Lý thuyết và bài tập về Oxy_lưu huỳnh

OXI- LƯU HUỲNH
LÍ THUYẾT VỀ PHẢN ỨNG
HÓA HỌC
PHÂN NHÓM CHÍNH NHÓM VI, OXI – LƯU HUỲNH
1. VỊ TRÍ CÁC NGUYÊN TỐ NHÓM VIA TRONG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN
Các nguyên tố thuộc PNC nhóm VI gồm
8
O
16
S
34
Se
52
Te
84
Po có 6 electron ngoài cùng do đó dễ
dàng nhận 2e để đạt cấu hình bền vững của khí hiếm. Vậy tính ôxihóa là tính chất chủ yếu.
2. ÔXI trong tự nhiên có 3 đồng vị
O
16
8

O
17
8

O
18
8
, Oxi là một phi kim hoạt động và là một chất ôxihóa
mạnh vì thế trong tất cả các dạng hợp chất , oxi thể hiện số oxi hoá –2 (trừ :

1
22
21
2
,
−+−
OHOF
các peoxit
2
1
2
−
ONa
)
TÁC DỤNG HẦU HẾT MỌI KIM LOẠI (trừ Au và Pt), cần có t
0
tạo ôxit
2Mg + O
2

→
o
t
2MgO Magiê oxit
4Al + 3O
2

→
o
t

2Al
2
O
3
Nhôm oxit
3Fe + 2O
2

→
o
t
Fe
3
O
4
Oxit sắt từ (FeO, Fe
2
O
3
)
TÁC DỤNG TRỰC TIẾP CÁC PHI KIM (trừ halogen), cần có t
0
tạo ra oxit
S + O
2

→
o
t
SO

2

C + O
2

→
o
t
CO
2

N
2
+ O
2

→
o
t
2NO t
0
khoảng 3000
0
C hay hồ quang điện
TÁC DỤNG H
2
(nổ mạnh theo tỉ lệ 2 :1 về số mol), t
0
2H
2

+ O
2

→
o
t
2H
2
O
TÁC DỤNG VỚI CÁC HỢP CHẤT CÓ TÍNH KHỬ
2SO
2
+ O
2
V
2
O
5
300
0
C

2SO
3

CH
4
+ 2O
2
→

o
t
CO
2
+ 2H
2
O
3. ÔZÔN là dạng thù hình của oxi và có tính ôxhóa mạnh hơn O
2
rất nhiều
O
3
+ 2KI + H
2
O
→
I
2
+ 2KOH + O
2
(oxi không có)
Do tạo ra KOH nên O
3
làm xanh quì tẩm dd KI (dùng trong nhận biết ozon)
2Ag + O
3

→
Ag
2

O + O
2
(oxi không có phản ứng)
4. LƯU HUỲNH là chất ôxihóa nhưng yếu hơn O
2
, ngoài ra S còn đóng vai trò là chất khử khi tác dụng
với oxi
S là chất oxihóa khi tác dụng với kim loại và H
2
tạo sunfua chứa S
2-
TÁC DỤNG VỚI NHIỀU KIM LOẠI ( có t
0
, tạo sản phẩm ứng soh thấp của kim loại)
Fe + S
0

→
o
t
FeS
-2
sắt II sunfua
Zn + S
0

→
o
t
ZnS

-2
kẽm sunfua
Hg + S
→
HgS
-2
thủy ngân sunfua, phản ứng xảy ra ở t
0
thường
TÁC DỤNG HIDRO tạo hidro sunfua mùi trứng ung
H
2
+ S
→
o
t
H
2
S
-2
hidrosunfua
S là chất khử khi tác dụng với chất ôxihóa tạo hợp chất với soh dương (+4, +6)
TÁC DỤNG PHI KIM (trừ Nitơ và Iod)
S + O
2

→
o
t
SO

2
khí sunfurơ, lưu huỳnh điôxit, lưu huỳnh (IV) ôxit.
Ngoài ra khi gặp chât ôxihóa khác như HNO
3
tạo H
2
SO
4
4. HIDRÔSUNFUA (H
2
S) là chất khử mạnh vì trong H
2
S lưu huỳnh có số oxi hoá thấp nhất (-2), tác
dụng hầu hết các chất ôxihóa tạo sản phẩm ứng với soh cao hơn.
Chương
V
TÁC DỤNG OXI cóthể tạo S hoặc SO
2
tùy lượng ôxi và cách tiến hành phản ứng.
2H
2
S + 3O
2
→
0
t
2H
2
O + 2SO
2

