Bài 20 HIĐRO SUNFUA – lưu HUỲNH ĐIOXIT – lưu HUỲNH TRIOXIT

CHƯƠNG 6: OXI – LƯU HUỲNH BÀI 20: HIĐRO SUNFUA – LƯU HUỲNH ĐIOXIT – LƯU HUỲNH TRIOXIT Mục tiêu  Kiến thức + Trình bày tính chất vật lí, trạng thái tự nhiên, tính axit yếu, ứng dụng H2S + Nêu tính chất vật lí, trạng thái tự nhiên, tính oxit axit, ứng dụng, phương pháp điều chế SO2, SO3 + Chỉ tính chất hóa học H2S (tính khử mạnh) SO2 (vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử)  Kĩ + Dự đoán, kiểm tra, kết luận tính chất hóa học H2S, SO2, SO3 + Viết phương trình hóa học minh họa tính chất H2S, SO2, SO3 + Phân biệt H2S, SO2 với khí khác biết + Giải tập tính phần trăm thể tích khí H2S, SO2 hỗn hợp Trang I LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM Hidro sunfua Hidro sunfua (H2S) tan nước tạo thành dung dịch axit yếu (yếu axit cacbonic), có tên axit sunfuhidric  Tính axit yếu: Dung dịch axit H2S axit yếu, thể tính axit tác dụng với dung dịch bazo mạnh (NaOH, KOH, Ba(OH)2,…),… Tùy vào tỉ lệ mol NaOH H2S mà xảy phản ứng tạo muối hidrosunfua hay muối sunfua Ví dụ: H2S + NaOH → NaHS + H2O H2S + 2NaOH → Na2S + 2H2O Chú ý: NaHS + NaOH → Na2S + H2O  Tính khử mạnh 2 S H2S bị oxi hóa theo q trình sau (tùy vào nồng độ chất oxi hóa): 2 2 4 2 6 S  S 2e S  S  6e S  S  8e 2 0 2 Ví dụ: 2H2 S  O2  2S 2H2 O 2 4 2 2 t 2H2 S  3O2   S O2  2H2 O 2 6 1 H2 S  4Cl2  4H2O  H2 S O4  8HCl Lưu huỳnh đioxit  SO2 (lưu huỳnh đioxit) oxit axit:   H2SO3 SO2 tan nước tạo thành dung dịch axit sunfuro (H2SO3): SO2 + H2O   SO2 tác dụng với dung dịch bazo tạo nên hai muối: muối axit (chứa ion hiđrosunfit HSO3) muối trung hòa (chứa ion sunfit SO32 ) H2SO3 axit yếu: Tính axit: H2SO3 > H2CO3 > H2S Không bền: dung dịch, H2SO3 phân hủy thành SO2 H2O Ví dụ: SO2 + NaOH → NaHSO3 SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O Chú ý: NaHSO3 + NaOH → Na2SO3 + H2O SO2 + Na2SO3 + H2O → 2NaHSO3 Trang  SO2 (lưu huỳnh đioxit) vừa chất khử, vừa chất oxi hố Trong SO2, ngun tố lưu huỳnh có số oxi hóa +4, số oxi hóa trung gian số oxi hóa –2 +6 Do tham gia phản ứng oxi hóa – khử, SO2 chất khử (bị oxi hóa) SO2 chất oxi hóa (bị khử) SO2 chất khử: 4 6 Q trình oxi hóa: S  S  2e SO2 thể tính khử tác dụng với chất oxi hóa mạnh halogen (Cl2, Br2), thuốc tím (KMnO4),… 4 6 1 Ví dụ: S O2  Br  H2O  H2 S O4  2H Br 4 7 6 2 6 6 S O2  2K Mn O4  2H2O  K S O4  2Mn S O4  2H2 S O4 Nhận xét: HBr, H2SO4 khơng có màu; nước brom có màu vàng nâu nhạt → SO2 làm nhạt màu nước brom (SO2 hết, Br2 dư) màu nước brom (SO2 dư, Br2 hết), dùng nước brom để nhận biết SO2 KMnO4 (kali pemanganat) có màu tím, MnSO4 có màu vàng nhạt → SO2 làm nhạt màu thuốc tím, dùng thuốc tím để nhận biết SO2 SO2 chất oxi hóa: 4 2 Ví dụ: S O2  2H2 S  3S 2H2O 4 4 2 Quá trình khử: S  4e  S S  6e  S SO2 thể tính oxi hóa tác dụng với chất khử mạnh hơn, H2S,… Lưu huỳnh trioxit  SO3 oxit axit: SO3 tác dụng mạnh với H2O tạo thành axit sunfuric tỏa nhiều nhiệt: SO3 + H2O → H2SO4 (axit sunfuric) Tác dụng với bazo, oxit bazo tạo thành muối sunfat Ví dụ: SO3 + 2NaOH → Na 2SO4 + H2O natri sunfat SO3 + BaO → BaSO4 bari sunfat  SO3 có tính oxi hóa mạnh: Trong SO3, lưu huỳnh có số oxi hóa +6 (số oxi hóa cao nhất), SO3 thể tính oxi hóa tính oxi hóa SO3 thuộc dạng mạnh Khi tham gia phản ứng oxi hóa – khử, SO3 thường bị khử thành SO2 Trang 6 1 4 Ví dụ: S O3  2H Br  Br  S O2  H2O Do có lực mạnh với nước (háo nước) nên SO3 hóa thành nhiều hợp chất hữu đường, xenlulozo,… Ví dụ: C12(H2O)11 + 11SO3 → 12C + 11H2SO4 (saccarozo) SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HÓA Chất lỏng, không màu, tan vô hạn nước tan H2SO4 tạo oleum ( H2SO4 nSO3 ) SO3 Lưu huỳnh trioxit H 2S SO2 Hiđro sunfua Lưu huỳnh đioxit H 2S chất khí, mùi trứng thối, độc Tan nước H2 O H2S k    H 2S dd  Hidro sunfua TÍNH CHẤT VẬT LÍ Axit sunfuhidric  Tính axit yếu H2S  NaOH  NaHS  H2O H2S  2NaOH  Na 2S  2H2O  Tính khử mạnh t 2H2S  O2 thieu    2S  2H2O SO2 chất khí, mùi hắc, độc Tan nước tạo axit   H 2SO3 SO2  H 2O   Là ngun nhân gây mưa axit TÍNH CHẤT HĨA HỌC t 2H2S  3O2 du    SO2  2H2O  Là oxit axit SO2  CaO  CaSO3 SO2  NaOH  NaHSO3 SO2  2NaOH  Na 2SO3  H2O  Số oxi hóa S +4 trung gian nên SO2 vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa 2H2S + SO2 3S + 2H2O SO2 + Br2 + 2H2O ỨNG DỤNG  Trong phịng thí nghiệm FeS  2HCl  FeCl2  H2S  Trong công nghiệp: khơng điều chế khí H 2S ĐIỀU CHẾ 2HBr + H2SO4 Sản xuất axit sunfuric, tẩy trắng bột giấy, chống nấm mốc,…  Trong phịng thí nghiệm Na 2SO3  H2SO4  Na 2SO4  SO2  H2O  Trong công nghiệp: t 4FeS2  11O2   2Fe2O3  8SO2 t S  O2   SO2 Trang II CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: Dạng tập lý thuyết SO2 – SO3 – H2S Kiểu hỏi 1: Hồn thành sơ đồ chuyển hóa Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Thực biến đổi hóa học sau cách viết phương trình hóa học ghi điều kiện phản ứng, có: Hướng dẫn giải Các phương trình hóa học: t (1) 2H2S + 3O2   2SO2 + 2H2O (2) SO2 + Br2 + 2H2O → H2SO4 + 2HBr t (3) 2H2SO4  dac  + Cu   CuSO4 + SO2 ↑ + 2H2O t  ,xt   2SO3 (4) 2SO2 + O2   (5) SO3 + H2O → H2SO4 t (6) S + O2   SO2 (7) SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O Ví dụ 2: Hãy điền chất cịn thiếu hồn thành phương trình hóa học sau đây, ghi rõ điều kiện phản ứng (nếu có): a) … + O2 → S + H2O b) SO2 + … → S + H2O c) H2S + … → SO2 + H2O d) H2S + … + … → HCl + H2SO4 e) … + H2SO4 → ZnSO4 + H2S ↑ f) … + … → NaHSO3 g) … + KMnO4 + H2O → … + MnSO4 + H2SO4 Hướng dẫn giải Các phương trình hóa học: a) 2H2S + O2 → 2S + 2H2O b) SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O Trang t c) 2H2S + 3O2   2SO2 + 2H2O d) H2S + 4Cl2 + 4H2O → 8HCl + H2SO4 e) ZnS + H2SO4 → ZnSO4 + H2S ↑ f) SO2 + NaOH → NaHSO3 g) 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4 Ví dụ 3: Hồn thành phương trình phản ứng hóa học sau chất kí hiệu chữ cái: 1) FeS2 + O2 → Akhi  Bran 2) A + O2 → C 3) C + D long → Axit E 4) E + Cu → F + A + D 5) A + KOH → H + D 6) H + BaCl2 → I + K 7) I + E → L + A + D 8) A + Cl2 + D → E + M Hướng dẫn giải Các phương trình hóa học: t (1) 4FeS2  r  + 11O2  k    2Fe2O3  r  + 8SO2  k  (B) (A) t  ,xt   2SO3 (2) 2SO2 + O2   (C) (3) SO3 + H2O → H2SO4 (D) (E) t (4) 2H2SO4  dac  + Cu   CuSO4 + SO2 ↑ + 2H2O (F) (5) SO2 + 2KOH → K2SO3 + H2O (H) (6) K2SO3 + BaCl2 → BaSO3 ↓ + 2KCl (I) (K) (8) BaSO3 + H2SO4 → BaSO4 ↓ + SO2 ↑ + H2O (L) (9) SO2 + Cl2 + 2H2O → H2SO4 + 2HCl (M) (E) Ví dụ 4: Hai hợp chất khí A B chứa nguyên tố X Phân tử chất A, B gồm ba nguyên tử hai nguyên tố Các chất A, B phản ứng trực tiếp với nhau, mà chất cịn phản ứng với nước vơi trong, dung dịch clo dung dịch thuốc tím Chọn chất A, B viết phương trình hóa học phản ứng xảy Hướng dẫn giải Trang Các khí A SO2, B H2S ngược lại A H2S, B SO2 (vì tạo thành từ nguyên tố S phân tử chất chứa ba nguyên tử) SO2, H2S tác dụng với theo phương trình: 2H2S + SO2 → 3S ↓ + 2H2O SO2, H2S phản ứng với nước vôi theo phương trình:  SO2  Ca  OH 2  CaSO3  H 2O   2SO2  Ca  OH 2  Ca  HSO3 2  2H 2S  Ca  OH 2  Ca  HS2  2H 2O   H 2S  Ca  OH 2  CaS  2H 2O SO2, H2S phản ứng