Tiêu đề Chuyên đề 45 - Oxygen-Sulfur-Nguyễn Thị Mỹ Duyên-Bình Định.docx ✅

Tên Giáo Viên Soạn: Nguyễn Thị Mỹ Duyên Nhóm Thầy: Nguyễn Quốc Dũng – Tel & Zalo: 0904.599.481 Page 1 TÊN CHUYÊN ĐỀ: OXYGEN - SULFUR PHẦN A: LÍ THUYẾT I. KHÁI QUÁT VỀ NHÓM OXYGEN - Nhóm oxygen (nhóm VIA) gồm: O, S, Se, Te, Po * (Po là nguyên tố phóng xạ). - Cấu hình của các nguyên tố nhóm oxygen có dạng: ns 2 np 4 . Các nguyên tố nhóm oxygen có tính oxi hóa. - Oxygen (O 2 ): Chất khí, phổ biến nhất trên trái đất; Sulfur (S): chất rắn màu vàng; Selenium (S): chất bán dẫn màu nâu đỏ; Tellurium (Te): chất rắn, màu xám. - Từ O → S → Se → Te: Tính oxi hóa, tính phi kim, độ âm điện của các nguyên tố giảm dần. - Trong các hợp chất, O thường có số oxi hóa -2; các nguyên tố S, Se, Te ngoài số oxi hóa -2 còn có các số oxi hóa +4, +6. II. SULFUR 1. Vị trí và cấu tạo: S (Z = 16): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 : thuộc ô số 16, chu kì 3, nhóm VIA. 2. Tính chất vật lí - Sulfur là chất rắn, màu vàng, có 2 dạng thù hình là tà phương (S α ) và đơn tà (S β ) 3. Tính chất hóa học - Sulfur có các số oxi hóa –2, 0, +4, +6  Đơn chất S o vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử.  Tính oxi hóa: S 0 → S -2 + Tác dụng với kim loại ot Muối sulfide: Hg + S→ HgS (xảy ra ở điều kiện thường ⇒ dùng bột sulfur để khử độc thủy ngân trong phòng thí nghiệm) + Tác dụng với H 2 : H 2 + S ot H 2 S  Tính khử: S 0 → S +4 , S +6 . + Tác dụng với phi kim: S + O 2 ot SO 2 ; S + F 2 ot SF 6 III. HỢP CHẤT CỦA SULFUR 1. Hydrogen sulfide và sulfur dioxide Hiđrosunfua (H 2 S: H – S - H) Lưu huỳnh đioxit (SO 2 : O=S→O) Tính chất vật lí - Khí không màu, mùi trứng thối, rất độc. - Nặng hơn không khí, tan ít trong nước. - Khí không màu, mùi hắc, độc, gây hiện tượng mưa acid. - Nặng hơn không khí, tan nhiều trong nước. Tính chất hóa học  Có tính acid rất yếu: Hòa tan vào nước được dung dịch sulfuric acid. Tác dụng với base có thể sinh ra 2 loại muối: S 2- hoặc HS - tùy tỉ lệ. H 2 S + NaOH → NaHS + H 2 O H 2 S + 2NaOH → Na 2 S + H 2 O  Có tính khử mạnh: S 2- → S 0 , S +4 , S +6 . 2H 2 S + O 2 (thiếu) → 2S + 2H 2 O 2H 2 S + 3O 2 (dư) ot 2SO 2 + 2H 2 O H 2 S + 4Cl 2 + 4H 2 O → 8HCl + H 2 SO 4  Là một acidic oxide: Tác dụng với base có thể sinh ra 2 loại muối SO 3 2- hoặc HSO 3 - . SO 2 + NaOH → NaHSO 3 SO 2 + 2NaOH → Na 2 SO 3 + H 2 O  Có tính khử: S +4 → S +6 SO 2 + O 2 o25VO,t SO 3 SO 2 + 4Br 2 + 4H 2 O → 8HBr + H 2 SO 4  Có tính oxi hóa: S +4 → S 0 SO 2 + 2H 2 S → 3S + 2H 2 O SO 2 + 2Mg → S + 2MgO Điều chế Phòng thí nghiệm: FeS + 2HCl → FeCl 2 + H 2 S↑ Công nghiệp: Không điều chế Phòng thí nghiệm: Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + SO 2 + H 2 O Công nghiệp: 