đốt H2S trong điều kiện thiếu không khí.
2H2S + O2 → 2S + 2H2O
+ Dùng H2S khử SO2
2H2S + SO2 → 3S + 2H2O
- Thu hồi 90% lượng lưu huỳnh trong các khí thải độc hại SO2, H2S.
- Bảo vệ môi trường,c hống ô nhiễm không khí.

BÀI 3: HIĐRO SUNFUA, LƯU HUỲNH ĐIOXIT,
LƯU HUỲNH TRIOXIT
A. HIĐRO SUNFUA
I. CẤU TẠO PHÂN TỬ

- Tương tự cấu tạo của H2O.
+ Liên kết H - S: Cộng hoá trị có cực.
GV: Đinh Thị Hồng Nga (0909.898.429)

3


Lý thuyết chương Oxi – Lưu huỳnh

Trung tâm BDVH<ĐH HOA SEN – Tân Bình – TP.HCM

+ Số oxi hoá của S: - 2
II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ.
- HS ghi vở: Trạng thái, mùi, màu, độc tính? Nhẹ hay nặng hơn không khí? Nhiệt độ
nóng chảy, nhiệt độ sôi, độ tan.
III. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
1) Tính axit yếu
H2S + NaOH → NaHS + H2O
H2S + NaOH → Na2S + H2O
Sản phẩm muối tuỳ theo tỉ lệ mol H2S và NaOH phản ứng.
2) Tính khử mạnh:
- Do trong H2S lưu huỳnh có số oxi hoá thấp nhất (-2), nên H2S có tính khử mạnh.
2H2S + O2 → 2S + 2H2O
2H2S + 3O2 → 2SO2 + 2H2O
H2S + 4Br2 + 4H2O → H2SO4 + 8HBr
H2S + Cl2 (k) → 2HCl + S
Kết luận: H2S có tính axit yếu và tính khử.
IV. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN. ĐIỀU CHẾ.
* Nguyên tắc: Muối sunfua + axit.
FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S

Chú ý: axit là HCl, H2SO4 (1), không dùng các axit oxi hoá H2SO4(đ), HNO3
V. TÍNH CHẤT CỦA MUỐI SUNFUA
Công thức: M2Sn (M: kim loại, n: hoá trị)
+ Sunfua KL IA, IIA (trừ Be) vừa tan trong nước,vừa tan trong axit:
Na2S + 2HCl → 2NaCl + H2S ↑
+ Sunfua một số kim loại nặng như PbS, CuS, HgS, Ag2S không tan trong nước và cũng
không tác dụng với các axit HCl, H2SO4 loãng.
+ Sunfua của những kim loại còn lại như FeS, ZnS không tan trong nước nhưng tan được
trong các axit HCl, H2SO4 loãng:
ZnS + H2SO4 → ZnSO4 + H2S ↑
- Kết luận về màu sắc của một số sunfua: CdS vàng, HgS đỏ, PbS đen
B. LƯU HUỲNH ĐIOXIT (SO2)
1. Cấu tạo phân tử:
- Công thức cấu tạo:
GV: Đinh Thị Hồng Nga (0909.898.429)

4


Lý thuyết chương Oxi – Lưu huỳnh

..

..

S
O

Trung tâm BDVH<ĐH HOA SEN – Tân Bình – TP.HCM

hay

S

O

O

O

(a)
(b)
- Trong SO2 lưu huỳnh có số oxi hoá +4
(Công thức (b) thoả mãn quy tắc bát tử)
2. Tính chất vật lí
- Khí không mùa, mùi hắc, rất độc.
- Nặng hơn 2 lần không khí và tan nhiều trong nước. (dSO2/KK =

64
= 2,2)
29

3. Tính chất hoá học:
a) Lưu huỳnh đioxit là oxit axit.
- Tan trong nước tạo axit tương ứng.
SO2 + H2O → H2SO3(axit sunfurơ)
- Tính axit yếu (mạnh hơn axit H2S và axit cacbonic).
- Không bền, dễ phân huỷ tạo SO2 ngay trong dd.
- Có thể tạo 2 loại muối:
+ Muối trung hoà: Na2SO3, CaSO3…

+ Muối axit: NaHSO3, Ba(HSO3)2
SO2 + NaOH → NaHSO3
SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O
b) SO2 là chất vừa có tính khử vừa có tính oxi hoá
- Nguyên tố S trong SO2 có tính oxi hoá trung gian (+4)
+4
+6
S → S + 2e (tính khử)
+4
0
S + 4e → S

(tính oxi hoá)

→ SO2 vừa có tính khử vừa có tính oxi hoá.
* Lưu huỳnh đioxit là chất khử:
+4
0
-1
+6
SO2 + Br2 + 2H2O → 2HBr + H2SO4
* Lưu huỳnh đioxit là chất oxi hoá
SO2 + 2H2S → 3S↓ + H2O
GV: Đinh Thị Hồng Nga (0909.898.429)

5


Lý thuyết chương Oxi – Lưu huỳnh

Trung tâm BDVH<ĐH HOA SEN – Tân Bình – TP.HCM

4. Lưu huỳnh đioxit- chất gây ô nhiễm
- Sinh ra do sự cháy các nhiêu liệu hoá thạch → mưa axit → tàn phá công trình kiến trúc,
đất đai, sức khoẻ con người.
5. Ứng dụng và điều chế
a) Ứng dụng: (SGK)
b) Điều chế:
* Trong phòng TN: Phản ứng trao đổi
Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + SO2 + H2O
* Trong CN: phản ứng oxi hoá - khử
t0
S + O2
SO2
t0
4FeS2 + 11O2