(dư ôxi, đốt cháy)
2H
2
S + O
2
 →
thaáptt
0
2H
2
O + 2S
↓
(Dung dịch H
2
S trong không khí hoặc làm lạnh ngọn lửa H
2
S
đang cháy)
TÁC DỤNG VỚI CLO có thể tạo S hay H
2
SO
4
tùy điều kiện phản ứng
H
2
S + 4Cl
2
+ 4H
2
O

→
8HCl + H
2
SO
4
H
2
S + Cl
2

→
2 HCl + S (khí clo gặp khí H
2
S)
DUNG DỊCH H
2
S CÓ TÍNH AXIT YẾU : Khi tác dụng dung dịch kiềm có thể tạo muối axit
hoặc muối trung hoà
H
2
S + NaOH
→
1:1
NaHS + H
2
O
H
2
S + 2NaOH
→

2::1
Na
2
S + 2H
2
O
5. LƯU HUỲNH (IV) OXIT công thức hóa học SO
2,
ngoài ra có các tên gọi khác là lưu huỳnh dioxit hay
khí sunfurơ, hoặc anhidrit sunfurơ.
Với số oxi hoá trung gian +4 (
4+
S
O
2
). Khí SO
2
vừa là chất khử, vừa là chất oxi hoá và là một
oxit axit.
SO
2
LÀ CHẤT KHỬ (
4+
S
- 2e
→

6+
S
) Khi gặp chất oxi hoá mạnh như O

2
, Cl
2
, Br
2
: khí SO
2
đóng
vai trò là chất khử.
2
4+
S
O
2
+ O
2
V
2
O
5
450
0
2SO
3
OS
4+
2
+ Cl
2
+ 2H

2
O
→
2HCl + H
2
OS
6+
4
SO
2
LÀ CHẤT OXI HOÁ (
4+
S
+ 4e
→

0
S
) Khi tác dụng chất khử mạnh
OS
4+
2
+ 2H
2
S
→
2H
2
O + 3
0

S
OS
4+
2
+ Mg
→
MgO + S
Ngoài ra SO
2
là một oxit axit
SO
2
+ NaOH
→
1:1
NaHSO
3
(
2
nSO
nNaOH
≥
2 )
SO
2
+ 2 NaOH
→
2:1
Na
2

SO
3
+ H
2
O (
2
nSO
nNaOH
≤
1)
Nếu 1<
2
nSO
nNaOH
< 2 thì tạo ra cả hai muối



molySONa
molxNaHSO
:
:
32
3
6. LƯU HUỲNH (VI) OXIT công thức hóa học SO
3
, ngoài ra còn tên gọi khác lưu huỳnh tri oxit, anhidrit
sunfuric.
Là một ôxit axit
TÁC DỤNG VỚI H

2
O tạo axit sunfuric
SO
3
+ H
2
O
→
H
2
SO
4
+ Q
SO
3
tan vô hạn trong H
2
SO
4
tạo ôleum : H
2
SO
4
.nSO
3
TÁC DỤNG BAZƠ tạo muối
SO
3
+ 2 NaOH
→

Na
2
SO
4
+ H
2
O
7. AXÍT SUNFURIC H
2
SO
4
ở trạng thái loãng là một axit mạnh, ở trạng thái đặc là một chất ôxihóa
mạnh.
Ở dạng loãng là axít mạnh làm đỏ quì tím, tác dụng kim loại(trước H) giải phóng H
2,
tác

