1. Phương trình phản ứng SO2 ra SO3:
Điều kiện để xảy ra phản ứng trên là Oxi hóa SO2 bằng khí oxi hoặc không khí dư ở nhiệt độ 450 – 500oC, chất xúc tác vanađi (V) oxit V2O5:
2. Tính chất hóa học của SO2:
Khí sunfurơ – so2 là chất khí, không màu, nặng hơn không khí. Có mùi hắc, là khí độc, tan trong nước. Khí (so2) là chất có điểm nóng chảy là -72,4 độ C và điểm sôi là – 10 độ C và khí sunfurơ là chất có tính khử mạnh. Ngoài ra, khí này còn có khả năng làm vẩn đục nước vôi trong và làm mất màu dung dịch brôm và màu cánh hoa hồng. So2 tan trong nước tạo thành dung dịch axit yếu H2SO3
* SO2 là oxit axit
2.1. Lưu huỳnh đioxit Tác dụng với nước:
Là một axit yếu, tác dụng với nước tạo thành H2SO3
SO2+ H2O ⇋ H2SO3
2.2. Lưu huỳnh đioxit Tác dụng với dung dịch bazơ:
Tác dụng với dung dịch kiềm tạo ra muối sunfit hoặc hidrosunfit hay cả hai loại
SO2 + NaOH → NaHSO3
SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O
2.3. Lưu huỳnh đioxit Tác dụng với oxit bazơ → muối:
SO2 + CaO → CaSO3
2.4. SO2 vừa là chất khử, vừa là chất oxi hóa:
Do S trong SO2 có mức oxi hóa trung gian +4
+ Chất oxi hoá:
SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O
+ Chất khử: phản ứng với chất oxy hóa mạnh, Làm mất màu nước Brom, Làm mất màu dung dịch thuốc tím, Chất oxy hoá mạnh: tác dụng với chất khử mạnh
2SO2 + O2 ⇋ 2SO3 (V2O5, 4500C)
Cl2 + SO2 + 2H2O → H2SO4 + 2HCl
5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → 2MnSO4 + K2SO4 + 2H2SO4
SO2 + Br2+ 2H2O → H2SO4 + 2HBr
3. Tính chất hoá học của SO3:
SO3 (Lưu huỳnh trioxit) là oxit axit.
– Lưu huỳnh trioxit (còn gọi là anhydride sunfuric, sulfur trioxit, sulfane) là một hợp chất vô cơ với công thức hóa học SO3. Nó là chất lỏng không màu, tan vô hạn trong nước và axit sunfuric. Lưu huỳnh trioxit khô tuyệt đối không ăn mòn kim loại. Ở thể khí, đây là một chất gây ô nhiễm nghiêm trọng và là tác nhân chính trong các trận mưa axit. SO3 được sản xuất đại trà để dùng trong điều chế axit sunfuric.
– Khí SO3 có cấu tạo phân tử tam diện phẳng và đối xứng.
Nguyên tử lưu huỳnh có số oxy hóa là +6, điện tích là 0 và bao quanh bởi 6 cặp electron.
– SO3 là chất lỏng, hút nước rất mạnh và chuyển thành H2SO4 hoặc oleum: H2SO4.nSO3
– SO3 là 1 oxit axit.
– Tác dụng với Axit:
SO3 + H2O → H2SO4
Chú ý: H2SO4 là 1 axit mạnh và có tính oxi hóa mạnh.
– Tác dụng với Bazo:
SO3 tác dụng với dung dịch kiềm có thể tạo thành 2 loại muối sunfat và hiđrosunfat.
PTHH:
SO3 + KOH → KHSO4
SO3 + 2KOH → K2SO4 + H2O
SO3 + NaOH → có thể tạo 2 muối: muối axit hiđrosunfat (chứa ion HSO4-); muối trung hòa sunfat (chứa ion SO42-) tùy tỉ lệ.
