Hidro sunfua (H2S), Lưu huỳnh dioxit (SO2), Lưu huỳnh trioxit (SO3) tính chất hoá học và bài tập - hoá 10 bài 32

Vậy Hidro sunfua (H2S), Lưu huỳnh dioxit (SO2), Lưu huỳnh trioxit (SO3) có những tính chất hoá học và được ứng dụng như thế nào trong đời sống? chúng ta sẽ cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

  • xem thêm: Bài tập cơ bản và nâng cao về S, Lưu huỳnh dioxit và Hidro sunfua có đáp án

I. Hiđro sunfua H₂S

1. Tính chất vật lí của Hiđro sunfua 

- Hiđro sunfua (H₂S) là chất khí không màu, mùi trứng thối, độc, ít tan trong nước.

- Khi tan trong nước tạo thành dung dịch axit yếu sunfuhiđric.

2. Tính chất hóa học của Hiđro sunfua 

- Dung dịch H₂S có tính axit yếu (yếu hơn axit cacbonic)

a) Hidro sunfua tác dụng với kim loại mạnh                    

2Na + H₂S → Na₂S + H₂

- Hidro sunfua tác dụng với oxit kim loại (ít gặp).

b) Hidro sunfua tác dụng với dung dịch bazơ (có thể tạo thành 2 loại muối hiđrosunfua và sunfua)

H₂S + NaOH → NaHS + H₂O

H₂S + 2NaOH → Na₂S + 2H₂O

c) Hidro sunfua tác dụng với dung dịch muối tạo muối không tan trong axit:                   

H₂S + CuSO₄ → CuS + H₂SO_4­

- H₂S có tính khử mạnh (vì S trong H₂S có mức oxi hóa thấp nhất - 2).

d) Hidro sunfua tác dụng với oxi

2H₂S + O₂ → 2H₂O + 2S (thiếu oxi, phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thấp)

2H₂S + 3O₂ → 2H₂O + 2SO₂ (dư oxi, phản ứng xảy ra ở nhiệt độ cao)

e) Hidro sunfua tác dụng với các chất oxi hóa khác

H₂S + 4Br₂ + 4H₂O → H₂SO₄ + 8HBr

H₂S + 8HNO_3 đặc → H₂SO₄ + 8NO₂ + 4H₂O

H₂S + H₂SO_4 đặc → S + SO₂ + 2H₂O

3. Điều chế Hiđro sunfua 

     Dùng axit mạnh đẩy H₂S ra khỏi muối (trừ muối không tan trong axit):        

FeS + 2HCl → FeCl₂ + H_2­S

4. Nhận biết Hiđro sunfua 

- Mùi trứng thối.

- Làm đen dung dịch Pb(NO₃)₂ và Cu(NO₃)₂.

Pb(NO_3­)₂ + H₂S → PbS + 2HNO₃

Cu(NO₃)₂ + H₂S → CuS + 2HNO₃

- Làm mất màu dung dịch Brom, dung dịch KMnO₄,...

II. Lưu huỳnh đioxit - SO₂ (khí sunfurơ, lưu huỳnh (IV) oxit, anhiđrit sunfurơ)

1. Tính chất vật lí của Lưu huỳnh đioxit - SO₂

     Là chất khí không màu, nặng hơn không khí, mùi hắc, độc, tan và tác dụng được với nước.

2. Tính chất hóa học của Lưu huỳnh đioxit - SO₂

* SO₂ là oxit axit

a) Lưu huỳnh đioxit Tác dụng với nước:

SO₂ + H₂O ↔ H₂SO₃

b) Lưu huỳnh đioxit Tác dụng với dung dịch bazơ (có thể tạo thành 2 loại muối sunfit và hiđrosunfit)

SO₂ + NaOH → NaHSO₃

SO₂ + 2NaOH → Na­₂SO₃ + H₂O

c) Lưu huỳnh đioxit Tác dụng với oxit bazơ → muối:

SO₂ + CaO  CaSO₃ 

* SO₂ vừa là chất khử, vừa là chất oxi hóa (do S trong SO₂ có mức oxi hóa trung gian +4)

d) Lưu huỳnh đioxit là chất oxi hóa:

SO₂ + 2H₂S → 3S + 2H₂O

e) Lưu huỳnh đioxit là chất khử:

2SO₂ + O₂ ↔ 2SO₃ (V₂O₅, 450⁰C)