với dung dịch clo theo phương trình: SO2 + Cl2 + 2H2O → 2HCl + H2SO4 H2S + 4Cl2 + 4H2O → 8HCl + H2SO4 SO2, H2S phản ứng với dung dịch thuốc tím theo phương trình: 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4 3H2S + 2KMnO4 → 2MnO2 ↓ + 2KOH + 3S ↓ + 2H2O Kiểu hỏi 2: Nhận biết, tách chất, giải thích tượng Phương pháp giải  Nhận biết, tách chất: Khí SO3: Dung dịch BaCl2, Ba(OH)2… Hiện tượng: Xuất kết tủa trắng, không tan axit SO3 + H2O + BaCl2 → BaSO4 ↓ + 2HCl (trắng) Khí SO2: dung dịch nước brom, dung dịch thuốc tím, dung dịch nước vôi Hiện tượng: màu dung dịch nước brom, dung dịch thuốc tím, làm vẩn đục nước vơi dư SO2 + Br2 + 2H2O → 2HBr + H2SO4 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4 SO2 + Ca(OH)2  du  → CaSO3 ↓ + H2O (trắng) Ví dụ: Nhận biết khí đựng bình riêng biệt sau: SO2, SO3, HCl, O2 Hướng dẫn giải Dẫn hỗn hợp khí từ từ qua bình (1) đựng dung dịch BaCl2 dư, bình xuất kết tủa trắng bình chứa khí SO3 BaCl2 + SO3 + H2O → BaSO4 ↓ + 2HCl (trắng) Khí ba bình cịn lại dẫn từ từ qua bình (2) đựng nước vơi dư, xuất kết tủa trắng bình chứa khí SO2 Trang SO2 + Ca(OH)2  du  → CaSO3 ↓ + H2O (trắng) Đưa tàn đóm đỏ lại gần hai bình cịn lại bình làm cho tàn đóm đỏ bùng cháy bình chứa khí O2 Bình cịn lại khơng có tượng chứa khí HCl Khí H2S: dung dịch nước brom, dung dịch muối đồng (II), chì (II) Hiện tượng: màu dung dịch nước brom, tạo kết tủa đen với dung dịch muối đồng (II), chì (II) H2S + 4Br2 + 4H2O → 8HBr + H2SO4 H2S + Cu 2 → CuS ↓ + H  (đen)  Giải thích tượng: Dựa vào tính chất đặc trưng chất để giải thích tượng thực tế Ví dụ: Dẫn mẫu khí thải nhà máy qua dung dịch Pb(NO3)2 dư thấy xuất kết tủa màu đen Hiện tượng chứng tỏ khí thải nhà máy có khí A NH3 B CO2 C SO2 D H2S Hướng dẫn giải Ta có, phương trình hóa học: H2S + Pb(NO3)2 → PbS ↓ + 2HNO3 (đen) Do đó, khí nhà máy H2S → Chọn D Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Phương pháp để loại bỏ tạp chất H2S có lẫn khí HCl là: Cho hỗn hợp khí lội từ từ qua lượng dư dung dịch A Pb(NO3)2 B NaHS C AgNO3 D NaOH Hướng dẫn giải Để loại bỏ tạp chất H2S có lẫn khí HCl, ta cho hỗn hợp khí lội từ từ qua lượng dư dung dịch Pb(NO3)2 Hiện tượng: H2S phản ứng tạo kết tủa đen (PbS) bị giữ lại dung dịch HCl không phản ứng với dung dịch Pb(NO3)2 nên ngồi Phương trình hóa học: H2S + Pb(NO3)2 → PbS ↓ + 2HNO3 (đen) → Chọn A Ví dụ 2: Để nhận biết khí CO2 khí SO2 người ta sử dụng A dung dịch nước brom B dung dịch NaCl C dung dịch Ca(OH)2 D dung dịch H2SO4 đặc, nguội Hướng dẫn giải Để nhận biết khí CO2 khí SO2 người ta sử dụng dung dịch brom Cách tiến hành: Dẫn bình đựng khí qua lượng dư dung dịch nước brom Trang Khí làm màu dung dịch nước brom SO2 Khí cịn lại, khơng tượng CO2 Phương trình hóa học: SO2 + Br2 + 2H2O → 2HBr + H2SO4 → Chọn A Ví dụ 3: Làm khơng khí có lẫn tạp chất khí sau: SO2, CO2, Cl2 Hướng dẫn giải Sục hỗn hợp khí qua dung dịch NaOH dư dung dịch Ca(OH)2 dư (nước vơi dư) khí SO2, CO2 Cl2 bị hấp thụ, ta thu khơng khí Phương trình hóa học: SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O Ví dụ 4: Trong tự nhiên, có nhiều nguồn chất hữu sau bị thối rữa sinh H2S, khơng khí, hàm lượng H2S ít, nguyên nhân A H2S sinh bị oxi khơng khí oxi hóa chậm B H2S bị phân hủy nhiệt độ cao C H2S bị CO2 có khơng khí oxi hóa thành chất khác D H2S tan nước tạo thành dung dịch Hướng dẫn giải Lượng H2S sinh bị oxi khơng khí oxi hóa chậm, nên hàm lượng H2S khơng khí t Phương trình hóa học: 2H2S + O2   2S + 2H2O → Chọn A Bài tập tự luyện dạng Bài tập