4FeS 2 + 11O 2 ot 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 2. Muối sulfide - Nhóm 1: Tan trong nước, tan trong acid: K, Na, Ba, Ca, Mg, Al. - Nhóm 2: Không tan trong nước, tan trong acid: Zn, Fe, Ni, Sn. - Nhóm 3: Không tan trong nước, không tan trong acid: Pb, Cu, Hg, Ag. - Một số muối sulfide có màu đặc trưng: ZnS↓trắng; CuS, FeS, Ag 2 S ↓màu đen, CdS ↓màu vàng, MnS ↓màu hồng. 3. Sulfide trioxide (SO 3 ) - Là chất lỏng, không màu tan trong nước tạo thành sulfuric acid: SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 . - Khi tan trong H 2 SO 4 đặc tạo hợp chất oleum: H 2 SO 4 .nSO 3 . - Tác dụng với basic oxide và base → muối + H 2 O: BaO + SO 3 → BaSO 4 ; SO 3 + NaOH → Na 2 SO 4 .
Tên Giáo Viên Soạn: Nguyễn Thị Mỹ Duyên Nhóm Thầy: Nguyễn Quốc Dũng – Tel & Zalo: 0904.599.481 Page 2 PHẦN B: BÀI TẬP ĐƯỢC PHÂN DẠNG Dạng 1: Đơn chất Oxygen, sulfur tác dụng với kim loại.  - Phương pháp: + Với O 2 phản ứng đưa kim loại lên số oxi hóa cao hoặc thấp, còn với S phản ứng đưa kim loại lên số oxi hóa  thấp hơn.  + Phương trình phản ứng tổng quát:   2M + xO 2 → 2M 2 O x .  2M + xS → M 2 S x .  + Phương pháp giải: áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố. - Ví dụ minh họa: Ví dụ 1: Oxi hoá hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Cu và Al có tỉ lệ mol 1:1 thu được 13,1 gam hỗn hợp Y gồm  các oxide. Tính m. Hướng dẫn giải Gọi a là số mol mỗi kim loại Cu, Al trong hỗn hợp X.  BTNT Cu, Al: n CuO = n Cu = a; n Al2O3 = 1/2n Al = 0,5a BTKL: 80a + 102.0,5a = 13,1 => a = 0,1 mol m = 64.0,1 + 27.0,1 = 9,1 gam Ví dụ 2: Nung một hỗn hợp gồm 4,8 gam bột Mg và 3,2 gam bột S trong một ống nghiệm đậy kín. Tính khối lương chất rắn thu được sau phản ứng. Hướng dẫn giải BTKL: m rắn = m Mg + m S = 4,8 + 3,2 = 8 gam - Bài tập Câu 1: Đốt cháy hoàn toàn 13 gam một kim loại hóa trị II trong oxi dư đến khối lượng không đổi thu được 16,2 gam chất rắn X. Xác định kim loại. Hướng dẫn giải Gọi kim loại cần tìm là M. BTKL: m O2 = 16,2 - 13 = 3,2 gam => n O2 = 3,2/32 = 0,1 mol BTE: 2n M = 4n O2 => n M = 0,2 mol => M M = 13/0,2 = 65 gam/mol => Kim Loại Zn (Zinc). Câu 2: Cho 7,2 gam kim loại M, có hoá trị không đổi trong hợp chất, phản ứng hoàn toàn với hỗn hợp khí X gồm Cl 2 và O 2 . Sau phản ứng thu được 23,0 gam chất rắn Y và thể tích hỗn hợp khí đã phản ứng là 5,6 lít (ở đktc). Xác định kim loại M. Hướng dẫn giải Đặt n Cl2 = x, n O2 = y BTKL: m X = 23 – 7,2 = 15,8 gam => 71x + 32y = 15,8 (1) n X = 5,6 / 22,4 = 0,25 mol => x + y = 0,25 (2) Giải (1) và (2) ta được: x = 0,2 mol, y = 0,05 mol Gọi a là hoá trị của kim loại M BTE: a.n M = 2n Cl2 + 4n O2 => n M = 0,6/a M M = 12a => a=2, M M = 24 g/mol => Mg Câu 3: Cho 11,2 gam hỗn hợp