dụng
bazơ, oxit bazơ và nhiều muối.
H
2
SO
4

→
2H
+
+ SO
4
2-

là quì tím hoá màu đỏ.
H
2
SO
4
+

Fe
→
FeSO
4
+ H
2
↑
H
2
SO
4
+

NaOH
→
NaHSO
4
+ H
2
O
H
2
SO

4
+

2NaOH
→
Na
2
SO
4
+ 2H
2
O
H
2
SO
4
+

CuO
→
CuSO
4
+ H
2
O
H
2
SO
4
+

BaCl
2
→


BaSO
4
↓ + 2 HCl
H
2
SO
4
+

Na
2
SO
3
→

Na
2
SO
4
+ H
2
O + SO
2
↑

H
2
SO
4
+

CaCO
3
→
CaSO
4
+ H
2
O + CO
2
↑
Ở dạng đặc là một chất ôxihóa mạnh
TÁC DỤNG KIM LOẠI oxi hoá hầu hết các kim loại (trừ Au và Pt) tạo muối hoá trị cao và
thường giải phóng SO
2
(có thể H
2
S, S nếu kim loại khử mạnh)
2Fe + 6 H
2
SO
4


→

0
t

Fe
2
(SO
4
)
3
+ 3SO
2
+ 6H
2
O
Cu + 2 H
2
SO
4
→
0
t

CuSO
4
+ SO
2+
2H
2
O
Al, Fe, Cr không tác dụng với H

2
SO
4
đặc nguội, vì kim loại bị thụ động hóa.
TÁC DỤNG VỚI CÁC PHI KIM (tác dụng với các phi kim dạng rắn, t
0
) tạo hợp chất của phi
kim ứng với soh cao nhất
2H
2
SO
4(đ)
+ C
→
0
t

CO
2
+ 2SO
2
+ 2H
2
O
2H
2
SO
4(đ)
+ S
→

0
t

3SO
2
+ 2H
2
O
TÁC DỤNG MỘT SỐ HỢP CHẤT CÓ TÍNH KHỬ

FeO + H
2
SO
4

(đ)
→
0
t
Fe
2
(SO
4
)
3
+ SO
2
+ 4H
2
O

2HBr + H
2
SO
4 (đ)

→
0
t
Br
2
+ SO
2
+ 2H
2
O
HÚT NƯỚC MỘT SỐ CHẤT HỮU CƠ
C
12
H
22
O
11
+

H
2
SO
4(đ)
→
12C + H

2
SO
4
.11H
2
O
8. MUỐI SUNFUA VÀ NHẬN BIẾT GỐC SUNFUA (S
2-
) hầu như các muối sunfua điều không tan,
chỉ có muối của kim loại kiềm và kiềm thổ tan (Na
2
S, K
2
S, CaS, BaS). Một số muối không tan và có màu
đặc trưng CuS đen, PbS đen, CdS vàng, SnS đỏ gạch, MnS hồng.
Để nhận biết S
2-
dùng dung dịch Pb(NO
3
)
2

9. MUỐI SUNFAT VÀ NHẬN BIẾT GỐC SUNFAT (SO
4
2-
)
Có hai loại muối là muối trung hòa (sunfat) và muối axit (hidrôsunfat).
Phần lớn muối sunfat tan, chỉ có BaSO
4
, PbSO

4
không tan có màu trắng, CaSO
4
ít tan có màu
trắng.
Nhận biết gốc sunfat dùng dung dịch chứa SO
4
2-
10. ĐIỀU CHẾ ÔXI
2KClO
3

→
0
t
2KCl + 3O
2
(xúc tác MnO
2
), điều chế trong PTN
Trong CN chưng cất phân đoạn không khí lỏng.
11. ĐIỀU CHẾ HIDRÔSUNFUA (H
2
S)
CHO FES HOẶC ZNS TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH HCl
FeS + 2HCl → FeCl
2
+ H
2
S↑

ĐỐT S TRONG KHÍ HIDRO
H
2
+ S
→
0
t
H
2
S
12. ĐIỀU CHẾ SO
2
có rất nhiều phản ứng điều chế
S + O
2

→
0
t
SO
2
Na
2
SO
3
+ H
2
SO
4(đ)

→
0
t
Na
2
SO
4
+ H
2
O + SO
2
↑

Cu +2H
2
SO
4(đ)
→
0
t
CuSO
4
+ 2H
2
O +SO
2
↑
4FeS
2
+ 11O

2

→
0
t
2Fe
2
O
3
+ 8SO
2
Đốt ZnS, FeS, H
2
S, S trong oxi ta cũng thu được SO
2
.
13. ĐIỀU CHẾ SO
3
2SO
2
+ O
2

