Hóa tính của lưu huỳnh. a. Hiện tượng quan sát Đốt cháy sợi dây Mg thì dây Mg nóng đỏ, khi cho hỗn hợp bột Fe và S vào đốt cùng dây Mg thì cho ngọn lửa màu xanh và dần chuyển sang màu xanh nhạt. Nhỏ lên hỗn hợp sau phản ứng vài giọt HCl loãng thì có khí mùi trứng thối bay lên. b. Phương trình phản ứng 2 Mg + O2 → 2 MgO Fe + S → FeS FeS + 2 HCl → H2S ↑ + FeCl2 c. Giải thích Mg bị oxi hóa trong không khí, đốt cháy hỗn hợp bột Fe và S trong không khí, S có tính oxi hóa mạnh nên khi đốt cháy cho ngọn lửa màu xanh. Khi giọt HCl loãng lên hỗn hợp sau phản ứng thì muối FeS tan trong axit HCl tạo khí H2S có mùi trứng thối.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC KHOA HÓA HỌC -Sinh viên thực hiện: TRẦN THỊ HOÀI NHI NGÀY 01/11/2014 Nhóm: BÀI THỰC HÀNH SỐ 5: LƯU HUỲNH – HIDRO SULFUA 1.Thí nghiệm 1: Hóa tính lưu huỳnh a Hiện tượng quan sát Đốt cháy sợi dây Mg dây Mg nóng đỏ, cho hỗn hợp bột Fe S vào đốt dây Mg cho lửa màu xanh dần chuyển sang màu xanh nhạt Nhỏ lên hỗn hợp sau phản ứng vài giọt HCl lỗng có khí mùi trứng thối bay lên b Phương trình phản ứng Mg + O2 MgO Fe + S FeS FeS + HCl H2S + FeCl2 c Giải thích Mg bị oxi hóa khơng khí, đốt cháy hỗn hợp bột Fe S khơng khí, S có tính oxi hóa mạnh nên đốt cháy cho lửa màu xanh Khi giọt HCl loãng lên hỗn hợp sau phản ứng muối FeS tan axit HCl tạo khí H2S có mùi trứng thối Thí nghiệm 2: Hóa tính lưu huỳnh a Hiện tượng quan sát Cho dung dịch HNO3 đậm đặc vào ống nghiệm chứa bột lưu huỳnh lưu huỳnh tan ít, dung dịch có màu vàng nhạt Đun sơi dung dịch có khí khơng màu ra, lưu huỳnh lắng xuống đáy ống nghiệm, dung dịch suốt Khi thêm dung dịch BaCl2 vào dung dịch pha lỗng lưu huỳnh tan nhiều so với ban đầu, dung dịch suốt có kết tủa trắng lắng xuống đáy ống nghiệm b Phương trình phản ứng S + HNO3 H2SO4 + NO2 + H2O BaCl2 + H2SO4 BaSO4 + HCl Ba2+ + SO42- BaSO4 c Giải thích Mức oxi hóa trung gian S0 thể tính khử mạnh, mơi trường HNO3 đặc nóng thể tính oxi hóa mạnh, S khử N +5 N+4 Khí khí NO2 có màu vàng đặc trưng S SO42- + 6e N+5 + e NO2 Phản ứng tạo axit H2SO4 nên thêm BaCl2 vào xảy phản ứng trao đổi ion SO42- ion Ba2+ tạo kết tủa trắng đáy ống nghiệm Thí nghiệm 3: Hóa tính lưu huỳnh a Hiện tượng quan sát Ban đầu cho dung dịch H2SO4 đậm đặc vào ống nghiệm chứa bột S dung dịch suốt, bột S lắng xuống Đun nóng ống nghiệm lưu huỳnh trở nên suốt giống hạt keo, dung dịch chuyển dần từ màu vàng sang màu cam sang màu hồng đỏ, có khí bay lên, bọt khí bám bề mặt bột S Khí làm màu dung dịch fuchsin b Phương trình phản ứng H2SO4 + S SO2 + H2O c Giải thích Trong mơi trường axit đặc nóng