Cl₂ + SO₂ + 2H₂O → H₂SO₄ + 2HCl

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

SO₂ + Br₂ + 2H₂O → H₂SO₄ + 2HBr

3. Điều chế Lưu huỳnh đioxit

- Đốt cháy lưu huỳnh:

S + O₂  SO₂

- Đốt cháy H₂S trong oxi dư:

2H₂S + 3O₂ → 2H₂O + 2SO₂

- Cho kim loại tác dụng với H₂SO₄ đặc nóng:

Cu + 2H₂SO_{4 đặc, nóng} → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

- Đốt quặng:

4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂

- Trong phòng thí nghiệm dùng phản ứng của Na₂SO₃ với dung dịch H₂SO₄:

Na₂SO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + SO₂ + H₂O

4. Nhận biết Lưu huỳnh đioxit

- Làm quỳ tím ẩm chuyển thành màu đỏ.

- Làm mất màu dung dịch nước brom, dung dịch thuốc tím,...

SO₂ + 2H₂O + Br₂ → 2HBr + H₂SO₄

5. Ứng dụng Lưu huỳnh đioxit

- Sản xuất axit sunfuric, tẩy trắng giấy, bột giấy; Chống nấm mốc cho lương thực, thực phẩm.

- Ngoài các ứng dụng trên, SO₂ còn là chất gây ô nhiễm môi trường. Nó là nguyên nhân gây ra hiện tượng mưa axit.

III. Axit sunfuric và Lưu huỳnh trioxit

1. Tính chất vật lí Axit sunfuric và Lưu huỳnh trioxit

- SO₃ là chất lỏng, hút nước rất mạnh và chuyển thành H₂SO₄ hoặc oleum: H₂SO₄.nSO₃

- H₂SO₄ là chất lỏng, nhớt, nặng hơn nước, khó bay hơi và tan vô hạn trong nước.

- H₂SO₄ đặc hút nước mạnh và tỏa nhiều nhiệt nên khi pha loãng phải cho từ từ axit đặc vào nước mà không làm ngược lại vì có thể gây bỏng. H₂SO₄ có khả năng làm than hóa các hợp chất hữu cơ.

2. Tính chất hóa học Axit sunfuric và Lưu huỳnh trioxit

* H₂SO₄ loãng là một axit mạnh

+ Làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ.

+ Tác dụng với kim loại đứng trước H (trừ Pb) → muối sunfat (trong đó kim loại có hóa trị thấp) và H₂

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

+ Tác dụng với oxit bazơ → muối (trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị) + H₂O

FeO + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂O

+ Tác dụng với bazơ → muối + H₂O

H₂SO₄ + NaOH → NaHSO₄ + H₂O

H₂SO₄­ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O

(phản ứng của H_­2­SO₄ với Ba(OH)₂ hoặc bazơ kết tủa chỉ tạo thành muối sunfat).

Cu(OH)₂ + H₂SO₄ → CuSO₄ + 2H₂O

Ba(OH)₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ + 2H₂O

+ Tác dụng với muối → muối mới (trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị) + axit mới

Na₂CO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O + CO₂

H₂SO₄ + 2KHCO₃ → K₂SO₄ + 2H₂O + 2CO₂

* H₂SO₄ đặc là chất oxi hóa mạnh và axit mạnh:

+ H₂SO₄ đặc vẫn là axit mạnh: làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ; tác dụng với bazơ, oxit bazơ và với muối (trong đó kim loại đã có hóa trị cao nhất) tương tự như H₂SO₄ loãng.

+ Trong H₂SO₄, S có mức oxi hóa cao nhất (+6) nên H₂SO₄ đặc nóng còn có tính oxi hóa mạnh.

a) Axit sunfuric tác dụng với kim loại

+ H₂SO₄ đặc phản ứng được với hầu hết các kim loại (trừ Au và Pt) → muối trong đó kim loại có hóa trị cao + H₂O + SO₂ (S, H₂S).

+ Sản phẩm khử của S⁺⁶ tùy thuộc vào độ mạnh của kim loại: kim loại có tính khử càng mạnh thì S⁺⁶ bị khử xuống mức oxi hóa càng thấp.