Câu 1: Dung dịch dùng để nhận biết khí H2S A Al(NO3)3 B CaCl2 C Pb(NO3)2 D BaCl2 Câu 2: Chất khí X tan nước tạo dung dịch làm chuyển màu quỳ tím thành đỏ dùng làm chất tẩy màu Khí X A NH3 B O3 C SO2 D CO2 Câu 3: Hiện tượng xảy sục khí Cl2 (dư) vào dung dịch chứa đồng thời H2S BaCl2 A có kết tủa màu trắng xuất B có khí hidro bay lên C khơng có tượng D có kết tủa màu đen xuất Câu 4: Cho hỗn hợp khí N2, Cl2, SO2, CO2, O2 sục từ từ qua dung dịch NaOH dư hỗn hợp khí cịn lại A N2, Cl2, O2 B Cl2, O2, SO2 C N2, Cl2, CO2, O2 D N2, O2 Câu 5: Khí H2S khí độc, để loại khí H2S làm thí nghiệm người ta dùng A dung dịch axit HCl B dung dịch NaCl C dung dịch NaOH D nước cất Câu 6: Dung dịch axit sunfuhidric để khơng khí A khơng có tượng B có vẩn đục màu vàng Trang D có vẩn đục màu trắng C có bọt khí Câu 7: Sục khí SO2 dư vào dung dịch nước brom thấy A dung dịch bị vẩn đục B dung dịch chuyển màu vàng C dung dịch có màu nâu D dung dịch màu Câu 8: Để làm khơ khí SO2 người ta dùng A CaO B dung dịch KOH đặc C Al2O3 D P2O5 Câu 9: Người ta khơng dùng H2SO4 đặc để làm khơ khí sau đây? A SO2 B Cl2 C H2S D CO2 Câu 10: Chất sau thường dùng để tẩy nấm mốc tẩy màu? A SO2 B O2 C N2 D CO2 Câu 11: Để nhận biết hai khí SO2 H2S ta dùng thuốc thử A dung dịch H2S B dung dịch NaOH C dung dịch HCl D dung dịch BaCl2 Bài tập nâng cao Câu 12: Cho hình vẽ mơ tả thí nghiệm điều chế khí sunfuro: Phát biểu sau sai? A Có thể thay Na2SO3 NaHSO3 để điều chế khí SO2 B Có thể thay bơng tẩm dung dịch NaOH tẩm nước vôi C Khi cho hóa chất vào bình cầu người ta làm sau: ban đầu cho dung dịch H2SO4 vào trước, sau cho muối Na2SO3 dạng rắn D Lưới amiang có tác dụng bảo vệ bình cầu khỏi vỡ đun nóng Câu 13: Chia dung dịch nước Br2 thành hai phần Dẫn khí X khơng màu qua phần (1) thấy màu dung dịch nhạt dần Dẫn khí Y khơng màu qua phần (2) thấy màu dung dịch đậm Khí X, Y A Cl2 SO2 B SO2 HI C O2 HI D HCl HBr Câu 14: Có bốn ống nghiệm thể tích, ống đựng bốn khí sau (khơng theo thứ tự): O2, H2S, SO2 HCl Lật úp ống nghiệm nhúng vào chậu nước kết thu hình vẽ đây: Trang 10 Các bình (a), (b), (c) (d) chứa khí A O2, H2S, HCl SO2 B HCl, SO2, O2 H2S C H2S, HCl, O2 SO2 D SO2, HCl, O2 H2S Câu 15: Hoàn thành phương trình hóa học sau:               S   MgS   H2S   Na2S   CuS   CuO   CuCl2 H2SO4        NaCl   Cl2 Câu 16: Viết phương trình hóa học biểu diễn biến đổi số oxi hóa nguyên tố lưu huỳnh theo sơ đồ sau: Dạng 2: Bài toán SO2 H2S Bài toán 1: Bài toán SO2 tác dụng với O2 Phương pháp giải Phương trình hóa học: t ,xt,V2O5   2SO3 2SO2 + O2   Nhận thấy: phân tử SO2 kết hợp với phân tử O2 để tạo phân tử SO3 → Số phân tử khí giảm là:   1    Số phân tử O2 phản ứng Khi đun nóng hỗn hợp A gồm SO2 O2 với xúc tác thu hỗn hợp B gồm SO3, O2 dư, SO2 dư Ta có: n A  n B  n O2  pu   n B  n A  n O2  pu  Bảo toàn khối lượng: mA  mB Trên thực tế hầu hết phản ứng hóa học xảy khơng hoàn toàn, nghĩa hiệu suất phản ứng (H) 100% Hiệu suất phản ứng tính sau: Cách 1: Tính theo lượng chất tham gia phản ứng H Luong chat tham gia phan ung 100% Luong chat dem dung Trang 11 Cách 2: Tính theo lượng sản phẩm phản ứng thu H Luong chat thu duoc theo thuc te 100% Luong san pham thu duoc theo phan ung Chú ý: Đề yêu cầu cụ thể tính hiệu suất phản ứng theo chất ta phải tính theo chất Khi ta biết lượng nhiều chất tham gia phản ứng, để tính hiệu suất chung phản ứng, ta phải:  So sánh tỉ lệ mol chất theo đề cho theo phản ứng Nếu tỉ lệ mol so sánh nhau, hiệu suất phản ứng tính theo chất tham gia cho kết quả, ta