S + H2SO4 → SO2 + H2O l H2SO4 ra SO2

Phản ứng S + H₂SO₄ → SO₂ + H₂O

1. Phương trình phản ứng H₂SO₄ ra SO₂

S + 2H₂SO₄ → 3SO₂ + 2H₂O

2. Điều kiện để S + H₂SO₄ đặc

Nhiệt độ

3. Cách tiến hành để H₂SO₄ tạo ra SO₂

Nhỏ từ từ H₂SO₄ đặc vào ống nghiệm đựng sẵn bột lưu huỳnh.

4. Hiện tượng phản ứng khi tiến hành H₂SO₄ ra SO₂

Chất rắn màu vàng Lưu huỳnh (S) tan dần và xuất hiện khí mùi hắc Lưu huỳnh dioxit (SO₂) làm sủi bọt khí, các bạn học sinh phải hết lưu ý SO₂ là một khí độc do đó trong quá trình làm thí nghiệm cần dùng bông tẩm kiềm tránh khí SO₂ thoát ra ngoài.

5. Bản chất của các chất tham gia phản ứng

5.1. Bản chất của S (Lưu huỳnh)

- Trong phản ứng trên S là chất khử.

- S thể hiện tính khử khi tác dụng với các chất có tính oxi hoá mạnh như H₂SO₄ đặc, HNO₃ đặc, ...

5.2. Bản chất của H₂SO₄ (Axit sunfuric)

- Trong phản ứng trên H₂SO₄ là chất oxi hoá.

- Trong H₂SO₄ thì S có mức oxi hoá +6 cao nhất nên H₂SO₄ đặc có tính axit mạnh, oxi hoá mạnh.

6. Tính chất hóa học của lưu huỳnh

Nguyên tử S có 6e lớp ngoài cùng, trong đó có 2e độc thân.

- Khi tham gia phản ứng hóa học, số oxi hóa của lưu huỳnh có thể giảm hoặc tăng: −2; 0; +4; +6.

⟹ Lưu huỳnh có tính oxi hóa và tính khử.

6.1. Lưu huỳnh có tính oxi hóa

Khi lưu huỳnh tác dụng với kim loại hoặc hiđro, số oxi hóa của lưu huỳnh từ 0 giảm xuống −2

S⁰ + 2e → S^-2

S thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với kim loại và hidro.

• Tác dụng với hiđro:

H₂ + S → H₂S (350^oC)

Lưu huỳnh tác dụng với khí hiđro tạo thành khí hiđro sunfua.

• Tác dụng với kim loại (có t^o, tạo sản phẩm có số oxh thấp của kim loại).

Fe + S FeS

Zn + S ZnS

Hg + S → HgS

(Thủy phân sunfua, phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường nên thường dùng S khử độc Hg)

Chú ý: Một số muối sunfua có màu đặc trưng: CuS, PbS, Ag₂S (màu đen); MnS (màu hồng); CdS (màu vàng) → thường được dùng để nhận biết gốc sunfua.

- Muối sunfua được chia thành 3 loại:

+ Loại 1. Tan trong nước gồm Na₂S, K₂S, CaS và BaS, (NH₄)₂S.

+ Loại 2. Không tan trong nước nhưng tan trong axit mạnh gồm FeS, ZnS, ...

+ Loại 3. Không tan trong nước và không tan trong axit gồm CuS, PbS, HgS, Ag₂S, ...

6.2. Lưu huỳnh có tính khử

Khi lưu huỳnh phản ứng với phi kim hoạt động mạnh hơn, số oxi hóa của lưu huỳnh từ 0 tăng lên +4 hoặc +6.

S → S⁺⁴ + 4e

S → S⁺⁶ + 6e

• Tác dụng với phi kim

S thể hiện tính khử khi tác dụng với 1 số phi kim và 1 số hợp chất có tính oxi hóa.

Tác dụng với oxi:

S + O₂ SO₂

S + F₂ SF₆

• Tác dụng với các chất có tính oxi hóa mạnh (H₂SO₄, HNO₃,...)

