Bài 32: Hidro sunfua - Lưu huỳnh dioxit - Lưu huỳnh trioxit

A. HIĐRO SUNFUA

I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

- Hidro sunfua là chất khí, không màu, mùi trứng thối và rất độc.

- Hơi nặng hơn không khí, tan ít trong nước.

II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

- Hidro sunfua tan trong nước tạo thành dung dịch axit rất yếu tên là axit sunfuhidric

1. Tính axit yếu

- Khi tác dụng dung dịch kiềm có thể tạo muối axit hoặc muối trung hoà

H₂S   +   NaOH \(\xrightarrow{1\,\,:\,\,1}\)NaHS +H₂O   nếu \(\frac{{{n}_{NaOH}}}{{{n}_{{{H}_{2}}S}}}\,\,\le \,\,1\)

H₂S   +   2NaOH \(\xrightarrow{1\,\,:\,\,2}\) Na₂S+2H₂O  nếu \(\frac{{{n}_{NaOH}}}{{{n}_{{{H}_{2}}S}}}\,\,\ge \,\,2\)

- Nếu \(1\,\,<\,\,\frac{{{n}_{NaOH}}}{{{n}_{{{H}_{2}}S}}}\,\,<\,\,2\) thì phản ứng tạo ra đồng thời cả hai muối NaHS và Na₂S

2. Tính khử mạnh

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

2H₂S    +    3O_{2(dư)  \(\xrightarrow{t{}^{o}}\)}   2H₂O    +    2SO₂  

 2H₂S + O_{2 (thiếu)\(\xrightarrow{t{}^{o}}\)}2H₂O  +  2S

H₂S   +   4Cl₂  +  4H₂O  →  8HCl  +  H₂SO₄ 

III. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN VÀ ĐIỀU CHẾ

- Trong tự nhiên, hidro sunfua có trong một số nước suối, khí núi lửa, xác chết người, động vật

- Trong công nghiệp, người ta không sản xuất khí hidro sunfua. Trong phòng thí nghiệm, cho muối sunfua tác dụng với dung dịch HCl

FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S

B. LƯU HUỲNH ĐIOXIT

I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

- Lưu huỳnh dioxit là chất khí không màu, mùi hắc, nặng hơn không khí, tan nhiều trong nước.

- Khí SO₂ là khí độc, có thể gây viêm đường hô hấp.

II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

Trong phân tử SO₂ lưu huỳnh có số oxi hóa trung gian +4, do đó khí SO₂ vừa là chất khử, vừa là chất oxi hoá.

1. Tính khử

Khi gặp chất oxi hoá mạnh (O₂, Cl₂, Br₂...), khí SO₂ thể hiện tính khử :

2SO₂   +   O_{2     \(\overset{{{\text{V}}_{2}}{{\text{O}}_{5}}\text{,}\,\,\text{45}{{\text{0}}^{o}}C-{{500}^{o}}C}{leftrightarrows}\)}   2SO₃

SO₂ +  Cl₂  +  2H₂O  \(\to \) 2HCl  +  H₂SO₄

2. Tính oxi hóa

Khi gặp các chất khử mạnh (H₂S, Mg, Al...), khí SO₂ thể hiện tính oxi hóa :

SO₂  + 2H₂S \(\to \) 2H₂O   +   3S

SO₂   +  2Mg     \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)  2MgO    +    S

3.  SO₂ là một oxit axit

 SO₂ + NaOH \(\xrightarrow{1\,\,:\,\,1}\) NaHSO₃ \((\frac{{{n}_{NaOH}}}{{{n}_{S{{O}_{2}}}}}\,\,\le \,\,1)\)

SO₂ + 2 NaOH \(\xrightarrow{1\,\,:\,\,2}\) Na₂SO₃+H₂O  \((\frac{{{n}_{NaOH}}}{{{n}_{S{{O}_{2}}}}}\,\,\ge \,\,2)\)

- Nếu \((1\,\,\le \,\,\frac{{{n}_{NaOH}}}{{{n}_{S{{O}_{2}}}}}\,\,\le \,\,2)\) thì tạo ra cả hai muối trung hòa và muối axit

III. ỨNG DỤNG VÀ ĐIỀU CHẾ LƯU HUỲNH ĐIOXIT

1. Ứng dụng

- Sản xuất H₂SO₄ trong công nghiệp, làm chất tẩy trắng giấy, bột giấy, chất chống nấm mốc lương thực, thực phẩm.

2. Điều chế lưu huỳnh đioxit

- Trong phòng thí nghiệm: Đun nóng H₂SO₄ với Na₂SO₃

H₂SO₄ + Na₂SO₃ → Na₂SO₄ + SO₂ + H₂O

- Trong công nghiệp: Đốt S hoặc quặng pirit sắt:

FeS₂ + O₂ \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) Fe₂O₃ + SO₂

C. LƯU HUỲNH TRIOXIT

I. TÍNH CHẤT

- Lưu huỳnh trioxit là chất lỏng không màu, tan vô hạn trong nước và axit sunfuric.

- SO₃ là một oxit axit

   + Tác dụng với nước:

SO₃ + H₂O → H₂SO₄

   + Tác dụng với dung dịch kiềm:

SO₃ + 2NaOH → Na₂SO₄ + H₂O

   + Tác dụng với oxit bazo:

SO₃ + CaO → CaSO₄

- SO₃ tan vô hạn trong H₂SO₄ tạo thành oleum: H₂SO₄.nSO₃.

II. ỨNG DỤNG VÀ SẢN XUẤT

- Ít có ứng dụng thực tế, nhưng lại là sản phẩm trung gian để sản xuất axit sunfuric

- Người ta sản xuất lưu huỳnh tri oxit bằng cách oxi hóa lưu huỳnh dioxit.

Sơ đồ tư duy: Hidro sunfua - Lưu huỳnh dioxit - Lưu huỳnh trioxit