Bài 34: Luyện tập oxi và lưu huỳnh

A. KIẾN THỨC CẦN LẮM

I. CẤU TẠO, TÍNH CHẤT CỦA OXI VÀ LƯU HUỲNH

1. Cấu hình electron nguyên tử

• Cấu hình electron của O (Z = 8): 1s²2s²2p⁴. Có 2 lớp electron và 6 electron ở lớp ngoài cùng.

• Cấu hình electron của S (Z = 16): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴. Có 3 lớp electron và có 6 electron ở lớp ngoài cùng.

2. Độ âm điện

• Độ âm điện của nguyên tử oxi là 3,44 (chỉ thấp hơn F có độ âm điện là 3,98).
• Độ âm điện của nguyên tử lưu huỳnh là 2,58.

3. Tính chất hóa học

a. Oxi và lưu huỳnh đều là những nguyên tố phi kim có tính oxi hóa mạnh, trong đó do có độ âm điện lớn hơn nên oxi có tính oxi hóa mạnh hơn lưu huỳnh.

• Oxi oxi hóa được hầu hết các kim loại, nhiều phi kim và nhiều hợp chất hóa học khác.

• Lưu huỳnh oxi hóa được nhiều kim loại, một số phi kim.

b. Khác với oxi, lưu huỳnh còn thể hiện tính khử khi tác dụng với những nguyên tố có độ âm điện lớn hơn như O, F.

II. TÍNH CHẤT CÁC HỢP CHẤT CỦA LƯU HUỲNH

1. Hidro sunfua

• Dung dịch hidro sunfua (H₂S) trong nước có tính axit yếu (axit sunfuhidric).
• H₂S có tính khử mạnh, khi tham gia phản ứng nó có thể bị oxi hóa thành S​ hoặc SO₂...

2. Lưu huỳnh đioxit

• SO₂ là oxit axit, tác dụng với H₂O tạo thành dung dịch axit sunfurơ H₂SO₃.
• SO₂ có tính oxi hóa khi tác dụng với chất khử mạnh hơn.
• SO₂ có tính khử khi tác dụng với chất oxi hóa mạnh hơn.

3. Lưu huỳnh trioxit và axit sunfuric

• SO₃ là oxit axit, tác dụng với H₂O tạo thành dung dịch axit sunfuric.
• Dung dịch axit H₂SO₄ loãng có tính chất chung của axit như đổi màu quỳ tím thành màu đỏ, tác dụng với oxit bazơ, bazơ và kim loại đứng trước hidro trong dãy hoạt động hóa học.

​H₂SO₄  +  Fe  →   FeSO₄  +  H₂

H₂SO₄  +   2NaOH   →  Na₂SO₄  +  H₂O

H₂SO₄   +  CaO    →    CaSO₄   +  H₂O

• H₂SO₄ đặc có những tính chất hóa học đặc biệt:
  • Tính oxi hóa rất mạnh: Oxi hóa được hầu hết các kim loại, nhiều phi kim và nhiều hợp chất vô cơ, hữu cơ.
  • Tính háo nước: H₂SO₄ có thể hấp thụ H₂O của các hợp chất vô cơ, hữu cơ.

Tính chất của các hợp chất của lưu huỳnh được tóm tắt trong bảng dưới đây:

B. BÀI TẬP

Bài 1. Nhận biết các bình khí sau bằng phương pháp hóa học: SO₂, SO₃, CO₂.

Lời giải

Cho các bình khí qua dung dịch nước brom, bình khí làm mất màu nước brom là SO2.

SO₂     +   Br₂   +    H₂O →     H₂SO₄   +     HBr

Bình khí không làm mất màu nước brom là SO₃ và CO₂.

Cho hai bình khí còn lại vào dung dịch BaCl₂, bình cho kết tủa trắng, không tan trong axit là SO₃.

SO₃ + H2O + BaCl₂ → BaSO₄↓ + 2HCl

Còn lại là bình khí CO₂.

Bài 2. Cho 4,8g Mg tác dụng với dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng dư thu được V lít khí SO₂ duy nhất (ở đktc).

a. Tính V.

b. Sục lượng SO₂ thu được ở trên vào 200ml dung dịch NaOH 1M. Hỏi: Muối nào được tạo thành? Tính nồng độ mol muối thu được.

Lời giải

a.

nMg = \(\dfrac{4,8}{24}\) = 0,2 mol

Phương trình hóa học:  2H₂SO₄ + Mg →  MgSO₄ + SO₂ + 2H₂O

Theo phương trình ta có: nSO₂ = nMg = 0,2 mol

=> V_{\(SO_2\)} = 0,2.22,4 = 4,48 lít.

b. 

nNaOH = 0,2.1 = 0,2 mol

Ta có: \(\dfrac{n_{NaOH}}{n_{SO_2}}\) = \(\dfrac{0,2}{0,2}\) = 1 => Tạo muối NaHSO₃.

Phương trình hóa học:  NaOH  +  SO₂  →  NaHSO₃

Theo phương trình ta có: nNaHSO₃ = nSO₂ = 0,2 mol

=> C_{\(M\left(NaHSO_3\right)\)} = \(\dfrac{0,2}{0,2}\) = 1M.

Bài 3. Cho m gam hỗn hợp X gồm  Fe và Cu. Chia  hỗn hợp X thành 2 phần bằng nhau.

Phần 1: Cho tác dụng với dung dịch H₂SO₄ loãng, dư thu được 1,12 lít khí (đktc).

Phần 2: Cho tác dụng vừa đủ với V lít dung dịch H₂SO₄ đặc, nguội (98%, D= 1,84g/ml) thu được 4,1216 lít khí (đktc).

a. Tính m và phần trăm theo khối lượng mỗi kim loại trong X.

b. Tính V.                                             

Lời giải

Phần 1: Cu + H₂SO₄ loãng  →  không xảy ra

Fe   + H₂SO₄ loãng    → FeSO₄ + H₂

0,05                     ←                     0,05

Vì chia 2 phần bằng nhau nên số mol Cu và Fe là như nhau ở phần 1 và phần 2.

nFe_(p1) = 0,05 → nFe_(X) = 0,05.2 = 0,1→ mFe_(X) = 0,1.56 = 5,6g

Phần 2:  Fe + H₂SO₄ đặc nguội → không xảy ra

 Cu     +   2H₂SO₄   →  CuSO₄    +  SO₂   +  2H₂O

                                                  0,184           0,368      ←                  0,184

nCu_(p2) = 0,184 mol → nCu_(X) = 0,184.2 = 0,368 mol→ mCu_(X) = 0,368 .64 = 23,552g

→ mX = mFe_(X) + mCu_(X) = 29,152g

a.

%Fe = \(\dfrac{5,6}{29,152}\)  = 19,21%

%Cu = 100 – 19,21 = 80,79%

b. mH₂SO₄ = 0,368 .98 = 36,064g

mddH₂SO₄ = 36,064 . 98% =  36,8g

VH₂SO₄ = \(\dfrac{36,8}{1,84}\)  = 20 ml = 0,02 lít

Trong quá trình học tập, nếu có bất kỳ thắc mắc nào, các em hãy để lại câu hỏi ở mục hỏi đáp để cùng thảo luận và trả lời nhé. Chúc các em học tốt!