S + H₂SO_{4 đặc}  3SO₂ + 2H₂O

S + 4HNO_{3 đặc}  2H₂O + 4NO₂ + SO₂

7. Ứng dụng của S

Lưu huỳnh được sử dụng trong nhiều sản phẩm công nghiệp, ví dụ như: Ắc quy, bột giặt, lưu hóa cao su, thuốc diệt nấm và các phân bón photphat. Cụ thể, được lưu huỳnh được sử dụng để tạo nên độ trắng của giấy, làm chất bảo quản trong rượu vang và làm khô hoa quả. Do bản chất dễ cháy, lưu huỳnh còn được ứng dụng trong sản xuất các loại diêm, thuốc súng, thuốc nổ cũng như pháo hoa…

8. Tính chất hóa học của H₂SO₄

8.1. H₂SO₄ loãng

Axit sunfuric là một axit mạnh, hóa chất này có đầy đủ các tính chất hóa học chung của axit như:

• Axit sunfuric H₂SO₄ làm chuyển màu quỳ tím thành đỏ.
• Tác dụng với kim loại đứng trước H (trừ Pb) tạo thành muối sunfat.

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

• Tác dụng với oxit bazo tạo thành muối mới (trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị) và nước .

FeO + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂O

• Axit sunfuric tác dụng với bazo tạo thành muối mới và nước.

H₂SO₄ + NaOH → NaHSO₄ + H₂O

H₂SO₄­ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O

• H2SO4 tác dụng với muối tạo thành muối mới (trong đó kim loại vẫn giữ nguyên hóa trị) và axit mới.

Na₂CO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O + CO₂

H₂SO₄ + 2KHCO₃ → K₂SO₄ + 2H₂O + 2CO₂

8.2. H₂SO₄ đặc

Axit sunfuric đặc có tính axit mạnh, oxi hóa mạnh với tính chất hóa học nổi bật như:

• Tác dụng với kim loại: Khi cho mảnh Cu vào trong H₂SO₄ tạo ra dung dịch có màu xanh và có khí bay ra với mùi sốc.

Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

• Tác dụng với phi kim tạo thành oxit phi kim + H₂O + SO₂.

C + 2H₂SO₄ → CO₂ + 2H₂O + 2SO₂ (nhiệt độ)

2P + 5H₂SO₄ → 2H₃PO₄ + 5SO₂ + 2H₂O

• Tác dụng với các chất khử khác.

2FeO + 4H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 4H₂O

• H₂SO₄ còn có tính háo nước đặc trưng như đưa H₂SO₄ vào cốc đựng đường, sau phản ứng đường sẽ bị chuyển sang màu đen và phun trào với phương trình hóa học như sau.

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂SO₄ → 12C + H₂SO₄.11H₂O

9. Bài tập vận dụng

Câu 1. Phát biểu nào sau đây sai?

A. Ở nhiệt độ thường, H₂S là chất khí không màu, có mùi trứng thối, rất độc.

B. Ở nhiệt độ thường, SO₂ là chất khí không màu, mùi hắc, tan nhiều trong nước.

C. Ở nhiệt độ thường, SO₃ là chất khí không màu, tan vô hạn trong nước.

D. Trong công nghiệp, SO₃ là chất khí không màu, tan vô hạn trong nước.

Lời giải:

Đáp án: C

Câu 2. Trong các phương trình dưới đây, phương trình nào S vừa đóng vai trò là chất khử vừa đóng vai trò là chất oxi hóa?

A. 4S + 6NaOH (đặc)  2Na₂S + Na₂S₂O₃ +3H₂O

B. S + 3F₂  SF₆

C. S + 6HNO₃ (đặc)  H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O

D. S + 2Na  Na₂S

Lời giải:

Đáp án: A

Câu 3. Lưu huỳnh có thể tồn tại ở những trạng thái số oxi hoá nào?

A. -2; +4; +5; +6

B. -3; +2; +4; +6.

C. -2; 0; +4; +6

D. +1 ; 0; +4; +6

Lời giải:

Đáp án: C

Câu 4. Chất nào dưới đây được dùng để điều chế SO₂ trong phòng thí nghiệm là

A. Na₂SO₃ và HCl

B. FeS₂ và O₂

C. S và O₂

D. ZnS và O₂

Lời giải:

Đáp án: A

Giải thích:

Na₂SO₃ + 2HCl → 2NaCl + SO₂↑ + H₂O

Câu 5. Kim loại nào dưới đây không phản ứng với H₂SO₄ đặc nguội?

A. Al

B. Cu

C. Zn

D. Ag

Lời giải:

Đáp án: A

Câu 6. Số hiệu nguyên tử của lưu huỳnh là 16. Cho biết vị trí của lưu huỳnh trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học?