Cu và kim loại X (hóa trị II) có tỉ lệ số mol tương ứng là 1:2 tác dụng với O 2 (dư) thu được 16 gam hỗn hợp hai oxide. Xác định X. Câu 4: Cho 11,1 gam hỗn hợp ba kim loại Na, Ca và kim loại M (hóa trị II) có tỉ lệ số mol tương ứng là 1:1:2 tác dụng với O 2 (dư) thu được 16,7 gam hỗn hợp ba oxide. Xác định M. Câu 5: Cho 7,84 lít hỗn hợp khí X (đktc) gồm Cl 2 và O 2 phản ứng vừa đủ với 11,1 gam hỗn hợp Y gồm Mg và Al, thu được 30,1 gam hỗn hợp Z. Tính phần trăm khối lượng của Al trong Y. Câu 6: Cho hỗn hợp Zn và Al có tỉ lệ mol 1:2 tác dụng vừa đủ với 2,24 lít khí O 2 (đktc) thu được hỗn hợp hai oxide. Tính thành phần phần trăm khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu. Câu 7: Cho 6,45 gam hỗn hợp Zn và kim loại M (hóa trị II) có tỉ lệ số mol tương ứng là 1:1 tác dụng với O 2 (dư) thu được 8,05 gam hỗn hợp hai oxide. Xác định kim loại M. Câu 8: Cho 8,73 gam hỗn hợp bốn kim loại Mg, Fe, Al và kim loại M (hóa trị II) có tỉ lệ số mol tương ứng là 1:2:1:2 tác dụng với O 2 (dư) thu được 12,17 gam hỗn hợp bốn oxide. Xác định kim loại M.
Tên Giáo Viên Soạn: Nguyễn Thị Mỹ Duyên Nhóm Thầy: Nguyễn Quốc Dũng – Tel & Zalo: 0904.599.481 Page 3 Câu 9: Hỗn hợp khí X gồm chlorine và oxygen. Cho X phản ứng vừa hết với một hỗn hợp Y gồm 4,8 gam Mg và 8,1 gam Al, sau phản ứng thu được 37,05 gam hỗn hợp rắn Z gồm muối chloride và oxide của 2 kim loại. Tính phần trăm theo khối lượng của chlorine trong hỗn hợp X. Câu 10: Nung nóng hỗn hợp bột X gồm a mol Fe và b mol S trong khí trơ, hiệu suất phản ứng bằng 50%, thu được hỗn hợp rắn Y. Cho Y vào dung dịch HCl dư, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp khí Z có tỉ khối so với H 2 bằng 5. Tìm tỉ lệ a : b. Câu 11: Trộn 5,6 gam bột sắt với 2,4 gam bột sulfur rồi nung nóng (trong điều kiện không có không khí), thu được hỗn hợp rắn M. Cho M tác dụng với lượng dư dung dịch HCl, giải phóng hỗn hợp khí X và còn lại một phần không tan G. Để đốt cháy hoàn toàn X và G cần vừa đủ V lít khí O 2 (ở đktc). Tính V. Câu 12. Nung 20,8 gam hỗn hợp X gồm bột sắt và sulfur trong bình chân không thu được hỗn hợp Y. Cho toàn bộ Y tác dụng với dung dịch HCl dư, thu được m gam chất rắn không tan và 4,48 lít (ở đktc) hỗn hợp khí Z có tỉ khối so với H 2 bằng 9. Tính m. Dạng 2: Bài toán H 2 S và SO 2 tác dụng với dung dịch kiềm. - Phương pháp: 2 NaOH SO n T n T ≤ 1 1 < T < 2 T ≥ 2 Sản phẩm NaHSO 3 (nếu T < 1 ⇒ SO 2 dư) NaHSO 3 và Na 2 SO 3 Na 2 SO 3 (nếu T > 2 ⇒ NaOH dư) 2 NaOH HS n T n T ≤ 1 1 < T < 2 T ≥ 2 Sản phẩm NaHS (nếu T < 1 ⇒ H 2 S dư) NaHS và Na 2 S Na 2 S (nếu T > 2 ⇒ NaOH dư) + Phương pháp giải: áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, bảo toàn điện tích, bảo toàn nguyên tố. - Ví