2Fe2O3 + 8SO2

C. LƯU HUỲNH TRIOXIT: SO3 (Ahidrit sunfuric / lưu huỳnh (VI) oxit).
1. Cấu tạo phân tử.
- Cấu hình e ở trạng thái kích thích thứ hai 3s13p33d2.
3d2
3s
3p3
- Công thức cấu tạo
O

O

S

S
hay

O

O

O

O

(a)
(b)
- Lưu huỳnh có số oxi hoá cực đại +6
(Công thức b thoả mãn quy tắc bát tử).
2. Tính chất, ứng dụng và điều chế
a) Tính chất vật lí:
- Lỏng, không màu
- Tan vô hạn trong nước và trong H2SO4.
SO3 + H2O → H2SO4
nSO3 + H2SO4 → H2SO4.nSO3
(ôleum)
GV: Đinh Thị Hồng Nga (0909.898.429)

6


Lý thuyết chương Oxi – Lưu huỳnh

Trung tâm BDVH<ĐH HOA SEN – Tân Bình – TP.HCM

b) Tính chất hoá học;
SO3 là một oxit axit mạnh:
SO3 + MgO → MgSO4
SO3 + 2NaOH → Na2SO4 + H2O
c) Ứng dụng và điều chế:
- Ứng dụng: ít có ứng dụng thực tiễn.
- Điều chế:

5 ,t 0
2SO2 + O2 V2O
→ 2SO3.

BÀI 4: AXIT SUNFURIC H2SO4
I. Cấu tạo phân tử
- Công thức cấu tạo
H O

O

H O

S

O
S

hay

H O (a) O
H O (b) O
- Lưu huỳnh có số oxi hoá cực đại = +6 (công thức b thoả mãn quy tắc bát tử).
II. Tính chất vật lí
1) Lỏng, sánh, không màu, không bay hơi.
- t0s = 3370C, d = 1,86g/muối clorat
- Tan vô hạn trong nước và toả nhiều nhiệt.
- H2SO4 đặc rất háo nước và rất dễ hút ẩm.
2) Tính hoá nước
C12H22O11 + H2SO4(đ)→ C + H2SO4.nH2O
Cn(H2O)m → nC + mH2O
III. Tính chất hoá học
1) Tính axit của axit H2SO4 loãng
- Tác dụng với KL, oxit bazơ, bazơ, và muối.
H2SO4 + Fe

→ FeSO4 + H2 ↑

+ Na2O →
+ KOH →
+ NaxSO4 →
GV: Đinh Thị Hồng Nga (0909.898.429)

7


Lý thuyết chương Oxi – Lưu huỳnh

+ BaCl2

Trung tâm BDVH<ĐH HOA SEN – Tân Bình – TP.HCM

→

Kết luận: H2SO4 loãng thể hiện tính axit do H+.
2) Tính oxi hoá của axit H2SO4 đặc
a) Tác dụng với kim loại
0
+6
t0
+2
Cu + 2H2SO4đặc → CuSO4 + SO2 + 2H2O
0
+6
t0 +3
6Fe + 6H2SO4đặc → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

+4
+4

Kết luận: Axit H2SO4 oxi hoá hầu hết các KL (trừ Au, Pt). Al, Fe, Cs… thu động với
H2SO4 đặc, nguội.
b) Tác dụng với phi kim
2H2SO4 đặc + S → 3SO2 + 2H2O
2H2SO4 + C → 2H2O + 2SO2 + CO2
c) Oxi hoá 1 số hợp chất khác
2H2SO4 đặc + HI → I2 + 2H2O + SO2 ↑
2H2SO4 đặc + H2S → SO2 + 2H2O + S ↓
IV. Ứng dụng:
Xem sơ đồ SGK trang 186

V. Sản xuất axit sunfuric
Phương pháp tiếp xúc
Bước 1: Sản xuất SO2
t0
S + O2 → SO2 hoặc
t0
4FeS2 + 11O2 → 8SO2 + 2Fe2O3
Bước 2: Sản xuất SO3
SO2 + O2
SO3.
Bước 3: Sản xuất H2SO4
- Hấp thụ SO3 bằng H2SO4 đặc 98%
H2SO4 đặc + nSO3 → H2SO4. nSO3
H2SO4. nSO3 + nH2O → (n + 1) H2SO4
(oleum)
p- Pha loãng oleum bằng nước.
VI. Muối sunfat và nhận biết ion SO −4 2
1. Muối sunfat:
GV: Đinh Thị Hồng Nga (0909.898.429)

8


Lý thuyết chương Oxi – Lưu huỳnh

Trung tâm BDVH<ĐH HOA SEN – Tân Bình – TP.HCM

Muối sunfat là muối của axit sunfuaric. Có hai loại muối sunfat:
+ Muối trung hoà (muối sunfat) chứa ion SO 24−
+ Muối axit (muối hđrosunfat) chứa inon HSO −4

- Các muối sunfat đều tan trừ BaSO4, SrSO4, FbSO4 không tan. BaSO4 ít tan.
2. Nhận biết: Dùng dung dịch muối bari hoặc Ba(OH)2
H2SO4 + BaCl2 → BaSO4 ↓ trắng + 2HCl
Na2SO4 + BaCl2 → BaSO4 ↓ trắng + 2NaCl

Không có kho báu nào quý bằng học thức.
Hãy tích lũy nó bất cứ lúc nào có thể.
Chúc các em thành công !

GV: Đinh Thị Hồng Nga (0909.898.429)

9