A. Chu kì 3, nhóm VIA.

B. Chu kì 5, nhóm VIA.

C. chu kì 5, nhóm IVA.

D. chu kì 3, nhóm IVA.

Lời giải:

Đáp án: A

Giải thích:

Cấu hình electron nguyên tử S là: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴.

→ Lưu huỳnh ở chu kỳ 3 (do có 3 lớp electron); nhóm VIA (do có 6 electron hóa trị, nguyên tố p).

Câu 7. Chúng ta đều biết hơi thủy ngân rất độc, vậy trong trường hợp ta làm vỡ nhiệt kế thủy ngân, chúng ta dùng chất gì rắc lên thủy ngân và gom lại?

A. Bột than.

B. Cát mịn.

C. muối hạt.

D. Lưu huỳnh.

Lời giải:

Đáp án: D

Giải thích:

Giải thích: Ta có phương trình phản ứng:

S + Hg → HgS

Câu 8. Tính chất vật lí nào sau đây không phải là tính chất vật lí đặc trưng của lưu huỳnh?

A. chất rắn màu vàng.

B. không tan trong nước.

C. có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn nhiệt độ sôi của nước.

D. tan nhiều trong benzen.

Lời giải:

Đáp án: C

Giải thích:

Giải thích: Lưu huỳnh tà phương nóng chảy ở 113^oC, lưu huỳnh đơn tà nóng chảy ở 119^oC.

→ Nhiệt độ nóng chảy của lưu huỳnh cao hơn nhiệt độ sôi của nước.

Câu 9. Dãy chất nào trong các dãy sau đây gồm các chất đều thể hiện tính oxi hóa khi phản ứng với SO₂?

A. H₂S, O₂, nước brom

B. O₂, nước brom, dung dịch KMnO₄

C. Dung dịch NaOH, O₂, dung dịch KMnO₄

D. Dung dịch BaCl₂, CaO, nước brom

Lời giải:

Đáp án: B

Giải thích:

Dãy chất đều thể hiện tính oxi hóa khi phản ứng với SO₂ là:

O₂ + 2SO₂ → 2SO₃

Br₂ + H₂O + SO₂ → 2HBr + H₂SO₄

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

Câu 10. Hơi thủy ngân rất độc, do đó nếu khi ta vô tình đánh rơi vỡ nhiệt kế thì chất bột được dùng để rắc lên thủy ngân rồi gom lại là:

A. Bột lưu huỳnh

B. Cát

C. Muối ăn

D. Vôi bột

Lời giải:

Đáp án: A

Giải thích:

Thủy ngân tác dụng với lưu huỳnh ngay tại điều kiện thường:

Hg + S → HgS ↓

Do đó khi làm vỡ nhiệt kế thuỷ ngân thì chất bột được dùng để rắc lên thuỷ ngân rồi gom lại là lưu huỳnh.

Câu 11. Dãy gồm các chất đều tác dụng với lưu huỳnh (trong điều kiện phản ứng thích hợp) là:

A. Zn, H₂, O₂, F₂.

B. H₂, Pt, Cl₂, KClO₃.

C. Hg, O₂, F₂, HCl.

D. Na, He, Br₂, H₂SO_{4 loãng}

Lời giải:

Đáp án: A

Giải thích:

Câu 12. Đốt cháy hoàn toàn m gam FeS₂ bằng một lượng O₂ vừa đủ, thu được khí X. Hấp thị hết X vào 2 lít dung dịch chứa Ba(OH)₂ 0,1M, thu được dung dịch Y và 21,7 gam kết tủa. Cho Y vào dung dịch NaOH, thấy xuất hiện thêm kết tủa. Giá trị của m là

A. 23,2

B. 12,6

C. 18,0

D. 24,0

Lời giải:

Đáp án: C

Giải thích:

n_Ba(OH)2= 0,1.2 = 0,2 (mol); n_BaSO3 = 21,7/217 = 0,1 (mol)

n_BaSO3= 2n_Ba(OH)2 - n_SO2 ⇒ n_SO2 = 2.0,2 – 0,1 = 0,3 (mol)

2n_FeS2= 2n_SO2 ⇒ n_FeS2 = 0,15 (mol) ⇒ m_FeS2= 0,15.120 = 18 (gam)

Câu 13. Khi nhỏ từ từ H₂SO₄đậm đặc vào đường chứa trong cốc hiện tượng quan sát được là:

A. Sủi bọt khí, đường không tan.

B. Màu trắng của đường mất dần, không sủi bọt.

C. Màu đen xuất hiện và có bọt khí sinh ra.

D. Màu đen xuất hiện, không có bọt khí sinh ra.

Lời giải:

