Lý thuyết chương Oxi – Lưu huỳnh Trung tâm BDVH<ĐH HOA SEN – Tân Bình – TP.HCM CHƯƠNG VI: OXI – LƯU HUỲNH BÀI OXI – OZON A OXI I TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA OXI Tác dụng với kim loại t VD: 2Mg + O2 → 2MgO Magie oxit t 4Al + 3O2 → 2Al2O3 Nhôm oxit t 3Fe + 2O2 → Fe3O4 Oxit sắt từ (FeO, Fe2O3) Tác dụng với phi kim t S + O2 → SO2 t C + O2 → CO2 t N2 + O2 → 2NO t0 khoảng 30000C hay hồ quang điện Tác dụng với H2 (theo tỉ lệ :1 số mol), t0 o o o o o o t 2H2 + O2 → 2H2O o Tác dụng với hợp chất 2SO2 + V2O5 4500C O2 2SO3 t CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O II ĐIỀU CHẾ Trong phòng thí nghiệm - Đun nóng KMnO4 KClO3 với chất xúc tác MnO2 t 2KClO3 → 2KCl + 3O2 t KmnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2 - Phân hủy hiđro peoxit ( H2O2) với chất xúc tác MnO2 xúctácMnO2t H2O2 → O2 + 2H2O Trong công nghiệp - Từ không khí: Chưng cất phân đoạn không khí hóa lỏng, thu oxi - 1830C o 0 o - Từ nước: Điện phân nước t H2O đp, → O2 + 2H2O o B OZON - O3 có tầng cao khí tạo thành sau phản ứng: ,t 3O2 UV → 2O3 - O3 chất có tính oxi hóa mạnh mạnh O2 o GV: Đinh Thị Hồng Nga (0909.898.429) Lý thuyết chương Oxi – Lưu huỳnh Trung tâm BDVH<ĐH HOA SEN – Tân Bình – TP.HCM - O3 oxi hóa hầu hết kim loại ( trừ Au Pt ) Ở điều kiện bình thường O2 không oxi hóa Ag, O3 oxi hóa Ag thành Ag2O - O2 không oxi hóa ion I- dung dịch, O3 oxi hóa ion I- thành I2 t 2KI + O3 + H2O → I2 + 2KOH + O2 BÀI 2: LƯU HUỲNH S 32 16 Cấu hình e: 1s22s22p63s23p4 Độ âm điện: 2,58 I TÍNH CHẤT VẬT LÍ CỦA LƯU HUỲNH Hai dạng thù hình lưu huỳnh - Lưu huỳnh tà phương Sα - Lưu huỳnh đơn tà Sβ + Đều cấu tạo từ ca vòng S8 + Sβ bền Sα + Khối lượng riêng Sβ nhỏ Sα + Nhiệt động nóng chỷa Sβ lớn Sα Ảnh hưởng nhiệt độ cấu tạo phân tử tính chất vật lí: N độ Trạng thái Màu 187 Quánh Cấu tạo phân tử Nâu đỏ S8 vòng → chuỗi S8 → Sn >445 14000 17000 Hơi Hơi Hơi Da cam S6, S4 S2 S II TÍNH CHẤT HÓA HỌC Lưu huỳnh tác dụng với kim loại hiđro: 0 t0 +3 -2 2Al + 3S2 → Al2S3 GV: Đinh Thị Hồng Nga (0909.898.429) Lý thuyết chương Oxi – Lưu huỳnh H Trung tâm BDVH<ĐH HOA SEN – Tân Bình – TP.HCM t0 +1 -2 + S2 → H2S - Trong phản ứng lưu huỳnh tính oxi hoá: 0 -2 S + 2e → S Lưu huỳnh tác dụng với phi kim: 0 t0 +4 -2 S + O2 → SO2 S +6 -1 + 3F2 → SF6 - Trong phản ứng lưu huỳnh thể tính khử: S → S + 4e S → S + 6e Kết luận: Lưu huỳnh vừa có tính oxi hoá , vừa có tính khử III ỨNG DỤNG CỦA LƯU HUỲNH HS nghiên cứu ứng dụng lưu huỳnh SGK IV SẢN XUẤT LƯU HUỲNH Phương pháp vật lí - Dùng khai thác lưu huỳnh dạng tự lòng đất - Dùng hệ thống thiết bị nén nước siêu nóng (1700C) vào mỏ lưu huỳnh để đẩy lưu huỳnh nóng cháy lên mặt đất Phương pháp hoá học + Đốt H2S điều kiện thiếu không khí 2H2S + O2 → 2S + 2H2O + Dùng H2S khử SO2 2H2S + SO2 → 3S + 2H2O - Thu hồi 90% lượng lưu huỳnh khí thải độc hại SO2, H2S - Bảo vệ môi trường,c hống ô nhiễm không khí BÀI 3: HIĐRO SUNFUA, LƯU HUỲNH ĐIOXIT, LƯU HUỲNH TRIOXIT A HIĐRO SUNFUA I CẤU TẠO PHÂN TỬ - Tương tự cấu tạo H2O + Liên kết H - S: Cộng hoá trị có cực GV: Đinh Thị Hồng Nga (0909.898.429) Lý thuyết chương Oxi – Lưu huỳnh Trung tâm BDVH<ĐH HOA SEN – Tân Bình – TP.HCM + Số oxi hoá S: - II TÍNH CHẤT VẬT LÍ - HS ghi vở: Trạng thái, mùi, màu, độc tính? Nhẹ hay nặng không khí? Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi, độ tan III TÍNH CHẤT HOÁ HỌC 1) Tính axit yếu H2S + NaOH → NaHS + H2O H2S + NaOH → Na2S + H2O Sản phẩm muối tuỳ theo tỉ lệ mol H2S NaOH phản ứng 2) Tính khử mạnh: - Do H2S lưu huỳnh có số oxi hoá thấp (-2), nên H2S có tính khử mạnh 2H2S + O2 → 2S + 2H2O 2H2S + 3O2 → 2SO2 + 2H2O H2S + 4Br2 + 4H2O → H2SO4 + 8HBr H2S + Cl2 (k) → 2HCl + S Kết luận: H2S có tính axit yếu tính khử IV TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN ĐIỀU CHẾ * Nguyên tắc: Muối sunfua + axit FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S Chú ý: axit HCl, H2SO4 (1), không dùng axit oxi hoá H2SO4(đ), HNO3 V TÍNH CHẤT CỦA MUỐI SUNFUA Công thức: M2Sn (M: kim loại, n: hoá trị) + Sunfua KL IA, IIA (trừ Be) vừa tan nước,vừa tan axit: Na2S + 2HCl → 2NaCl + H2S ↑ + Sunfua số kim loại nặng PbS, CuS, HgS, Ag2S không tan nước không tác dụng với axit HCl, H2SO4 loãng + Sunfua kim loại lại FeS, ZnS không tan nước tan axit HCl, H2SO4 loãng: ZnS + H2SO4 → ZnSO4 + H2S ↑ - Kết luận màu sắc số sunfua: CdS vàng, HgS đỏ, PbS đen B LƯU HUỲNH ĐIOXIT (SO2) Cấu tạo phân tử: - Công thức cấu tạo: GV: Đinh Thị Hồng Nga (0909.898.429) Lý thuyết chương Oxi – Lưu huỳnh S O Trung tâm BDVH<ĐH HOA SEN – Tân Bình – TP.HCM hay S O O O (a) (b) - Trong SO2 lưu huỳnh có số oxi hoá +4 (Công thức (b) thoả mãn quy tắc bát tử) Tính chất vật lí - Khí không mùa, mùi hắc, độc - Nặng lần không khí tan nhiều nước (dSO2/KK = 64 = 2,2) 29 Tính chất hoá học: a) Lưu huỳnh đioxit oxit axit - Tan nước tạo axit tương ứng SO2 + H2O → H2SO3(axit sunfurơ) - Tính axit yếu (mạnh axit H2S axit cacbonic) - Không bền, dễ phân huỷ tạo SO2 dd - Có thể tạo loại muối: + Muối trung hoà: Na2SO3, CaSO3… + Muối axit: NaHSO3, Ba(HSO3)2 SO2 + NaOH → NaHSO3 SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O b) SO2 chất vừa có tính khử vừa có tính oxi hoá - Nguyên tố S SO2 có tính oxi hoá trung gian (+4) +4 +6 S → S + 2e (tính khử) +4 S + 4e → S (tính oxi hoá) → SO2 vừa có tính khử vừa có tính oxi hoá * Lưu huỳnh đioxit chất khử: +4 -1 +6 SO2 + Br2 + 2H2O → 2HBr + H2SO4 * Lưu huỳnh đioxit chất oxi hoá SO2 + 2H2S → 3S↓ + H2O GV: Đinh Thị Hồng Nga (0909.898.429) Lý thuyết chương Oxi – Lưu huỳnh Trung tâm BDVH<ĐH HOA SEN – Tân Bình – TP.HCM Lưu huỳnh đioxit- chất gây ô nhiễm - Sinh cháy nhiêu liệu hoá thạch → mưa axit → tàn phá công trình kiến trúc, đất đai, sức khoẻ người Ứng dụng điều chế a) Ứng dụng: (SGK) b) Điều chế: * Trong phòng TN: Phản ứng trao đổi Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + SO2 + H2O * Trong CN: phản ứng oxi hoá - khử t0 S + O2 