3.3 . Tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối
SO3 + BaO → BaSO4
– Cách nhận biết SO3:
Việc nhận biết lưu huỳnh trioxit vô cùng đơn giản thông qua phản ứng hóa học các chất kết hợp. Khi muốn nhận biết SO3 chúng ta có thể dùng dung dịch Bari clorua BaCl2 với hiện tượng là kết tủa.
Để nhận biết thì cần thực hiện phản ứng hóa học thực hiện theo phương trình sau:
SO3 + H2O + BaCl2 → BaSO4↓ + 2HCl
4. Bài tập vận dụng và lời giải:
Câu 1. Trong các câu sau đây, câu nào sai?
A. Khi sục SO2 vào dung dịch NaOH theo tỉ lệ 1< nNaOH/nSO2< 2 thu được hỗn hợp 2 muối Na2SO3và NaHSO3.
B. Sục SO2 vào dung dịch K2CO3 tạo khí CO2.
C. SO2 vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử.
D. SO2 làm mất màu dung dịch brom.
Lời giải:
Đáp án: B
Giải thích:
Câu sai là: Sục SO2vào dung dịch K2CO3 tạo khí CO2. SO2 không đẩy được CO2 ra khỏi dung dịch
Câu 2. Khí CO2 có lẫn SO2. Trong các hóa chất sau:
(1) dung dịch NaOH;
(2) dung dịch Br2;
(3) dung dịch KMnO4;
(4) dung dịch Na2SO3;
(5) nước vôi trong;
(6) khí O2.
Có bao nhiêu hóa chất có thể sử dụng để loại bỏ khí SO2 ra khỏi CO2.
A. 4
B. 5
C. 3
D. 2
Lời giải:
Đáp án: C
Giải thích:
Các hóa chất có thể dùng để loại khí SO2ra khỏi CO2 là:
(2) dung dịch Br2;
Có khí SO2làm mất màu dung dịch Brom
SO2 + Br2 + 2H2O → 2HBr + H2SO4
(3) dung dịch KMnO4;
5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → 2MnSO4 + K2SO4 + 2H2SO4
(4) dung dịch Na2SO3
Na2SO3 + 2CO2 + H2O → 2NaHCO3 + SO2
Câu 3: Lưu huỳnh có các số oxi hóa nào dưới đây?
A. -2; 0; -4; +4
B. 0; +4; -1; +6
C. 0; -1; -2; +6
D. -2; 0; +4; +6
Câu 4: Trong các phản ứng dưới đây, số phản ứng trong đó S thể hiện tính khử là
S + O2 SO2
S + 3F2 SF6
S + Hg → HgS
S + 6HNO3 (đặc) H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
A. 3
B. 2
C. 4
D. 1
Câu 7: Khi sục SO2 vào dung dịch H2S thì
A. Dung dịch bị vẩn đục màu vàng.
B. Không có hiện tượng gì.
C. Dung dịch chuyển thành màu nâu đen.
D. Tạo thành chất rắn màu đỏ.
Lời giải:
Ta có phương trình:
SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O
=> Dung dịch bị vẩn đục màu vàng (S)
Đáp án A
Câu 8: Trường hợp nào sau đây không xảy ra phản ứng hoá học ?
A. Sục khí H2S vào dung dịch FeCl2.
B. Cho Fe vào dung dịch H2SO4 loãng, nguội.
C. Sục khí H2S vào dung dịch CuCl2.
D. Sục khí Cl2 vào dung dịch FeCl2.
Lời giải:
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
H2S + CuCl2 → CuS + 2HCl
Cl2 + 2FeCl2 → 2FeCl3
Đáp án A
Câu 9: Khí nào sau đây có trong không khí đã làm cho các đồ dùng bằng bạc lâu ngày bị xám đen ?