tính theo hai chất Nếu tỉ lệ mol so sánh khác nhau, hiệu suất phản ứng tính theo chất có tỉ lệ mol nhỏ (ngay ta giả sử chất phản ứng hết) Ví dụ: Trộn mol SO2 với mol O2, cho hỗn hợp vào bình kín có chứa sẵn chất xúc tác, bật tia lửa điện để phản ứng xảy Sau phản ứng, đưa bình điều kiện ban đầu thấy áp suất bình giảm 10% Tính hiệu suất phản ứng Hướng dẫn giải Gọi x số mol oxi phản ứng, ta có: Tổng số mol khí trước phản ứng là:   mol Tổng số mol khí sau phản ứng là:  x Ta có tỉ lệ số mol khí tỉ lệ áp suất n ban dau Pban dau  n sau pu Psau pu  P   x  0,5 mol  x 0,9P Phương trình hóa học: t  ,xt   2SO3 2SO2 + O2   Nhận thấy: mol  → Hiệu suất tính theo SO2 Theo phương trình hóa học: nSO2 pu  2n O2 pu  mol Hiệu suất phản ứng: H n SO2 pu 100%  100%  33,33% n SO2 ban dau Trang 12 Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Hỗn hợp A gồm SO2 khơng khí có tỉ lệ số mol : Nung nóng hỗn hợp A với xúc tác V2O5 thu hỗn hợp khí B Tỉ khối A so với B 0,93 Hiệu suất phản ứng (cho biết khơng khí có 20% O2 80% N2) A 84% B 42% C 50% D 25% Hướng dẫn giải Giả sử số mol hỗn hợp khí A mol Hỗn hợp A gồm SO2 khơng khí có tỉ lệ mol : nên ta có: n SO2  mol, n khong  mol  n O2  Mặt khác: d A/B  0,93  20  mol 100 MA  0,93 MB Phương trình hóa học: t  2SO2 + O2  2SO3 xt V2 O5 1 Xét tỉ lệ: mol 1  → Hiệu suất tính theo SO2 SO3 SO2 t   B SO2 du , O du Sơ đồ phản ứng: A O2  xt V2 O5 N   N2 Bảo toàn khối lượng: mA  mB  nA MA  nB MB  MA n B  MB n A  0,93  nB  n B  5,58 mol Do đó, n O2  pu   n A  n B   5,58  0, 42 mol Theo phương trình hóa học: n SO2  pu   2n O2  pu   2.0, 42  0,84 mol Hiệu suất phản ứng H n SO2 pu n SO2 ban dau 100%  0,84 100%  84% → Chọn A Ví dụ 2: Nung hỗn hợp X gồm SO2 O2 có tỉ khối so với O2 1,6 với xúc tác V2O5 thu hỗn hợp Y Biết tỉ khối X so với Y 0,8 Hiệu suất phản ứng tổng hợp SO3 Trang 13 A 50,00% B 40,00% C 25,00% D 66,67% Hướng dẫn giải Ta có: d X  1,  M X  1, 6.32  51, O2 Tỉ khối X với Y 0,8 nên ta có: MX  0,8 MY Giả sử số mol khí hỗn hợp X mol Gọi số mol SO2 O2 có mol X a, b mol  a  b  (*) Khối lượng X là: m X  n X M X  1.51,  51, gam  64a  32b  51, (**) Từ (*) (**) suy ra: a  0,6;b  0, Phương trình hóa học: t   2SO3 2SO2 + O2   V2 O5 0,6 0,4 Xét tỉ lệ: mol 0, 0, → Hiệu suất phản ứng tính theo SO2  SO3 SO2  t Y Sơ đồ phản ứng: X   xt V2 O5 O SO2 du , O2 du Bảo toàn khối lượng: mX  mY  nX MX  nY MY  n Y MX  n X MY  nY  0,8  n Y  0,8 mol  n O2  pu   n X  n Y   0,8  0, mol Theo phương trình hóa học: n SO2  pu   2n O2  pu   2.0,  0, mol Hiệu suất phản ứng H n SO2 pu n SO2 ban dau 100%  0, 100%  66, 67% 0, → Chọn D Bài toán 2: SO2, H2S tác dụng với dung dịch kiềm Phương pháp giải  H2S tác dụng với dung dịch bazo mạnh NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2… Trang 14 Xét phản ứng H2S dung dịch NaOH: Phương trình hóa học: H2S + NaOH → NaHS + H2O H2S + 2NaOH → Na2S + 2H2O Để biết phản ứng tạo muối trung hòa hay muối axit, ta xét tỉ lệ: n NaOH T n H 2S T   Chỉ thu muối axit (NaHS), NaOH hết, H2S dư  T   Thu muối axit (NaHS) muối trung hịa (Na2S), NaOH H2S hết T   Chỉ thu muối trung hịa (Na2S), H2S hết, NaOH dư Ví dụ: Dẫn a mol khí H2S vào dung dịch chứa b mol NaOH Để thu muối trung hịa thì: A a 2 b B b 2 a C b 2 a D  b 2 a Hướng dẫn giải Để thu phản ứng trung hòa: T  n NaOH 2 n SO2 → Chọn C Chú ý: NaHS + NaOH → Na2S + H2O H2S + Na2S → 2NaHS  SO2 tác dụng với dung dịch bazo mạnh NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2… Xét phản ứng SO2 với dung dịch NaOH: Phương trình hóa học: SO2 + NaOH → NaHSO3 SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O Để biết phản ứng tạo muối trung hòa hay muối axit, ta xét tỉ lệ: n NaOH P n SO2 P   Chỉ thu muối axit (NaHSO3), NaOH hết, SO2 dư  P   Thu muối axit (NaHSO3) muối trung hịa (Na2SO3), NaOH SO2 hết P   Chỉ thu muối trung hịa (Na2SO3), SO2 hết, NaOH dư Chú ý: NaHSO3 + NaOH → Na2SO3 + H2O SO2 + Na2SO3 + H2O → 2NaHSO3 Ví dụ: Hấp thụ hồn tồn 6,72 lít khí SO2 (đktc) vào 250 ml dung dịch NaOH 2M thu dung dịch A Cô cạn dung dịch A thu m gam chất rắn khan Giá trị m A 31,5 B 42,0 C 29,6 D 26,5 Trang 15 Hướng dẫn giải n NaOH  0,5 mol; n SO2  0,3 mol Xét tỉ lệ:  n NaOH 0,5   1, 67   Tạo hỗn hợp hai muối: NaHSO3, Na2SO3 n SO2 0,3 Phương trình hóa học: SO2 + NaOH → NaHSO3 SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O Cô cạn dung dịch tức phải đun nóng dung dịch, NaHSO3 bị nhiệt phân theo phương trình hóa học: t 2NaHSO3   Na2SO3 + SO2 ↑ + H2O ↑ → Chất rắn khan thu có Na2SO3  NaHSO3 t  Sơ đồ phản ứng: SO2  NaOH     Na 2SO3  SO2   H 2O   Na 2SO3 0,5mol 0,3mol Bảo toàn nguyên tố Na: n NaOH  2n Na 2SO3  0,5  2n Na 2SO3  n Na 2SO3  0, 25 mol Khối lượng chất rắn là: m  m Na 2SO3  0, 25.126  31,5 gam → Chọn A SO2 tác dụng với dung dịch bazo Ca(OH)2, Ba(OH)2,… Sục từ từ đến dư khí SO2 vào dung dịch Ba(OH)2 (hoặc nước vơi trong) Phương trình hóa học: SO2 + Ba(OH)2 → BaSO3 ↓ + H2O (1) SO2 + BaSO3 + H2O → Ba(HSO3)2 (2) Hiện tượng: Ban đầu thu kết tủa, lượng kết tủa tăng dần đến cực đại theo phương trình (1), sau giảm dần đến cuối tan hết theo phương trình (2) Xét tỉ lệ K  n SO2 n Ba  OH  K   Chỉ tạo muối BaSO3 K   Chỉ tạo muối Ba(HSO3)2  K   Tạo muối BaSO3 Ba(HSO3)2 Chú ý: Bài tốn khơng thể tính K ta dựa vào kiện phụ để tìm khả tạo muối Hấp thụ SO2 vào nước vôi dư → Chỉ tạo muối CaSO3 Hấp thụ SO2 vào nước vơi thấy có kết tủa, lọc bỏ kết tủa đun nóng thêm NaOH dư vào nước lọc thấy có kết tủa Trang 16 → Tạo CaSO3 Ca(HSO3)2 Nếu kiện ta phải chia trường hợp để giải Ví dụ: Hấp thụ 6,72 lít khí SO2 (đktc) vào 100 ml dung dịch Ba(OH)2 2M Tính khối lượng muối thu Hướng dẫn giải nSO2  0,3 mol; n Ba  OH  0, mol Xét tỉ lệ:  K  n SO2 n Ba  OH   1,5   Tạo hai muối BaSO3 Ba(HSO3)2 Gọi số mol BaSO3 Ba(HSO3)2 a b mol Phương trình hóa học: Ba(OH)2 + SO2 → BaSO3 ↓ + H2O a  a  a mol Ba(OH)2 + 2SO2 → Ba(HSO3)2 b  2b  b mol a  b  0, a  0,1  Theo phương trình hóa học, ta hệ phương trình:  a  2b  0,3 b  0,1 Khối lượng muối thu được: mmuoi  mBaSO3  mBa  HSO3   0,1.217  0,1.299  51,6 gam Ví dụ: Hấp thụ hồn tồn 2,24 lít SO2 (đktc) vào dung dịch Ba(OH)2 dư thu kết tủa Khối lượng kết tủa A 32,2 gam B 16,5 gam C 12,4 gam D 21,7 gam Hướng dẫn giải Do tác dụng dung dịch Ba(OH)2 dư nên thu kết tủa BaSO3 SO2 + Ba(OH)2 → BaSO3 + H2O 0,1 → 0,1 mol Khối lượng muối: mBaSO3  0,1.217  21,7 gam → Chọn D Ví dụ: Cho 15,3 gam BaO vào H2O dư thu dung dịch A Sục V lít (đktc) SO2 vào dung dịch A thu 2,17 gam kết tủa Giá trị V A 0,224 4,256 B 2,240 4,480 C 4,480 6,720 D 11,20 6,720 Hướng dẫn giải n BaO  0,1 mol, n BaSO3  0, 01 mol BaO + H2O → Ba(OH)2 0,1 → 0,1 mol Trang 17 Nhận thấy: n Ba OH  n BaSO3  Xảy hai trường hợp Trường hợp 1:Ba(OH)2 dư Phương trình hóa học: SO2 + Ba(OH)2 → BaSO3 ↓ + H2O  0,01 0,01 mol Do đó: VSO2  0, 224 lít Trường hợp 2: Ba(OH)2 hết Phương trình hóa học: SO2 + Ba(OH)2 → BaSO3 + H2O 0,1  0,1  0,1 mol BaSO3 + SO2 + H2O → Ba(HSO3)2 0,1 – 0,01 → 0,1 – 0,01 mol Do đó, n SO2  0,1   0,1  0, 01  0,19 mol  VSO2  4, 256 lít Vậy V  0, 224 4,256 → Chọn A Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Hấp thụ hồn toàn 12,8 gam SO2 vào 250 ml dung dịch NaOH 1M Khối lượng muối tạo thành sau phản ứng A 21,9 gam B 21,8 gam C 25,2 gam D 20,8 gam Hướng dẫn giải n SO2  12,8  0, mol; n NaOH  0, 25.1  0, 25 mol 64 Xét tỉ lệ:  P  n NaOH 0, 25   1, 25   Tạo muối NaHSO3 Na2SO3 n SO2 0, Gọi số mol NaHSO3, Na2SO3 hỗn hợp muối a, b mol Sơ đồ phản ứng:   NaHSO3  a mol  SO2  NaOH  Muối   H2O Na SO b mol    0,25mol  0,2mol Bảo toàn nguyên tố S: n NaHSO3  n Na 2SO3  n SO2  a  b  0, (*) Bảo toàn nguyên tố Na: n NaHSO3  2n Na 2SO3  n NaOH  a  2b  0, 25 (**) Từ (*) (**) suy ra: a  b  0,15 Khối lượng muối thu được: mmuoi  m NaHSO3  m Na 2SO3  104.0,15  126.0,05  21,9 gam Trang 18 → Chọn A (Cách khác: Tính theo phương trình hóa học) Ví dụ 2: Hấp thụ hồn tồn 4,48 lít khí SO2 (đktc) vào 250 ml dung dịch KOH 2M, thu dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu m gam chất rắn khan Giá trị m A 31,6 B 24,0 C 37,2 D 39,5 Hướng dẫn giải n SO2  4, 48  0, mol; n KOH  0, 25.2  0,5 mol 22, Xét tỉ lệ: P  n KOH 0,5   2,5   Dung dịch X gồm K2SO3 KOH dư n SO2 0, K SO Sơ đồ phản ứng: SO2  KOH  X   H 2O 0,5mol KOH du 0,2mol m gam ran Bảo toàn nguyên tố S: n K2SO3  nSO2  0, mol Bảo toàn nguyên tố K: 2n K2SO3  n KOH du  n KOH  2.0,  n KOH du  0,5  n KOH du  0,1 mol Khối lượng chất rắn khan: m  mK2SO3  mKOH du  158.0,  56.0,1  37, gam → Chọn C Ví dụ 3: Hấp thụ hồn tồn 1,12 lít SO2 (đktc) vào 0,175 lít dung dịch Ba(OH)2 thu 4,34 gam kết tủa Nồng độ mol/lít dung dịch Ba(OH)2 A 0,2M B 0M C 0,5M D 0,3M Hướng dẫn giải nSO2  0,05 mol, n BaSO3  0,02 mol Nhận thấy: n BaSO3  nSO2  Tạo hai muối BaSO3 Ba(HSO3)2 Gọi số mol BaSO3 Ba(HSO3)2 a b mol Ba  HSO3 2 Sơ đồ phản ứng: SO2 + Ba(OH)2 → Muối   H 2O BaSO3 Bảo toàn nguyên tố S: nSO2  2n Ba  HSO3   n BaSO3  n Ba  HSO3   0, 05  0, 02  0, 015 mol Bảo toàn nguyên tố Ba: n Ba OH  n BaSO3  n Ba  HSO3  2  0,02  0,015  0,035 mol Trang 19 Nồng độ mol dung dịch Ba(OH)2 là: CM  0, 035  0, 2M 0,175 → Chọn A Ví dụ 4: Cho V lít khí SO2 (đktc) hấp thụ hồn tồn vào lít dung dịch Ca(OH)2 0,01M thu 1,8 gam kết tủa Giá trị V A 0,336 B 2,016 C 0,336 2,016 D 0,336 1,008 Hướng dẫn giải n Ca OH  0,03 mol, n CaSO3  0,015 mol Nhận thấy: n CaSO3  n Ca OH  Xảy hai trường hợp Trường hợp 1: SO2 hết, Ca(OH)2 dư SO2 + Ca(OH)2 → CaSO3 ↓ + H2O  0,015 0,015 mol  V  VCO2  0,015.22,  0,336 lít Trường hợp 2: Tạo hai muối CaSO3, Ca(HSO3)2 Sơ đồ phản ứng: SO2  Ca  OH 2 0,03mol CaSO3   0,015mol  Ca  HSO3 2  dd Bảo toàn nguyên tố Ca: n Ca  OH  n CaSO3  n Ca  HSO3   0,03  0,015  n Ca  HSO3  2  n Ca  HSO3   0,015 mol Bảo toàn nguyên tố S: nSO2  n CaSO3  2n Ca  HSO3   nSO2  0, 015  2.0, 015  0, 045 mol  V  VSO2  0, 045.22,  1, 008 lít → Chọn D Ví dụ 5: Hấp thụ hồn tồn 3,36 lít khí H2S (đktc) vào 200 ml dung dịch NaOH 1M, thu dung dịch X Khối lượng muối dung dịch X A 2,8 gam B 15,6 gam C 9,5 gam D 11,7 gam Hướng dẫn giải n H 2S  3,36  0,15 mol, n NaOH  0, 2.1  0, mol 22, Xét tỉ lệ  T  n NaOH 0,   1,33   Tạo hỗn hợp hai muối NaHS Na2S n H 2S 0,15 Phương trình hóa học: Trang 20 H2S + NaOH → NaHS + H2O H2S + 2NaOH → Na2S + 2H2O Theo phương trình hóa học: n NaOH  n H2O  0, mol Bảo toàn khối lượng: mH2S  m NaOH  mmuoi  mH2O  34.0,15  40.0,  mmuoi  18.0,  mmuoi  9,5 gam → Chọn C Ví dụ 6: Cho V lít khí H2S (đktc) tác dụng với 500 ml dung dịch NaOH 0,1M thu dung dịch chứa 2,29 gam muối Giá trị V A 0,560 B 0,672 C 0,784 D 0,080 Hướng dẫn giải n NaOH  0,05 mol Giả sử thu hai muối NaHS Na2S Gọi số mol NaHS, Na2S hỗn hợp