SO2 t0 4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 C LƯU HUỲNH TRIOXIT: SO3 (Ahidrit sunfuric / lưu huỳnh (VI) oxit) Cấu tạo phân tử - Cấu hình e trạng thái kích thích thứ hai 3s13p33d2 3d2 3s 3p3 - Công thức cấu tạo O O S S hay O O O O (a) (b) - Lưu huỳnh có số oxi hoá cực đại +6 (Công thức b thoả mãn quy tắc bát tử) Tính chất, ứng dụng điều chế a) Tính chất vật lí: - Lỏng, không màu - Tan vô hạn nước H2SO4 SO3 + H2O → H2SO4 nSO3 + H2SO4 → H2SO4.nSO3 (ôleum) GV: Đinh Thị Hồng Nga (0909.898.429) Lý thuyết chương Oxi – Lưu huỳnh Trung tâm BDVH<ĐH HOA SEN – Tân Bình – TP.HCM b) Tính chất hoá học; SO3 oxit axit mạnh: SO3 + MgO → MgSO4 SO3 + 2NaOH → Na2SO4 + H2O c) Ứng dụng điều chế: - Ứng dụng: có ứng dụng thực tiễn - Điều chế: ,t 2SO2 + O2 V2O → 2SO3 BÀI 4: AXIT SUNFURIC H2SO4 I Cấu tạo phân tử - Công thức cấu tạo H O O H O S O S hay H O (a) O H O (b) O - Lưu huỳnh có số oxi hoá cực đại = +6 (công thức b thoả mãn quy tắc bát tử) II Tính chất vật lí 1) Lỏng, sánh, không màu, không bay - t0s = 3370C, d = 1,86g/muối clorat - Tan vô hạn nước toả nhiều nhiệt - H2SO4 đặc háo nước dễ hút ẩm 2) Tính hoá nước C12H22O11 + H2SO4(đ)→ C + H2SO4.nH2O Cn(H2O)m → nC + mH2O III Tính chất hoá học 1) Tính axit axit H2SO4 loãng - Tác dụng với KL, oxit bazơ, bazơ, muối H2SO4 + Fe → FeSO4 + H2 ↑ + Na2O → + KOH → + NaxSO4 → GV: Đinh Thị Hồng Nga (0909.898.429) Lý thuyết chương Oxi – Lưu huỳnh + BaCl2 Trung tâm BDVH<ĐH HOA SEN – Tân Bình – TP.HCM → Kết luận: H2SO4 loãng thể tính axit H+ 2) Tính oxi hoá axit H2SO4 đặc a) Tác dụng với kim loại +6 t0 +2 Cu + 2H2SO4đặc → CuSO4 + SO2 + 2H2O +6 t0 +3 6Fe + 6H2SO4đặc → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O +4 +4 Kết luận: Axit H2SO4 oxi hoá hầu hết KL (trừ Au, Pt) Al, Fe, Cs… thu động với H2SO4 đặc, nguội b) Tác dụng với phi kim 2H2SO4 đặc + S → 3SO2 + 2H2O 2H2SO4 + C → 2H2O + 2SO2 + CO2 c) Oxi hoá số hợp chất khác 2H2SO4 đặc + HI → I2 + 2H2O + SO2 ↑ 2H2SO4 đặc + H2S → SO2 + 2H2O + S ↓ IV Ứng dụng: Xem sơ đồ SGK trang 186 V Sản xuất axit sunfuric Phương pháp tiếp xúc Bước 1: Sản xuất SO2 t0 S + O2 → SO2 t0 4FeS2 + 11O2 → 8SO2 + 2Fe2O3 Bước 2: Sản xuất SO3 SO2 + O2 SO3 Bước 3: Sản xuất H2SO4 - Hấp thụ SO3 H2SO4 đặc 98% H2SO4 đặc + nSO3 → H2SO4 nSO3 H2SO4 nSO3 + nH2O → (n + 1) H2SO4 (oleum) p- Pha loãng oleum nước VI Muối sunfat nhận biết ion SO −4 Muối sunfat: GV: Đinh Thị Hồng Nga (0909.898.429) Lý thuyết chương Oxi – Lưu huỳnh Trung tâm BDVH<ĐH HOA SEN – Tân Bình – TP.HCM Muối sunfat muối axit sunfuaric Có hai loại muối sunfat: + Muối trung hoà (muối sunfat) chứa ion SO 24− + Muối axit (muối hđrosunfat) chứa inon HSO −4 - Các muối sunfat tan trừ BaSO4, SrSO4, FbSO4 không tan BaSO4 tan Nhận biết: Dùng dung dịch muối bari Ba(OH)2 H2SO4 + BaCl2 → BaSO4 ↓ trắng + 2HCl Na2SO4 + BaCl2 → BaSO4 ↓ trắng + 2NaCl Không có kho báu quý học thức Hãy tích lũy lúc Chúc em thành công ! GV: Đinh Thị Hồng Nga (0909.898.429)