Đáp án: C

Giải thích:

H₂SO₄ đặc có tính háo nước sẽ than hóa đường saccarozo (màu đen xuất hiện): C₁₂H₂₂O₁₁ → 12C + 11H₂O

Sau đó: C + 2H₂SO₄ → 2SO₂ + CO₂ + 2H₂O (Có khí CO_2, SO₂ thoát ra)

Câu 14. Nung nóng 13,1 gam một hỗn hợp gồm Mg, Zn, Al trong không khí đến phản ứng hoàn toàn thu được 20,3 gam hỗn hợp gồm MgO, ZnO, Al₂O₃ Hoà tan 20,3 gam hỗn hợp oxit trên cần dùng V lít dung dịch HCl 0,4M. Tính khối lượng muối clorua tạo ra.

A. 45,05g

B. 46,5g

C. 43,36g

D. 45,85g

Lời giải:

Đáp án: A

Giải thích:

Ta có sơ đồ chuyển hoá :

Mg, Zn, Al → O₂ MgO, ZnO, Al₂O₃

MgO + 2HCl → MgCl₂ + H₂O

ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O

Al₂O₃ + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂O

MgO, ZnO, Al₂O₃ → HCl, MgCl₂, ZnCl₂, AlCl₃

Bảo toàn khối lượng: m_oxit + m_HCl = m_muối + m_H2O

⇒ 20,3 + 0,9.36,5 = m_muối + 0,45.18

⇒ m_muối = 45,05 g

Câu 15. Cho m gam FeO tác dụng hết với H₂SO₄ đặc nóng (dư), thoát ra 0,112 lít (ở đktc) khí SO₂ (là sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của m là

A. 7,2 g

B. 3,6 g

C. 0,72 g

D. 0,36 g

Lời giải:

Đáp án: C

Giải thích:

Phương trình phản ứng

2FeO + 4H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 4H₂O

0,01 0,005 mol

m_FeO = 0,01.72 = 0,72 gam

Câu 16. Cho 5,5 gam hỗn hợp bột sắt và bột nhôm tác dụng với bột lưu huỳnh trong điều kiện không có không khí) thấy có 6,4 gam lưu huỳnh tham gia phản ứng. Khối lượng sắt có trong 5,5 gam hỗn hợp đầu là

A. 5,6 gam.

B. 11,2 gam.

C. 2,8 gam.

D. 8,4 gam.

Lời giải:

Đáp án: C

Giải thích:

n_S = 6,4/32 = 0,2 (mol)

⇒ m_hh= m_Fe + m_Al

Bảo toàn electron: 2n_Fe+ 3n_Al= 2n_S

⇒ 56n_Fe + 27n_Al = 5,5

2nFe + 3nAl = 2.0,2

⇒ n_Fe= 0,05

n_Al= 0,1) ⇒ m_Fe = 0,05.56 = 2,8 (gam)

Câu 17. Nhận định nào sau đây phản ánh đúng tính chất hóa học của lưu huỳnh ?

A. Lưu huỳnh chỉ có tính oxi hóa.

B. Lưu huỳnh chỉ có tính khử.

C. Lưu huỳnh vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa.

D. Lưu huỳnh không có tính oxi hóa và không có tính khử.

Lời giải:

Đáp án: C

Câu 18. Nung nóng m gam PbS ngoài không khí sau một thời gian, thu được hỗn hợp rắn (có chứa một oxit) nặng 0,95m gam. Phần trăm khối lượng PbS đã bị đốt cháy là

A. 74,69%

B. 95,00%

C. 25,31%

D. 64,68%

Lời giải:

Đáp án: A

Giải thích:

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

m_O = m – 0,95m = 0,05m (g) → n_O = 3,125.10-3m (mol)

Ta có: n_PbS phản ứng = n_PbO = n_O= 3,125.10-3m (mol)

→ %PbS (đã bị đốt cháy) = (3,125.10-3 m.239.100% )/m = 74,69%

Câu 19. Nhận định nào sau đây phản ánh đúng tính chất hóa học của lưu huỳnh?

A. Lưu huỳnh chỉ có tính oxi hóa.

B. Lưu huỳnh chỉ có tính khử.

C. Lưu huỳnh vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa.

D. Lưu huỳnh không có tính oxi hóa và không có tính khử.

Lời giải:

Đáp án: C

Giải thích:

Câu 20. Trong gia đình, chúng ta thường có sẵn một chiếc nhiệt kế thủy ngân, chẳng may nhiệt kế bị vỡ, thủy ngân bắn ra ngoài, ta phải dùng biện pháp nào sau đây để thu gom thủy ngân có hiệu quả nhất?