thể tính oxi hóa mạnh, S thể tính khử mạnh nên xảy phản ứng oxi hóa – khử: S0 S+4/SO2 + 4e S+6 + 2e S+4/SO2 Dựa vào điện cực tiêu chuẩn: SO42- + H+ + 2e SO2 + H2O S + H2O SO2 + H+ + 4e E1 = 0,17V E2 = 0,5V Vì E2 > E1 nên phản ứng xảy theo chiều: SO42- + S SO2 + H2O Khí sinh khí SO có tính khử mạnh nên làm màu dung dịch fuchsin Lưu huỳnh nguyên tố hoạt động hóa học vừa thể tính khử mạnh vừa thể tính oxi hóa mạnh Thí nghiệm 4: Điều chế Hidro Sunfua a Hiện tượng quan sát Khi cho dung dịch HCl chảy xuống bình chứa FeS dung dịch chuyển sang màu vàng, sủi bọt khí, khí khơng màu có mùi trứng thối Đốt khí hơ mảnh giấy quỳ xanh tẩm nước lửa giấy quỳ chuyển sang màu đỏ Chà đáy chén sứ lửa đáy chén có lớp chất rắn màu vàng nhạt bám vào b Phương trình phản ứng HCl + FeS H2S + FeCl2 H2S + O2 SO2 + H2O SO2 + O2 SO3 SO2 + H2O H2SO3 SO3 + H2O H2SO4 H2S + O2 S + H2O c Giải thích Ta có tích số tan TFeS = 3,7.10-19, số axit Ka (S2-) = 10-14, T < Ka nên muối FeS tan axit HCl tạo khí H 2S có mùi trứng thối Khí H 2S thể tính khử mạnh nên đốt khí S bị oxi hóa lên mức oxi hóa cao hơn: S 0, S+4 Trong môi trường đủ oxi thì: S-2 S+4/SO2 Sau khí SO2 tiếp tục bị oxi hóa lên khí SO3 Hỗn hợp khí SO2, SO3 sinh tan nước tạo axit H 2SO4 H2SO3 axit H2SO3 axit yếu, axit H2SO4 axit mạnh làm giấy quỳ xanh đổi màu chuyển sang màu đỏ Khi chà đáy chén sứ lửa đèn cồn H 2S cháy mơi trường thiếu oxi nên S-2 bị oxi hóa lên S0 giải phóng lưu huỳnh tự Lớp chất rắn màu vàng nhạt bám vào đáy chén S sinh Thí nghiệm 5: Tính chất Hidro Sunfua a Hiện tượng quan sát Sục khí H2S vào lọ thủy tinh chứa nước cất cho giấy thị pH vào giấy thị chuyển sang màu đỏ dung dịch có mùi trứng thối b Phương trình phản ứng H2S(k) + H2O H2S(dd) H2S + H2S H3O+ + HSHS- + H2O H3O+ + S2c Giải thích Sục khí H2S bị hòa tan tạo thành dung dịch axit sunfuhidrit, H 2S axit nấc yếu, yếu axit cacbonic, bị thủy phân cho môi trường axit nên làm giấy thị chuyển sang màu đỏ Khí H 2S tan nước nên dung dịch có mùi trứng thối Thí nghiệm 6: Tính chất Hidro Sunfua a Hiện tượng quan sát Ống 1: dung dịch H2SO4 đậm đặc + nước H2S: dung dịch đục Ống 2: dung dịch KMnO4 + nước H2S: màu tím KMnO4 chuyển sang màu nâu đỏ Ống 3: dung dịch K2Cr2O7 + nước H2S: dung dịch chuyển từ màu cam sang màu vàng Ống 4: dung dịch FeCl3 + nước H2S: màu vàng chanh dung dịch FeCl3 nhạt ban đầu Ống 5: dung dịch nước brom + nước H2S: màu cam nước brom nhạt dần b Phương trình phản ứng H2S + H2SO4 S + H2O H2S + KMnO4 + H2SO4 K2SO4 + MnSO4 + S + H2O H2S + FeCl3 FeCl2 + HCl + S H2S + Br2 + H2O HBr + H2SO4 K2Cr2O7 + H2SO4 + H2S K2SO4 + S + Cr2(SO4)3 + H2O c Giải thích Dung dịch axit H2S có tính khử mạnh nên khử ion có mức oxi hóa cao S+6, Mn+7, Fe+3, Br0 mức oxi hóa thấp hơn, giải phóng lưu huỳnh tự Ống 1: S+6 + 6e S0 tạo S nên dung dịch bị đục Ống 2: MnO4- + H+ + 5e Mn2+ + H2O S-2 S+4 + 6e Ống 3: Fe+3 + e Fe+2 S-2 S0 + 2e tạo muối sắt (II) nên dung dịch có màu vàng Ống 4: Br2 + 2e BrS-2 S0 + 2e Thí nghiệm 7: Các Sunfua kim loại a Hiện tượng quan sát Ống 1: muối Fe2+ + dung dịch (NH4)2S: dung dịch tách thành lớp, lớp dung dịch mà đen, lớp kết tủa màu đen Ống 2: muối Fe3+ + dung dịch (NH4)2S: dung dịch tách thành lớp, lớp kết tủa màu đen, lớp dung dịch màu đen Ống 3: muối Mn2+ + dung dịch (NH4)2S: dung dịch tách thành lớp, lớp dung dịch suốt, lớp kết tủa màu nâu Ống 4: muối Zn2+ + dung dịch (NH4)2S: dung dịch tách thành lớp, lớp dung dịch suốt, lớp kết tủa màu nâu Ống 5: muối Pb2+ + dung dịch (NH4)2S: dung dịch tách thành lớp, lớp dung dịch suốt, lớp kết tủa màu nâu đen Ống 6: muối Cu2+ + dung dịch (NH4)2S: dung dịch tách thành lớp, lớp dung dịch suốt, lớp kết tủa màu đen Quan ly tâm, hòa tan kết tủa vào dung dịch HCl loãng ta được: Ống 1: muối Fe2+: dung dịch chuyển sang màu xanh rêu, kết tủa tan có màu đen Ống 2: muối Fe3+: có khí ra, khói trắng, dung dịch suốt Ống 3: muối Mn2+: có khí ra, dung dịch trắng đục, kết tủa tan Ống 4: muối Zn2+: có khí ra, dung dịch đục, kết tủa tan Ống 5: muối Pb2+: có khí ra, dung dịch trắng đục, kết tủa khơng tan Ống 6: muối Cu2+: có khí ra, màu xanh nhạt, kết tủa khơng tan b Phương trình phản ứng (NH4)2S + FeCl2 NH4Cl + FeS Fe2+ + H2O + NH3 Fe(OH)2 + NH4+ (NH4)2S + FeCl3 NH4Cl + FeCl2 + S Fe3+ + H2O + NH3 Fe(OH)3 + NH4+ (NH4)2S + MnCl2 NH4Cl + MnS (NH4)2S + ZnCl2 NH4Cl + ZnS Zn2+ + H2O + NH3 Zn(OH)2 + NH4+ Zn(OH)2 + NH3 Zn(NH3)4(OH)2 (NH4)2S + PbCl2 NH4Cl + PbS Pb2+ + H2O + NH3 Pb(OH)2 + NH4+ (NH4)2S + CuCl2 NH4Cl + CuS Cu2+ + H2O + NH3 Cu(OH)2 + NH4+ Cu(OH)2 + NH3 Cu(NH3)4(OH)2 Hòa tan vào dung dịch HCl loãng: FeS + HCl FeCl2 + H2S MnS + HCl MnCl2 + H2S ZnS + HCl ZnCl2 + H2S c Giải thích Khi thêm muối (NH4)2S vào ống nghiệm chứa ion kim loại khác xảy phản ứng trao đổi Ta có số axit H2S Ka (S2-) = 10-14 Ta có tích số tan muối sunfua: TFeS = 3,7.10-19 TZnS = 10-23 TMnS = 5,6.10-16 TPbS = 10-29 TCuS = 4.10-38 Vì T(M2Sn) < Ka nên kết tủa không tan không bị thủy phân nước Ống 1: kết tủa Fe(OH)2 có màu xanh Ống 2: kết tủa Fe(OH)2 có màu đen Ống 3: kết tủa MnS có màu nâu Ống 4: kết tủa Zn(OH)2 có màu nâu Ống 5: kết tủa Pb(OH)2 có màu nâu đen Ống 6: kết tủa Cu(OH)2 có màu đen Khi thêm HCl vào làm tăng H+ nên H2S phân ly