A. CO2. B. SO2.
C. O2. D. H2S.
Lời giải:
Khi để lâu trong không khí, đồ vật bằng bạc bị xám đen là do:
4Ag + 2H2S + O2 2Ag2S↓ + 2H2O
Đáp án D
Câu 10 : Hấp thụ 3,36 lít khí SO2 (đktc) vào 200 ml dung dịch NaOH aM. Tính a biết sau phản ứng chỉ thu được muối trung hòa.
Lời giải:
Vì đề cho chỉ tạo muối trung hòa nên chỉ xảy ra phản ứng
SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O
0,15 → 0,3
nSO2 = 0,15 mol , VNaOH = 200 ml = 0,2 lít
→ a = CMNaOH = 0,15/0,2 = 0,75M
Câu 11: Dẫn V lít (đktc) khí SO2 vào 200 ml dung dịch KOH 1M thu được 12 gam muối KHSO3. Vậy V có giá trị là:
A. 2,24 lit B. 3,36 lít C. 4,48 lit D. 5,6 lit
Lời giải:
Đáp án: B
Các phương trình phản ứng xảy ra:
SO2 + KOH → KHSO3
0,1 0,1 0,1 mol
SO2 + 2KOH → K2SO3 + H2O
0,05 0,1 mol
Tổng số mol SO2 = 0,15 mol
→ V = 3,36 lit
Câu 12. Thể tích dung dịch KOH 2M tối thiểu để hấp thụ hết 0,3 mol SO2 là:
A. 150ml B. 250ml C. 300ml D. 450ml
Lời giải:
Đáp án:A
KOH + SO2 → KHSO3
0,3 0,3
VKOH = n/CM = 0,3/2 = 0,15 lít
Câu 13. Sục 6,72 lít SO2 ở đktc vào dung dịch brom rồi cho dung dịch thu được tác dụng với BaCl2 dư, kết tủa thu được có khối lượng (g) là:
A. 23,3 B. 34,95 C. 46,6 D. 69,9
Lời giải:
Đáp án: D
Phương trình phản ứng
SO2 + Br2 + 2H2O → 2HBr + H2SO4
0,3 0,3 mol
BaCl2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2HCl
0,3 0,3 mol
mBaSO4 = 0,3 × 233 = 69,9g
Câu 14. Hấp thụ V lít SO2 (đktc) vào 300 ml dung dịch Ba(OH)2 1M thu được 21,7g kết tủa. Tính V
A. 2,24l B. 1,12 l C. 11,2 l D. A & C
Lời giải:
Đáp án: D
Trường hợp 1: Ba(OH)2 dư, SO2 hết , nSO2 = nBaSO3
Ba(OH)2 + SO2 → BaSO3 ↓+ H2O
0,1 ← 0,1
→ VSO2 = 0,1. 22,4 = 2,24 lít
Trường hợp 2: Ba(OH)2 hết, SO2 dư nhưng không hòa tan hết kết tủa (kết tủa chỉ tan một phần)
Ba(OH)2 + SO2 → BaSO3 ↓+ H2O
0,1 0,1 ← 0,1
Ba(OH)2 + 2SO2 → Ba(HSO3)2
( 0,3 – 0,1)→ 0,4
→ nSO2 = 0,1 + 0,4 = 0,5 mol
→ VSO2 = 0,5. 22,4 = 11,2lít
(tính nhanh nSO2 = 2nBa(OH)2 – n↓ = 2. 0,3 – 0,1 = 0,5 mol)
Câu 15: Bằng phương pháp hóa học hãy nhận biết các khí: CO2, SO2, SO3.
Lời giải:
– Cho qua dung dịch Br2 nhận biết SO2 do làm nhạt màu nâu của dung dịch brom:
Br2 + SO2 + 2H2O → 2HBr + H2SO4
– Cho qua dung dịch BaCl2 nhận biết SO3 do tạo kết tủa màu trắng:
BaCl2 + SO3 + H2O → BaSO4↓ + 2HCl
– Còn lại là CO2.