A. Dùng chổi quét nhiều lần, sau đó gom lại bỏ vào thùng rác.

B. Dùng giẻ tẩm dung dịch giấm ăn, lau sạch nơi nhiệt kế vỡ.

C. Lấy bột lưu huỳnh rắc lên chỗ nhiệt kế vỡ, sau đó dùng chổi quét gom lại bỏ vào thùng rác.

D. Lấy muối ăn rắc lên chỗ nhiệt kế vỡ, sau đó dùng chổi quét gom lại bỏ vào thùng rác.

Lời giải:

Đáp án: C

Câu 21. Tính chất vật lí nào sau đây không phải của lưu huỳnh

A. chất rắn màu vàng, giòn

B. không tan trong nước

C. có tnc thấp hơn ts của nước

D. tan nhiều trong benzen, ancol etylic

Lời giải:

Đáp án: C

Giải thích:

Câu 22. Chỉ ra câu trả lời không đúng về khả năng phản ứng của S?

A. S vừa có tính oxi hoá vừa có tính khử.

B. Hg phản ứng với S ngay nhiệt độ thường.

C. Ở nhiệt độ thích hợp, S tác dụng với hầu hết các phi kim và thể hiện tính oxi hóa.

D. Ở nhiệt độ cao, S tác dụng với nhiều kim loại và thể hiện tính oxi hoá.

Lời giải:

Đáp án: C

Giải thích:

Câu không đúng là: Ở nhiệt độ thích hợp, S tác dụng với hầu hết các phi kim và thể hiện tính oxi hóa.

Vì S phản ứng với oxi thể hiện tính khử: S + O₂ → SO₂

Câu 23. Ở điều kiện thường, kim loại nào sau đây phản ứng với bột lưu huỳnh?

A. Fe

B. Hg

C. Cr

D. Cu

Lời giải:

Đáp án: B

Giải thích:

Hg là kim loại duy nhất phản ứng với S ở nhiệt độ thường

Hg + S → HgS

Câu 24. Trong các phản ứng sau đây, ở phản ứng nào axit H₂SO₄ là axit loãng?

A. 2H₂SO₄ + C → 2SO₂ + CO₂ + 2H₂O.

B. H₂SO₄ + 2Na → Na₂SO₄ + H₂

C. 2H₂SO₄+ S → 3SO₂ + 2H₂O.

D. 6H₂SO₄ + 2Fe → Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

Lời giải:

Đáp án: B

Câu 25. Đun nóng 20 gam một hỗn hợp X gồm Fe và S trong điều kiện không có không khí thu được hỗn hợp rắn A. Hòa tan hỗn hợp rắn A vào dung dịch HCl thu được 6,72 lít (đktc) hỗn hợp khí Y. Thành phần phần trăm khối lượng Fe trong X là

A. 28%

B. 56%

C. 42%

D. 84%

Lời giải:

Đáp án: D

Giải thích:

Fe + S  FeS

FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S;

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

n_Fe(bđ) = n_FeS + n_Fe(dư) = n_H2S + n_H2 = 6,72/22,4 = 0,3 (mol)

%m_Fe = 0,3.56/20.100% = 84%

Câu 26. Cho 41,6 gam hỗn hợp FeS và FeS₂ vào bình kín chứa không khí dư. Nung nóng bình để phản ứng xảy ra hoàn toàn. Sau phản ứng ta thấy số mol khí trong bình giảm 0,3 mol. Thành phần % theo khối lượng của hỗn hợp FeS và FeS₂ là:

A. 42,3 và 57,7%

B. 50% và 50%

C. 42,3% và 59,4%

D. 30% và 70%

Lời giải:

Đáp án: A

Giải thích:

Các phản ứng xảy ra:

4FeS + 7O₂ → 2Fe₂O₃ + 4SO₂

4x → 7x → 4x

4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂

4y → 11y → 8y

Số mol khí giảm = số mol khí pư – số mol khí tạo thành

→ 7x + 11y – (4x + 8y) = 0,3

↔ 3x + 3y = 0,3 (1)

Theo đề bài: 88 × 4x + 120 × 4y = 41,6 (2)

→ x = y = 0,05

%FeS = (88 × 4x)/41,6 × 100% = 42,3%