→
2 SO
3
(xúc tác V
2
O
5

, t
0
)
SO
3
là sản phẩm trung gian điều chế axit sunfuric.
14. SẢN XUẤT AXIT SUNFURIC ( trong CN)
TỪ QUẶNG PYRIT SẮT FES
2
Đốt FeS
2
4FeS
2
+ 11O
2
→
o
t
2Fe
2
O
3
+ 8SO
2
Oxi hoá SO
2
2SO
2
+ O
2

 →
o
tOV ,
52
2SO
3

Hợp nước: SO
3
+ H
2
O
→
H
2
SO
4
TỪ LƯU HUỲNH
Đốt S tạo SO
2
: S + O
2

→
o
t
SO
2
Oxi hoá SO

2
2SO
2
+ O
2

 →
o
tOV ,
52
2SO
3
SO
3
hợp nước SO
3
+ H
2
O → H
2
SO
4

BÀI TẬP LUYỆN TẬP
1.2 . OXI – LƯU HUỲNH
1) Viết cấu hình electron của oxy, dự đoán khả năng biểu hiện SOH của oxy trong các hợp chất.
2) Tính chất hoá học đặc trưng của oxy là gì? Viết 4 phương trình phản ứng minh hoạ.
3) Có 2 bình đựng riêng biệt 2 khí oxy và ozon. Trình bày phương pháp hoá học để phân biệt hai khí đó.
4) Oxy tác dụng được với các chất nào sau đây? Viết phương trình phản ứng: H
2

; Cl
2
; S; C; CO; Fe; Na;
Ag; SO
2
; SO
3
; Fe
2
O
3
; CH
4
.
5) Viết các phương trình phản ứng khi cho oxy tác dụng lần lượt các hợp chất sau: CS
2
; FeS
2
; C
2
H
6
O;
C
3
H
4
O
2
; C

3
H
7
N; C
x
H
y
; C
3
H
5
Cl; C
x
H
y
O
z
; C
x
H
y
O
z
N
t
.
6) Thực hiện chuỗi phản ứng sau (ghi rõ điều kiện phản ứng nếu có):
a) KNO
3
→ O

2
→ FeO → Fe
3
O
4
→ Fe
2
O
3
→ FeCl
3
b) KClO
3
→ O
2
→ CO
2
→ CaCO
3
→ CaCl
2
→ Ca(NO
3
)
2
→ O
2
c) Al
2
O

3
→ O
2
→ P
2
O
5
→ H
3
PO
4
→ Cu
3
(PO
4
)
2
↑
KMnO
4

d) FeS → H
2
S → S → Na
2
S → ZnS → ZnSO
4
↓
SO
2

→ SO
3
→ H
2
SO
4
7) Viết các phương trình khi cho lưu huỳnh tác dụng với:
a. Kẽm b. Nhôm c. Cacbon d. Oxy
8) Viết 4 phương trình phản ứng chứng minh : lưu huỳnh vừa có tính oxi hoá vừa có tính khử.
9) Lưu huỳnh tác dụng được với các chất nào sau đây, viết phương trình phản ứng minh họa: Cl
2
; O
2
; Hg;
Al; HCl; Fe; H
2
O; Ag; HNO
3
; H
2
.
10) Nêu sự giống nhau và khác nhau giữa oxy và lưu huỳnh về hóa tính.
11) Tỷ khối hơi của một hỗn hợp X gồm ozon và oxy so với hiđro bằng 18. Xác định % về thể tích của X.
12) Cho 30,4 (g) hỗn hợp X chứa Cu và Al tác dụng hoàn toàn với oxy thu được 40 (g) hỗn hợp CuO và
Fe
2
O
3
. Tính % khối lượng mỗi kim loại trong X.
13) Đốt cháy hoàn toàn 18,8 (g) hỗn hợp A chứa H

2
S và C
3
H
8
O ta thu được 17,92 (l) hỗn hợp CO
2
và
SO
2
.Tính % khối lượng các chất trong hỗn hợp A.
14) Để đốt cháy hết 10 (l) CH
4
ta dùng 16 (l) hỗn hợp khí G gồm oxy và ozon. Tính % thể tích của G.
ĐS: 50%
15) Cho 2,24 (l) khí ozon (đkc) vào dung dịch KI 0,5 (M). Tính V dd KI cần dùng và khối lượng iôt sinh
ra.
16) Đốt cháy hoàn toàn 17,92 (l) hỗn hợp khí G gồm CH
4
và C
2
H
4
thu được 48,4 (g) CO
2
. Tính % về thể
tích của G và thể tích O
2
cần dùng.
ĐS: 62,5%; 37,5 % ; V