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

2H₂SO₄ + Cu → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

5H₂SO₄ + 4Zn → 4ZnSO₄ + H₂S + 4H₂O

     + H₂SO₄ đặc nguội thụ động với Al, Fe và Cr.

b) Axit sunfuric tác dụng với phi kim → oxit phi kim + H₂O + SO₂

S + 2H₂SO₄ → 3SO₂ + 2H₂O (t⁰)

C + 2H₂SO₄ → CO₂ + 2H₂O + 2SO₂ (t⁰)

2P + 5H₂SO₄ → 2H₃PO₄ + 5SO₂ + 2H₂O

c) Axit sunfuric tác dụng với các chất khử khác

2H₂SO₄ + 2FeSO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 2H₂O

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

3. Điều chế Axit sunfuric và Lưu huỳnh trioxit

FeS₂ hoặc S → SO₂ → SO₃ → H₂SO₄

4. Nhận biết Axit sunfuric và Lưu huỳnh trioxit

- Làm đỏ giấy quỳ tím.

- Tạo kết tủa trắng với dung dịch Ba²⁺            

Ba(OH)₂ + H₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2H₂O

(các muối sunfat đều dễ tan trừ BaSO₄, PbSO₄ và SrSO₄ không tan; CaSO₄ và Ag₂SO₄ ít tan).

5. Ứng dụng của Axit sunfuric và Lưu huỳnh trioxit

- Axit sunfuric là hóa chất hàng đầu trong nhiều ngành sản xuất: phẩm nhuộm, sơn, luyện kim, phân bón, chất dẻo, chất tẩy rửa...

IV. Bài tập Hidro sunfua , Lưu huỳnh dioxit và Lưu huỳnh trioxit 

Bài 1 trang 138 sgk hoá 10: Lưu huỳnh đioxit có thể tham gia những phản ứng sau:

SO₂ + Br₂ + 2H₂O → 2HBr + H₂SO₄ (1)

SO₂ + 2H₂S → 3S + 2H₂O (2)

Câu nào sau đây diễn tả không đúng tính chất của các chất trong những phản ứng trên?

A. Phản ứng (1) : SO₂ là chất khử, Br₂ là chất oxi hóa.

B. Phản ứng (2) : SO₂ là chất oxi hóa, H₂S là chất khử.

C. Phản ứng (2) : SO₂ vừa là chất khử, vừa là chất oxi hóa.

D. Phản ứng (1) : Br₂ là chất oxi hóa, phản ứng (2) : H₂S là chất khử.

* Lời giải bài 1 trang 138 sgk hoá 10:

+ Đáp án: C đúng.

+ Gợi ý:

- Ở PTPƯ (1): SO₂ đóng vai trò chất khử, Br₂ đóng vai trò chất oxi hoá

S⁺⁴ → S⁺⁶ + 2e

Br⁰ + 2e → Br⁺²

- Ở PTPƯ (2): SO₂ đóng vai trò chất oxi hoá, H₂S đóng vai trò chất khử

S⁺⁴ +4e → S⁰

S^-2 → S⁰ + 2e

⇒ Câu diễn tả không đúng tính chất của các chất trong những phản ứng trên là: Phản ứng (2) : SO₂ vừa là chất khử, vừa là chất oxi hóa.

Bài 3 trang 138 sgk hóa 10: Cho biết phản ứng hóa học

H₂S + 4Cl₂ + 4H₂O → H₂SO₄ + 8HCl.

Câu nào diễn tả đúng tính chất các chất phản ứng?

A. H₂S là chất oxi hóa, Cl₂ là chất khử.

B. H₂S là chất khử, H₂O là chất oxi hóa.

C. Cl₂ là chất oxi hóa, H₂O là chất khử.

D. Cl₂ là chất oxi hóa, H₂S là chất khử.

* Lời giải bài 3 trang 138 sgk hóa 10:

+ Đáp án: D đúng.

+ Gợi ý:

Cl₂⁰ + 2e → 2Cl^- ⇒ Cl₂ là chất oxi hóa

S^-2 → S⁺⁶ + 8e ⇒ S là chất khử

Bài 5 trang 139 sgk hóa 10: Dẫn khí SO₂ vào dung dịch KMnO₄ màu tím nhận thấy dung dịch bị mất màu, vì xảy ra phản ứng hóa học sau:

SO₂ + KMnO₄ + H₂O → K₂SO₄ + MnSO₄ + H₂SO₄

a) Hãy cân bằng phương trình hóa học trên bằng phương pháp thăng bằng electron.

b) Hãy cho biết vai trò của SO₂ và KMnO₄ trong phản ứng trên.

Lời giải bài 5 trang 139 sgk hóa 10:

a) Cân bằng phương trình phản ứng oxi hóa – khử:

b) SO₂ là chất khử, KMnO₄ là chất oxi hóa.