muối x, y mol  56x  78y  2, 29 (*) Phương trình hóa học: H2S + NaOH → NaHS + H2O x  x  x mol H2S + 2NaOH → Na2S + 2H2O y  2y  y mol Ta có: n NaOH  0,05 mol  x  2y  0,05 mol (**) Từ (*) (**) suy ra: x  0,02; y  0,015 Do đó: n H2S  x  y  0, 035 mol  VH2S  0, 035.22,  0, 784 lít → Chọn C Bài tập tự luyện dạng Bài tập Câu 1: Cho 0,2 mol khí SO2 tác dụng với dung dịch chứa 0,3 mol NaOH thu A 0,2 mol Na2SO3 B 0,2 mol NaHSO3 C 0,15 mol Na2SO3 D 0,1 mol Na2SO3 0,1 mol NaHSO3 Câu 2: Cho SO2 hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch NaOH thu muối Muối A NaHSO3 B Na2SO4 C Na2SO3 D NaHSO3 Na2SO3 Trang 21 Câu 3: Sục 1,12 lít khí SO2 đktc vào 200 ml dung dịch NaOH 1M, thu dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu m gam chất rắn Giá trị m A 12,6 B 5,2 C 10,3 D 6,3 Câu 4: Sục 5,6 lít khí SO2 (đktc) vào 200 ml dung dịch KOH 2M đến phản ứng kết thúc ta thu A muối K2SO3 KOH dư B hai muối KHSO3 K2SO3 C muối KHSO3 D muối K2SO3 Câu 5: Thể tích dung dịch KOH 2M tối thiểu để hấp thụ hết 0,3 mol SO2 A 150 ml B 250 ml C 300 ml D 450 ml Câu 6: Dẫn 2,24 lít khí SO2 (đkc) vào 200 ml dung dịch KOH 1,5M Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu A K2SO3 0,1M KOH dư 0,4M B KHSO3 0,1M C K2SO3 0,5M KOH dư 0,5M D KHSO3 0,1M K2SO3 0,5M Câu 7: Dẫn V lít (đktc) khí SO2 vào 200 ml dung dịch KOH 1M thu 12 gam muối KHSO3 Giá trị V A 2,24 B 3,36 C 4,48 D 5,60 Bài tập nâng cao Câu 8: Đốt cháy hoàn toàn 2,04 gam hợp chất A, thu 1,08 gam H2O 1,344 lít SO2 (đktc) Mặt khác, cho 2,04 gam A hấp thụ hoàn toàn vào 400 ml dung dịch NaOH 0,2M thu dung dịch X Khối lượng muối dung dịch X A 3,12 gam B 4,48 gam C 3,80 gam D 4,68 gam Câu 9: Hấp thụ V lít SO2 (đktc) vào dung dịch Ca(OH)2 thu 2,4 gam kết tủa Thêm tiếp dung dịch Ca(OH)2 dư vào bình thu thêm 3,6 gam kết tủa Giá trị V A 1,120 B 2,240 C 4,480 D 1,792 Câu 10: Hỗn hợp khí X gồm SO2 O2 có tỷ khối H2 28 Lấy 4,48 lít (đktc) hỗn hợp X cho vào bình phản ứng chứa xúc tác V2O5 nung nóng bình để thực phản ứng Dẫn tồn hỗn hợp thu sau phản ứng vào dung dịch Ba(OH)2 dư thấy có 33,51 gam kết tủa Y (gồm hai muối) Hiệu suất phản ứng oxi hóa SO2 thành SO3 A 40% B 60% C 25% D 75% Trang 22 ĐÁP ÁN Dạng 1: Dạng tập lý thuyết SO2 – SO3 – H2S 1–C 2–C 3–A 4–D 11 – D 12 – C 13 – B 14 – D 5–C 6–B 7–D 8–D 9–C 10 – A Câu 15: (1) 3H2S + H2SO4 → 4S + 4H2O (4) 2NaOH + H2S → Na2S + 2H2O t (2) S + Mg   MgS (5) Na2S + CuCl2 → 2NaCl + CuS (3) MgS + 2HCl → MgCl2 + H2S t (6) CuS + O2   CuO + SO2 (7) CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O Câu 16: Phương trình hóa học: (1) 2H2S + O2 thieu → 2S + 2H2O t (2) H2 + S   H2S ↑ t (3) S + O2   SO2 (4) 2H2S + SO2 → 3S + 2H2O (5) SO2 + Br2 + 2H2O → 2HBr + H2SO4 t (6) Cu + 2H2SO4 dac   CuSO4 + SO2 + H2O (7) S + 3F2 → SF6 t (8) 3Zn + 4H2SO4 dac   3ZnSO4 + S + 4H2O (9) H2S + 4Cl2 + 4H2O → H2SO4 + 8HCl t (10) 4Mg + 5H2SO4 dac   4MgSO4 + H2S + 4H2O Dạng 2: Bài toán SO2 H2S 1–D 2–D 3–C 4–B 5–A 6–C 7–B 8–C 9–A 10 – B Trang 23 ... 25% D 75% Trang 22 ĐÁP ÁN Dạng 1: Dạng tập lý thuyết SO2 – SO3 – H2S 1–C 2–C 3–A 4–D 11 – D 12 – C 13 – B 14 – D 5–C 6–B 7–D 8–D 9–C 10 – A Câu 15: (1) 3H2S + H2SO4 → 4S + 4H2O (4) 2NaOH + H2S... H2SO4 + 8HCl t (10) 4Mg + 5H2SO4 dac   4MgSO4 + H2S + 4H2O Dạng 2: Bài toán SO2 H2S 1–D 2–D 3–C 4–B 5–A 6–C 7–B 8–C 9–A 10 – B Trang 23 ... tạo oleum ( H2SO4 nSO3 ) SO3 Lưu huỳnh trioxit H 2S SO2 Hiđro sunfua Lưu huỳnh đioxit H 2S chất khí, mùi trứng thối, độc Tan nước H2 O H2S k    H 2S dd  Hidro sunfua TÍNH CHẤT VẬT LÍ Axit