Title 7. BÀI 7,8 - SULFUR VÀ SULFUR DIOXIDE – SULFURIC ACID VÀ MUỐI SULFATE (File giáo viên).docx ✅

BÀI 7- 8: SULFUR VÀ SULFUR DIOXIDE A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT I. SULFUR 1. Trạng thái tự nhiên - Sulfur (lưu huỳnh) là nguyên tố phổ biến thứ 17 trên vỏ Trái Đất, tồn tại ở 4 dạng đồng vị bền là 32S , 33S , 34S và 36S . - Trong tự nhiên, sulfur tồn tại ở cả dạng đơn chất và hợp chất. Đơn chất sulfur được phân bố ở vùng lân cận núi lửa và suối nước nóng,… Hợp chất sulfur gồm các khoáng vật sulfide, sulfate, protein,… như pyrite (FeS 2 ), chalcopyrite (CuFeS 2 ), chu sa, thần sa (HgS), thạch cao (CaSO 4 .2H 2 O),… - Trong cơ thể người, sulfur chiếm khoảng 0,2% khối lượng cơ thể, có trong thành phần nhiều protein và enzyme. 2. Cấu tạo nguyên tử, phân tử - Nguyên tố sulfur nằm ở ô số 16, nhóm VIA, chu kì 3 trong bảng tuần hoàn. - Nguyên tử sulfur có độ âm điện 2,58, có tính phi kim, tạo ra nhiều hợp chất với các số oxi hóa khác nhau từ -2 đến +6. - Phân tử sulfur gồm 8 nguyên tử (S 8 ) có dạng vòng khép kín, mỗi nguyên tử liên kết với 2 nguyên tử bên cạnh bằng 2 liên kết cộng hóa trị không phân cực. - Trong phản ứng hóa học, phân tử sulfur được viết đơn giản là S. 3. Tính chất vật lí - Đơn chất sulfur có 2 dạng thù hình: dạng tà phương và dạng đơn tà. - Sulfur không tan trong nước, ít tan trong alcohol, tan nhiều trong carbon disulfide, nóng chảy ở 113 0 C và sôi ở 445 0 C. 4. Tính chất hoá học a. Tác dụng với hydrogen và kim loại - Ở nhiệt độ cao, sulfur tác dụng với hydrogen tạo hydrogen sulfide, tác dụng với nhiều kim loại tạo muối sulfide H 2 + S 0 t H 2 S Al + S 0 t Al 2 S 3 - Sulfur tác dụng với thủy ngân (mercury) ở ngay nhiệt độ thường: phản ứng này được dùng để xử lí mercury rơi vãi. Hg + S  HgS - Trong phản ứng với hydrogen và với kim loại, sulfur thể hiện tính oxi hóa: bị khử từ số oxi hóa 0 về -2. b. Tác dụng với phi kim - Ở nhiệt độ thích hợp, sulfur tác dụng với một số phi kim như fluorine, oxygen,… S + 3F 2  SF 6 S + O 2 0 t SO 2 - Trong phản ứng fluorine, oxygen ở trên, sulfur thể hiện tính khử: bị oxi hóa từ số oxi hóa 0 đến +4 hoặc +6. 5. Ứng dụng - Lưu hóa cao su. - Sản xuất diêm, thuốc nổ. - Sản xuất sulfuric acid. - Sản xuất thuốc trừ sâu, thuốc diệt nấm.
II. SULFUR DIOXIDE 1. Tính chất vật lí - Là chất khí, không màu, mùi hắc, nặng hơn không khí, tan nhiều trong nước. - Là khí độc. 2. Tính chất hóa học a. Tính oxi hóa - Sulfur dioxide tác dụng với hydrogen sulfide tạo sulfur và nước: phản ứng được dùng để chuyển hóa hydrogen sulfide trong khí thiên nhiên thành sulfur. SO 2 + 2H 2 S  3S + 2H 2 O - Trong phản ứng trên, sulfur dioxide thể hiện tính oxi hóa: bị khử từ số oxi hóa +4 về 0. b. Tính khử - Sulfur dioxide tác dụng với nitrogen dioxide (NO 2 ) khi có xúc tác nitrogen oxide tạo sulfur trioxide: phản ứng giải thích quá trình tạo mưa acid khi không khí bị ô nhiễm bởi sulfur dioxide. SO 2 + NO 2 xt SO 3 + NO - Trong phản ứng trên, sulfur dioxide thể hiện tính khử: bị oxi hóa từ số oxi hóa +4 đến +6. 3. Ứng dụng - Dùng để tẩy trắng bột giấy, khử màu trong sản xuất đường, chống nấm mốc cho sản phẩm mây tre đan,. - Là chất trung gian trong quá trình sản xuất sulfuric acid. 4. Sulfur dioxide và ô nhiễm môi trường a. Nguồn phát sinh sulfur dioxide - Nguồn tự nhiên: khí thải núi lửa. - Nguồn nhân tạo: đốt cháy nhiên liệu có chứa tạp chất sulfur (than đá, dầu mỏ), đốt quặng sulfide, đốt sulfur và quặng pyrite b. Tác hại - Sulfur dioxide là một trong các tác nhân gây ô nhiễm khí quyển, gây mưa acid,… - Sulfur dioxide gây viêm đường hô hấp ở người. c. Biện pháp cắt giảm phát thải sulfur dioxide vào khí quyển - Tăng cường sử dụng các nguồn năng lượng mới, năng lượng sạch, năng lượng tái tạo; sử dụng tiết kiệm, hiệu quả nguồn tài nguyên thiên nhiên. - Cải tiến công nghệ sản xuất, có biện pháp xử lí khí thải và tái chế các sản phẩm phụ có chứa sulfur. III. SULFURIC ACID 1. Cấu tạo phân tử - Công thức phân tử: H 2 SO 4 - Công thức cấu tạo: S O O HOOH 2. Tính chất vật lí: - Ở điều kiện thường, sulfuric acid là chất lỏng không màu, sánh như dầu, không bay hơi, có tính hút ẩm mạnh. - Sulfuric acid tan vô hạn trong nước và toả rất nhiều nhiệt  Pha loãng dung dịch sulfuric acid đặc phải rót từ từ acid vào nước, không làm ngược lại.