Bài 8 trang 139 SGK Hóa 10: Cho hỗn hợp gồm Fe và FeS tác dụng với dung dịch HCl (dư), thu được 2,464 lít hỗn hợp khí (đktc). Cho hỗn hợp khí này đi qua dung dịch Pb(NO₃)₂ (dư), thu được 23,9g kết tủa màu đen.

a) Viết các phương trình hóa học của phản ứng đã xảy ra.

b) Hỗn hợp khí thu được gồm những khí nào? Thể tích mỗi khí là bao nhiêu (đktc)?

c) Tính khối lượng của Fe và FeS có trong hỗn hợp ban đầu?

* Lời giải Bài 8 trang 139 SGK Hóa 10:

a) Các phương trình phản ứng:

Fe + HCl → FeCl₂ + H₂↑    (1)

FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S↑     (2)

H₂S + Pb(NO₃)₂ → PbS↓ + 2HNO₃    (3)

b) Hỗn hợp khí thu được là H₂ và H₂S

- Theo bài ra, ta có: n_{hh khí} = n_H2 + n_H2S = 2,464/22,4 = 0,11 (mol);

 và kết tủa màu đen chính là PbS ⇒ n_PbS = 23,9/239 = 0,1 (mol).

- Theo PTPƯ (3), ta có ⇒ n_H2S = n_PbS = 0,1 mol

⇒ n_H2 = n_{hh khí} - n_H2S = 0,11 – 0,1 = 0,01 mol

⇒ V_H2 = 0,01.22,4 = 0,224 (lít).

⇒ V_H2S = 0,1.22,4 = 2,24 (lít).

c) Theo PTPƯ (2) ⇒ n_FeS = n_H2S = 0,1 (mol).

⇒ m_FeS = 0,1.88 = 8,8 (g).

- Theo PTPƯ (1) thì: n_Fe = n_H2 = 0,01 mol ⇒ m_Fe = 0,01.56 = 0,56g.

Bài 9 trang 139 SGK Hóa 10: Đốt cháy hoàn toàn 2,04g hợp chất A, thu được 1,08g H₂O và 1,344 lít SO₂ (đktc).

a) Hãy xác định công thức phân tử của hợp chất A.

b) Dẫn toàn lượng hợp chất A nói trên đi qua dung dịch axit sunfuric đặc thấy có kết tủa màu vàng xuất hiện.

- Hãy giải thích tượng và viết phương trình phản ứng xảy ra.

- Tính khối lượng chất kết tủa thu được

* Lời giải bài 9 trang 139 SGK Hóa 10:

a) Xác định công thức phân tử của hợp chất A

- Theo bài ra thì: n_SO2 = 1,344/22,4 = 0,06 (mol) ⇒ m_S = 0,06.32 = 1,92 (g).

 n_H2O = 1,08/18 = 0,06 (mol) ⇒ n_H = 2n_H2O = 2.0,06 =0,12 (mol) ⇒ m_H = 0,12.1 = 0,12 (g).

- Theo bài ra thì m_S + m_H = 1,92 + 0,12 = 2,04 =m_A 

⇒ Hợp chất A chỉ có nguyên tố S và H.

Ta có tỉ lệ: n_H : n_S =  0,12 : 0,06 = 2 : 1

⇒  Công thức phân tử của A và là H₂S.

b) Phương trình hóa học của phản ứng:

 3 mol                     4 mol

 0,06 mol                 ? mol

- Theo bài ra thì: n_H2S = 2,04/34 = 0,06 mol

- Theo PTPƯ: n_S = (4/3). n_H2S = (4/3).0,06 = 0,08 mol

⇒  m_S = 0,08.32 = 2,56 (g).

Bài 10 trang 139 SGK Hóa 10: Hấp thụ hoàn toàn 12,8g SO₂ vào 250ml dung dịch NaOH 1M.

a) Viết các phương trình hóa học của phản ứng có thể xảy ra.

b) Tính khối lượng muối tạo thành sau phản ứng

* Lời giải bài 10 trang 139 SGK Hóa 10:

- Theo bài ra, ta có: n_SO2 = 12,8/64 = 0,2 (mol).

 n_NaOH = (1.250)/1000 = 0,25 (mol).

1≤≤2 ⇒ phản ứng tạo 2 muối

a) Phương trình hóa học của phản ứng

SO₂ + NaOH → NaHSO₃

SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O