Lý thuyết Hóa 10 Bài 32: Hiđro sunfua – lưu huỳnh đioxit – lưu huỳnh trioxit

Lý thuyết Hóa 10 Bài 32: Hiđro sunfua – lưu huỳnh đioxit – lưu huỳnh trioxit

A. Hiđro sunfua

I. Tính chất vật lí

- Hiđro sunfua là chất khí, rất độc, không màu, mùi trứng thối, hơi nặng hơn không khí ($d=\frac{34}{29}\approx 1,17$).

- Hiđro sunfua hóa lỏng ở -60⁰C, tan ít trong nước, độ tan trong nước S = 0,38g/100g H₂O  (ở 20⁰C, 1atm)

II. Tính chất hóa học

1. Tính axit yếu

- Hiđro sunfua tan trong nước tạo thành dung dịch axit rất yếu (yếu hơn axit cacbonic), có tên là axit sunfuhiđric (H₂S).
- Axit sunfuhiđric tác dụng với kiềm tạo nên  2  loại muối: muối trung hòa, như  Na₂S  chứa ion  S²⁻  và muối axit như  NaHS  chứa ion  HS⁻. Phương trình hóa học minh họa:

H₂S  + NaOH → NaHS + H₂O

H₂S  + 2NaOH → Na₂S  + 2H₂O

2. Tính khử mạnh

- H₂S là chất khử mạnh vì trong H₂S lưu huỳnh có số oxi hoá thấp nhất (-2).

- Khi tham gia phản ứng hóa học, tùy thuộc vào điều kiện phản ứng mà $\stackrel{-2}{S}$ có thể bị oxi hóa thành $\stackrel{0}{S};\stackrel{+4}{S};\stackrel{+6}{S};$

- H₂S tác dụng với oxi có thể tạo S hoặc SO₂ tùy lượng oxi và cách tiến hành phản ứng.

2H₂S   + 3O_{2 dư} $\stackrel{t^o}{\to }$ 2H₂O + 2SO₂ 

2H₂S   + O_{2 thiếu} $\stackrel{t^o}{\to }$ 2H₂O + 2S

Đốt H₂S trong điều kiện thiếu oxi

- Ở nhiệt độ cao, khí  H₂S cháy trong không khí với ngọn lửa xanh nhạt,  H₂S bị oxi hóa thành  SO₂:
2H₂S +  3O₂ $\stackrel{-2}{S}$ 2H₂O + 2SO₂

IV. Trạng thái tự nhiên. Điều chế

- Trong tự nhiên, H₂S có trong một số nước muối, khí núi lửa và bốc ra từ xác chết của người và động vật …

- Trong công nghiệp không sản xuất H₂S.

- Trong phòng thí nghiệm điều chế bằng cách cho dd HCl tác dụng với sắt(II) sunfua:

FeS + 2HCl  → FeCl₂  + H₂S

B. Lưu huỳnh đioxit (khí sunfurơ)

I. Tính chất vật lí

- Là không màu, mùi hắc, nặng hơn không khí (d = $\frac{64}{29}\approx 2,2$)

- Tan nhiều trong nước (ở 20^oC, một thể tích nước có thể hòa tan được 40 thể tích SO₂).

- Hóa lỏng ở -10⁰C.

- Là khí độc, hít thở phải không khí có khí này sẽ gây viêm đường hô hấp.

II. Tính chất hóa học

1. Lưu huỳnh đioxit là oxit axit

- SO₂ tan trong nước tạo thành axit yếu và không bền:

SO₂ + H₂O  ⇆ H₂SO₃

- SO₂ tác dụng với dd bazơ tạo nên 2 loại muối: muối axit HSO₃^-, muối trung hòa SO₃^2-.

SO₂ + NaOH → NaHSO₃  (1)

SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃  + H₂O (2)

+ Nếu $\frac{n_{NaOH}}{n_{S{O}_2}}\le 1$: chỉ xảy ra phản ứng (1)

+ Nếu 1 < $\frac{n_{NaOH}}{n_{S{O}_2}}$ < 2: xảy ra cả phản ứng (1) và (2)

+ Nếu $\frac{n_{NaOH}}{n_{S{O}_2}}\ge 2$: chỉ xảy ra phản ứng (2)

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

a) SO₂ là chất khử

Khi gặp chất oxi hóa mạnh như O₂ , Cl₂ , Br₂ : khí SO₂ đóng vai trò là chất khử:

SO₂  + Br₂  + 2H₂O → 2HBr + H₂SO₄

5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O → K₂SO₄  + 2MnSO₄ + 2H₂SO₄

b) SO₂ là chất oxi hoá khi tác dụng chất khử mạnh:

SO₂  + 2H₂S →  2H₂O + 3S

III. Ứng dụng và điều chế lưu huỳnh đioxit

1. Ứng dụng

- Sản xuất axit sunfuric trong công nghiệp

- Tấy trắng giấy, bột giấy.

- Chống nấm mốc cho lương thực, thực phẩm …

2. Điều chế

- Trong phòng thí nghiệm: Đun nóng dd H₂SO₄ với muối Na₂SO₃, sau đó thu SO₂ bằng cách đẩy không khí. Phương trình hóa học:

Na₂SO₃ + H₂SO₄  → Na₂SO₄  + H₂O + SO₂

Điều chế SO₂ trong PTN

- Trong công nghiệp

Đốt cháy S hoặc đốt cháy quặng pirit sắt:

4FeS₂ +  11O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ 2Fe₂O₃ + 8SO₂

C. Lưu huỳnh trioxit

I. Tính chất

- Ở điều kiện thường, SO₃ là chất lỏng không màu, tan vô hạn trong nước và trong axit H₂SO₄,  t_nc=17⁰C,  t_sôi = 45⁰C.

- Lưu huỳnh trioxit là một oxit axit:

+ Tác dụng với H₂O tạo axit sunfuric: SO₃ + H₂O → H₂SO₄

+ Tác dụng với bazơ, oxit bazơ tạo muối sunfat:

SO₃  + 2NaOH → Na₂SO₄ + H₂O

SO₃  + Na₂O → Na₂SO₄

II. Ứng dụng và sản xuất

- Trong thực tiễn, SO₃ có ít ứng dụng nhưng nó là sản phẩm trung gian để sản xuất axit H₂SO₄.

- Trong công nghiệp, người ta sản xuất SO₃ bằng cách oxi hóa SO₂ ở nhiệt độ cao 450⁰ – 500^oC, xúc tác V₂O₅

2SO₂ + O₂ $\stackrel{V_2{O}_5}{\rightleftarrows }$ 2SO₃

Xem thêm các bài tổng hợp lý thuyết Hóa học lớp 10 đầy đủ, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 33: Axit sunfuric và muối sunfat

Lý thuyết Bài 34: Luyện tập: Oxi – lưu huỳnh

Lý thuyết Bài 36: Tốc độ phản ứng hóa học

Lý thuyết Bài 38: Cân bằng hóa học

Lý thuyết Bài 39: Luyện tập tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học