3. Quy tắc an toàn a. Bảo quản: Sufuric acid được bảo quản trong chai, lọ có nút đậy chặt, đặt ở vị trí chắc chắn, đặt cách xa các chất dễ gây cháy, nổ như chlorate, perchlorate, permanganate, dichromate b. Sử dụng: Khi sử dụng sulfuric acid cần tuân thủ nguyên tắc: (1) Sử dụng găng tay, đeo kính bảo hộ, mặc áo thí nghiệm (2) Cầm dụng cụ chắc chắn, thao tác cẩn thận (3) Không tì, đề chai đựng aicd lên miệng cốc, ống đong khi rót acid (4) Sử dụng lượng acid vừa phải, lượng acid còn dư thừa phải thu hồi vào lọ đựng (5) Không được đổ nước vào dung dịch acid đặc c. Sơ cứu khi bỏng acid Khi bị bỏng sulfuric acid cần thực hiện sơ cứu theo các bước (1) Nhanh chống rửa ngay với nước lạnh nhiều lần để làm giảm lượng aicd bám trên da (2) Sau khi ngâm rửa bằng nước, cần tiến hành trung hoà acid bằng dung dịch NaHCO 3 loãng (3) Băng bó tạm thời vết bỏng bằng băng sạch, cho người bị bỏng uống bù nước điện giải rồi đưa đến cở sở y tế gần nhất. 4. Tính chất hoá học a. Dung dịch H 2 SO 4 loãng: Có đầy đủ tính chất của 1 acid mạnh, tương tự acid HCl H 2 SO 4 + Fe  FeSO 4 + H 2 H 2 SO 4 + MgO  MgSO 4 + H 2 O H 2 SO 4 + Na 2 CO 3  Na 2 SO 4 + H 2 O + CO 2 H 2 SO 4 + BaCl 2  BaSO 4 + 2HCl b. Dung dịch H 2 SO 4 đặc:  Tính acid: Dùng để điều chế một số acid dễ bay hơi CaF 2 + H 2 SO 4 đặc 0 250 C CaSO 4 + 2HF  Tính oxi hoá: - Dung dịch sulfuric acid đặc, nóng oxi hoá được nhiều kim loại, phi kim và hợp chất. - Tuỳ theo chất khử mạnh hay yếu mà sản phẩm khử tạo thành có thể là S +4 (SO 2 ), S 0 (S), S -2 (H 2 S). 2H 2 SO 4 + Cu ot CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
2H 2 SO 4 + C ot CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O 2H 2 SO 4 + 2KBr ot Br 2 + SO 2 + 2H 2 O + K 2 SO 4 Lưu ý: Al, Fe, Cr bị thụ động trong H 2 SO 4 đặc nguội  Tính háo nước: Dung dịch sulfuric acid đặc có khả năng lấy nước từ hợp chất carbohydrate và khiến chúng hoá đen (hiện tượng than hoá) C 12 H 22 O 11 đacSOH42 12C + 11H 2 O 2H 2 SO 4 đ + C ot CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O 5. Ưng dụng: 6. Sản xuất H 2 SO 4 : Trong công nghiệp, sulfuric acid được sản xuất trong công nghiệp bằng phương pháp tiếp xúc, nguyên liệu chính là sulfur, quặng pyrite (chứa FeS 2 ) Quá trình sản xuất gồm 3 giai đoạn: a. Sản xuất SO 2 : S + O 2 0 t  SO 2 Hoặc 4FeS 2 + 11O 2 o t  2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + Q b. Sản xuất SO 3 2SO 2 + O 2 o 25VO,450C   2SO 3 c. Sản xuất H 2 SO 4 : Dùng dd H 2 SO 4 đặc để hấp thụ SO 3 ta thu được oleum có dạng H 2 SO 4 .nSO 3 , sau đó hòa tan vào nước thu được sulfuric acid loãng. IV. MUỐI SULFATE 1. Ứng dụng: 2. Nhận biết Nhận biết ion SO 4 2- bằng ion Ba 2+ do tạo thành kết tủa trắng không tan trong aicd