O2
= 42,56 lit
17) Nung 360 (g) FeS
2
trong không khí thu được 264 (g) hỗn hợp rắn G. Tính hiệu suất phản ứng và thể
tích SO
2
sinh ra (đkc).
18) Trong PTN, để điều chế O
2
người ta dùng các phản ứng sau:
2 KClO
3

to
→
2 KCl + 3O
2

2 KMnO
4

to
→
K
2
MnO
4
+ MnO
2

+ O
2

Nung 80,6 (g) hỗn hợp G gồm KMnO
4
và KClO
3
thu được 15,68 (l) O
2
( đkc). Tính khối lượng
mỗi chất trong G.
19) Đốt cháy hoàn toàn 12 (g) hỗn hợp G gồm C và S thu được 11,2 (l) hỗn hợp khí G
’
. Tính % về khối
lượng mỗi chất trong G và tỷ khối hơi của G
’
đối với hiđro.
ĐS: 20% ; 80%;
M
= 56; d = 28
20) Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm H
2
S và S ta cần 8,96 (l) O
2
thu được 7,84 (l) SO
2
. Tính % khối
lượng các chất trong hỗn hợp X, các khí đo ở đkc.
21) Khi đốt 18,4 (g) hỗn hợp Zn và Al thì cần 5,6 (l) khí O
2

(đkc).Tính % khối lượng hỗn hợp đầu.
22) Đun nóng một hỗn hợp gồm 6,4 (g) S và 14,3 (g) Zn trong 1 bình kín. Sau phản ứng thu được chất
nào? Khối lượng là bao nhiêu? Nếu đun hỗn hợp trên ngoài không khí thì sau phản ứng thu được
những chất nào? Bao nhiêu gam?
23) Cho sản phẩm tạo thành khi đun nóng hỗn hợp G gồm 5,6 (g) bột Fe và 1,6 (g) bột lưu huỳnh vào 500
ml dung dịch HCl thì thu được hỗn hợp khí G
’
bay ra và dung dịch A.
a) Tính % về thể tích các khí trong G
’
.
b) Để trung hòa axit còn dư trong dung dịch A cần dùng 125 ml dung dịch NaOH 2 M. Tính C
M
của dung dịch HCl.
ĐS: 50% ; 50% ; 0,9 M
3 . CÁC HỢP CHẤT CỦA LƯU HUỲNH
1) Viết 4 phương trình phản ứng chứng minh:
a) H
2
S vừa có tính axit yếu vừa có tính khử mạnh.
b) SO
2
vừa có tính oxi hoá vừa có tính khử .
c) H
2
SO
4
vừa có tính axit mạnh vừa có tính oxi hoá mạnh.
2) Khí H
2

có lẫn tạp chất H
2
S. Có thể dùng dung dịch nào sau đây để loại H
2
S: NaOH; HCl; Pb(NO
3
)
2
;
Br
2
. Viết các phương trình phản ứng xảy ra.
3) Thực hiện chuỗi phản ứng sau (ghi rõ điều kiện phản ứng nếu có):
a) S→ FeS → H
2
S → CuS
↓
SO
2
→ SO
3
→ H
2
SO
4
b) Zn → ZnS → H
2
S → S → SO
2
→ BaSO

3
→ BaCl
2
c) SO
2
→ S → FeS → H
2
S → Na
2
S → PbS
d) FeS
2
→ SO
2
→ S→ H
2
S → H
2
SO
4
→ HCl→ Cl
2
→ KClO
3
→ O
2
.
e) H
2
→ H

2
S → SO
2
→ SO
3
→ H
2
SO
4
→ HCl→ Cl
2
↓
S → FeS → Fe
2
(SO
4
)
3
→ FeCl
3

f) FeS
2
→ SO
2
→ HBr → NaBr → Br
2
→ I
2
↓

SO
3
→ H
2
SO
4
→ KHSO
4
→ K
2
SO
4
→ KCl→ KNO
3