dụ minh họa: Ví dụ 1: Cho 2,24 lít SO 2 (đktc) hấp thụ hết vào 150 ml dung dịch NaOH 1M thu được dung dịch Y. Tính khối lượng muối có trong dung dịch Y. Hướng dẫn giải n SO2 = 0,1 mol; n NaOH = 0,15 mol => T = 0,15/0,1 = 1,5 => tạo 2 muối NaHSO 3 (a mol) và Na 2 SO 3 (b mol) BTNT Na: a + 2b = 0,15 (1) BTNT S: a + b = 0,1 (2) Giải (1) và (2) ta được: a = b = 0,05 mol Khối lượng muối: 0,05.104 + 0,05.126 = 11,5 gam. Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn m gam S có trong oxi dư, hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào 120 ml dung dịch NaOH 1M thì thu được dung dịch chứa 2 muối có cùng nồng độ mol. Tính giá trị của m. Hướng dẫn giải nNaOH = 0,12 mol Dung dịch chứa 2 muối có cùng nồng độ mol => cùng số mol => NaHSO 3 (a mol) và Na 2 SO 3 (a mol) BTNT Na: a + 2a = 0,12 => a = 0,04 mol BTNT S: nS = 0,08 mol => m = 0,08.32 = 2,56 gam - Bài tập Câu 1: Đốt cháy hoàn toàn 6,8 gam khí H 2 S thu được V lít SO 2 (đktc) và m gam hơi nước. Hấp thụ toàn bộ SO 2 ở  trên vào 200 gam dung dịch NaOH 5,6% thì thu được dung dịch Y. Tính nồng độ phần trăm của chất tan có phân tử khối lớn hơn trong Y. Câu 2: Dẫn 3,36 lít khí H 2 S (đktc) vào 250 ml dung dịch KOH 2M, sau khi phản ứng hoàn toàn thu được dung  dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được m gam rắn khan. Tính m. Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn 8,96 lít H 2 S (đktc) trong oxygen dư dư, rồi dẫn tất cả sản phẩm vào 50 ml dung dịch NaOH 25% (d = 1,28). Tính nồng độ phần trăm của muối trong dung dịch.
Tên Giáo Viên Soạn: Nguyễn Thị Mỹ Duyên Nhóm Thầy: Nguyễn Quốc Dũng – Tel & Zalo: 0904.599.481 Page 4 Câu 3: Cho m gam iron(II)sulfide tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch HCl 1M thu được V lít khí X (ở đktc), cho V lít X tác dụng hoàn toàn với 150 ml dung dịch KOH 1 M, sau phản ứng thu được dung dịch Y. Tính khối lượng muối khan thu được khi cô cạn dung dịch Y. Câu 4: Hấp thụ hoàn toàn 3,36 lít khí H 2 S (đktc) vào 200 ml dung dịch NaOH 1,25M thu được dung dịch X. Cho dung dịch CuCl 2 dư vào dung dịch X thu được m gam kết tủa Y. Tính giá trị của m. Câu 5: Đốt cháy hoàn toàn 4,8 gam sulfur bột trong khí hydrogen vừa đủ thu được V lít khí X. Hấp thụ hết khí X vào 500 ml dung dịch NaOH 0,5M, sau phản ứng thu được dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y thu được m gam rắn khan. Tính giá trị m. Câu 6: Hấp thụ hoàn toàn 3,36 lít khí SO 2 (đktc) bằng 120 ml dung dịch Ba(OH) 2 1M. Sau phản ứng thu được m gam kết tủa. Tính giá trị m. Câu 7: Hấp thụ V lít khí H 2 S vào 450 ml dung dịch NaOH 1,2M. Tính V (đktc) để thu được hai muối có nồng độ bằng nhau? Câu 8: Hòa tan hoàn toàn 18,8 gam hỗn hợp gồm Fe và FeS trong