hồn tồn có Ka = 10-21, kết tủa có T(M2Sn) > Ka kết tủa tan đồng thời có khí làm đổi màu dung dịch Thí nghiệm 8: Các Sunfua kim loại a Hiện tượng quan sát Ống 1: muối Fe2+ + khí H2S: dung dịch màu vàng nhạt khơng màu, có kết tủa màu đen Ống 2: muối Fe3+ + khí H2S: dung dịch màu vàng vàng nhạt Ống 3: muối Mn2+ + khí H2S: dung dịch màu tím nhạt suốt Ống 4: muối Zn2+ + khí H2S: dung dịch suốt đục Ống 5: muối Pb2+ + khí H2S: dung dịch suốt, có kết tủa trắng Ống 6: muối Cu2+ + khí H2S: dung dịch màu xanh dương kết tủa màu xanh nhạt b Phương trình phản ứng FeCl2 + H2S FeS + HCl FeCl3 + H2S FeCl2 + HCl + S MnCl2 + H2S MnS + HCl ZnCl2 + H2S ZnS + HCl PbCl2 + H2S PbS + HCl CuCl2 + H2S CuS + HCl c Giải thích Sục khí H2S vào dung dịch khí H2S tan nước tạo thành dung dịch axit H2S tạo thành kết tủa sunfua Ka(S2-) = 10-14 > T (M2Sn) Ống 1: trình thuận nghịch cho kết tủa FeS màu đen Ống 2: màu vàng dung dịch màu FeCl2 S Ống 3: trình thuận nghịch cho dung dịch suốt Ống 4: trình thuận nghịch có dung dịch H2S kết tủa ZnS nên dung dịch đục Ống 5: kết tủa trắng PbS không tan axit HCl Ống 6: kết tủa xanh CuS khơng tan axit HCl • • • Từ thí nghiệm trên, sunfua kim loại phân theo độ tan chúng nước axit: Không tan nước: sunfua kim loại kiềm kiềm thổ, Al Không tan nước tan axit: sunfua kim loại Fe, Mn, Zn Không tan axit không tan nước: sunfua kim loại Pb, Cu Thí nghiệm : Natri polisunfua a Hiện tượng quan sát Ban đầu trộn dung dịch Na2S bão hòa dung dịch lưu huỳnh tan rượu dung dịch tách thành lớp, lớp có màu vàng nhạt, lớp màu vàng xanh Sau đun ống nghiệm, lớp có màu trắng đục lớp màu vàng đậm Thêm HCl 10 đến có mơi trường axit dung dịch suốt chuyển sang đục Thêm HCl 10 dung dịch có màu xanh nhạt chuyển sang suốt đục mơi trường axit b Phương trình phản ứng Na2S + (n – 1) S Na2Sn c Giải thích Do S bị hòa tan dung dịch Na2S tạo thành hỗn hợp natripolisunfua Na2Sn có màu vàng biến thiên phụ thuộc vào giá trị n dung dịch tách thành lớp tạo hỗn hợp Na2Sn ... Thí nghiệm 3: Hóa tính lưu huỳnh a Hiện tượng quan sát Ban đầu cho dung dịch H2SO4 đậm đặc vào ống nghiệm chứa bột S dung dịch suốt, bột S lắng xuống Đun nóng ống nghiệm lưu huỳnh trở nên suốt giống... trường thiếu oxi nên S-2 bị oxi hóa lên S0 giải phóng lưu huỳnh tự Lớp chất rắn màu vàng nhạt bám vào đáy chén S sinh Thí nghiệm 5: Tính chất Hidro Sunfua a Hiện tượng quan sát Sục khí H2S vào lọ... SO2 + H+ + 4e E1 = 0,17V E2 = 0,5V Vì E2 > E1 nên phản ứng xảy theo chiều: SO42- + S SO2 + H2O Khí sinh khí SO có tính khử mạnh nên làm màu dung dịch fuchsin Lưu huỳnh ngun tố hoạt động hóa học