dung dịch HCl dư, thu được 5,6 lít hỗn hợp khí X (đktc). Đốt cháy hết hỗn hợp khí X rồi dẫn toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch nước vôi trong dư thu được m gam kết tủa trắng. Tính giá trị m. Phần C: Bài Tập Từ Các Đề Thi Chọn Lọc (Chọn lọc các bài tập từ các đề thi HSG hoặc thi chuyên) Câu 1: Viết 6 phương trình hóa học có bản chất khác nhau tạo thành khí oxygen. Câu 2: Bằng phương pháp hóa học, hãy loại bỏ tạp chất trong các khí sau: a) CO 2 có lẫn tạp chất là SO 2 . b) SO 2 có lẫn tạp chất là SO 3 . Câu 3: Hấp thụ hoàn toàn 1,568 lít CO 2 (đktc) vào 500ml dung dịch NaOH 0,16M, thu được dung dịch X. Thêm 250 ml dung dịch Y gồm BaCl 2 0,16M và Ba(OH) 2 aM vào dung dịch X, thu được 3,94 gam kết tủa. Tính giá trị của a. Câu 4: Hòa tan 7,83 gam một hỗn hợp gồm 2 kim loại kiềm A, B (nguyên tử khối của A nhỏ hơn nguyên tử khối của B) thuộc 2 chu kì kế tiếp của bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học, thu được 2,8 lít khí H 2 bay ra (điều kiện tiêu chuẩn). 1) Xác định kim loại A, B. 2) Cho 16,8 lit khí SO 2 (điều kiện tiêu chuẩn) tác dụng hoàn toàn vào 600ml dung dịch AOH 2M thu được dung dịch X. Tính tổng khối lượng muối trong dung dịch X. Câu 5: 1) Trình bày cách tiến hành thí nghiệm và các lưu ý khi làm thí nghiệm tác dụng của sắt với sulfur. 2) Nêu hiện tượng và viết phương trình hóa học khi: a) Cho rất từ từ dung dịch HCl loãng tới dư vào dung dịch Na 2 SO 3 . b) Sục từ từ cho đến dư SO 2 vào dung dịch Ba(OH) 2 . Khi phản ứng kết thúc (dư SO 2 ), lấy dung dịch đem nung nóng. Câu 6: Sục từ từ a mol khí SO 2 vào 800 ml dung dịch X gồm KOH 0,5M và Ca(OH) 2 0,2M. Tìm giá trị của a để thu được khối lượng kết tủa lớn nhất. Câu 7: Hòa tan a gam hỗn hợp Na 2 SO 3 và KHSO 3 vào nước thu được dung dịch A. Cho từ từ 100 ml dung dịch HCl l,5M vào dung dịch A, thu được dung dịch B và 1,008 lít khí (đktc). Cho B tác dụng với Ba(OH) 2 dư thu được 29,55 gam kết tủa. 1/. Viết phương trình phản ứng xảy ra. 2/. Tính a. Câu 8: Hợp chất khí A gồm 2 nguyên tố hóa học là sulfur và oxygen, trong đó sulfur chiếm 40% theo khối lượng. Hãy tìm công thức hóa học của khí A, biết tỉ khối của A so với không khí là 2,759. Câu 9: Hợp chất aluminium sulfide có thành phần 64% S và 36% Al. Biết phân tử khối của hợp chất là 150 đvC. a. Tìm công thức hóa học của hợp chất aluminium sulfide. b. Viết phương trình hóa học tạo thành aluminium sulfide từ 2 chất ban đầu là nhôm và lưu huỳnh và khối lượng chất còn dư sau phản ứng (nếu có). Câu 10: Nhiệt phân 79 gam potassium permanganate KMnO 4 thu được chất rắn X có khối lượng 72,6 gam. a. Tính phần trăm khối lượng của mỗi chất trong X. b. Tính hiệu suất nhiệt phân potassium permanganate.