Sulfur và sulfur dioxide - Hóa học 11 chương trình mới

Tác giả Hoàng Uyên 10:12 06/12/2023 58,554 Tag Lớp 11

Sulfur và sulfur dioxide là những chất có vai trò rất quan trọng với phòng thí nghiệm cũng như trong thực tế cuộc sống. Trong bài viết này, VUIHOC sẽ giúp các bạn hiểu thêm một số hợp chất quan trọng của Sulfur và sulfur dioxide tính chất vật lý, hóa học, ứng dụng cùng với một số bài tập để nắm chắc kiến thức!

Sulfur và sulfur dioxide - Hóa học 11 chương trình mới

Mục lục bài viết

Mục lục bài viết x

1. Đơn chất Sulfur

1.1 Trạng thái tự nhiên của sulfur

Sulfur (hay lưu huỳnh) là nguyên tố hóa học phổ biến thứ 17 có trên vỏ Trái Đất, chiếm khoảng 0,03 – 0,1% về khối lượng, tồn tại ở bốn dạng đồng vị bền: 32S (94,98%), 33S (0,76%), 34S (4,22%) và 36S (0,02%). Trong tự nhiên, sulfur tồn ở cả 2 dạng là dạng đơn chất và dạng hợp chất. Đơn chất sulfur được tìm thấy phân bố chủ yếu ở những vùng lân cận núi lửa và các suối nước nóng tự nhiên,... Hợp chất sulfur gồm các khoáng vật như sulfide, sulfate, protein,...

Sulfur được giải phóng ra khỏi lõi Trái Đất chủ yếu ở dạng sulfur dioxide (SO₂) và hydrogen sulfide (H₂S) khi núi lửa hoạt động. Sau đó, hydrogen sulfide sẽ được chuyển hoá thành muối sulfide ít tan (tạo thành các khoáng vật pyrite, chalcopyrite,...) và sulfur dioxide có thể chuyển hoá thành muối sulfate của các chất như calcium, barium (để tạo thành các khoáng vật ví dụ như thạch cao). Trong cơ thể con người, sulfur chiếm khoảng 0,2% khối lượng trong đó có trong thành phần nhiều protein và enzyme.

1.2 Cấu tạo sulfur

a. Cấu tạo nguyên tử

Nguyên tố sulfur ở ô số 16, nhóm VIA, chu kì 3 trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Nguyên tử sulfur được biết có độ âm điện là 2,58. Sulfur có tính phi kim. Sulfur tạo ra nhiều hợp chất với các số oxi hóa khác nhau từ –2 đến +6, ví dụ: H₂S, SO₂, SO₃....

Đăng ký ngay khóa học DUO 11 để được thầy cô lên lộ trình ôn thi tốt nghiệp THPT ngay từ bây giờ nhé!

b. Cấu tạo phân tử

Phân tử sulfur bao gồm 8 nguyên tử (S8) có dạng vòng khép kín. Mỗi nguyên tử sulfur sẽ liên kết với hai nguyên tử khác ở bên cạnh bằng hai liên kết cộng hoá trị không có tính phân cực. Mỗi liên kết S-S ước tính năng lượng liên kết bằng 226 kJ/mol và độ dài liên kết là khoảng 205 pm. Ở trong những phản ứng hóa học thì phân tử sulfur sẽ được viết đơn giản là S giống như nguyên tử sulfur.

1.3 Tính chất của sulfur

a. Tính chất vật lý

- Sulfur không tan trong nước, ít tan trong ancol, tan nhiều trong carbon disulfide.

- Sulfur nóng chảy ở nhiệt độ 113°C và sôi 445 °C.

- Đơn chất sulfur hai dạng thù hình: dạng tà phương (bền ở nhiệt độ thường) và dạng đơn tà. Sulfur tà phương và sulfur đơn tà khác nhau về sự sắp xếp các phân tử S8 ở trong tinh thể.

- Tính chất dễ nóng chảy của sulfur được ứng dụng trong công nghệ khai thác sulfur từ mỏ theo phương pháp Frasch (Phờ - rát). Nguyên tắc của phương pháp này là hoá lỏng sulfur ngầm ở dưới đất bằng hơi nước siêu nóng (ở khoảng 180°C) với áp suất cao, sau đó kết hợp với bơm không khí nén để đẩy sulfur lỏng trào lên mặt đất theo đường ống dẫn.

a. Tính chất hóa học

Khi tham gia vào những phản ứng hoá học sulfur có thể thể hiện nên tính oxi hoá hoặc tính khử. Trong thực tế, hầu hết các phản ứng có mặt sulfur sẽ chỉ xảy ra khi được đun nóng.

Tác dụng với hydrogen và với kim loại

- Thí nghiệm: Cho Sulfur tác dụng với sắt (iron).

+ Chuẩn bị: bột sulfur, bột iron, ống nghiệm, kẹp gỗ, đèn cồn, bông nút.

+ Tiến hành:

Trộn đều bột sulfur lẫn với bột iron theo tỉ lệ khối lượng vào khoảng 1:1,5.
Lấy khoảng 2 g hỗn hợp vào ống nghiệm khô chịu nhiệt, dùng bông nút chặt miệng ống nghiệm.
Hơ nóng, đều ở nửa dưới ống nghiệm trên ngọn lửa của đèn cồn, sau đó sẽ đun tập trung vào phần chứa hỗn hợp trên.

+ Quan sát sau đó hãy mô tả hiện tượng và thực hiện những yêu cầu sau:

Hãy dự đoán sản phẩm tạo thành sau khi thí nghiệm xảy ra, viết phương trình hoá học của phản ứng hóa học sau đó hãy xác định chất oxi hoá, chất khử trong phản ứng.
Ở trong môi trường nhiệt độ cao, sulfur có thể tác dụng được với hydrogen để tạo thành hydrogen sulfide.

H₂(g) + S(s) $\large \overset{t^{o}}{\rightarrow}$ H₂S (g) $\large \Delta _{r}H^{o} = -20,6kJ$

Sulfur tác dụng với thuỷ ngân (mercury) ngay khi ở nhiệt độ thường, tác dụng với nhiều kim loại khác ở nhiệt độ cao, tạo thành muối sulfide:

Hg + S → HgS

Phản ứng của mercury với sulfur được sử dụng để xử lí mercury rơi vãi: Đây là phản ứng hóa học ứng dụng trong đời sống thực tế. Trong thực tế, mercury (thủy ngân) là một kim loại rất độc và tồn tại ở dạng lỏng ở nhiệt độ thường. Mercury được sử dụng trong y tế để sản xuất nhiệt kế thủy ngân. Khi vô tình làm rơi nhiệt kế thủy ngân làm thoát mercury ra ngoài sẽ rất khó để thu lại được do nó đang ở dạng lỏng và cũng gây độc. Ta sử dụng bột sulfur và rắc vào mercury tạo thành sản phẩm là một chất rắn, dễ dàng để thu lại hơn so với mercury ban đầu.

2Al + 3S $\large \overset{t^{o}}{\rightarrow}$ Al₂S₃

Tác dụng với phi kim

- Thí nghiệm: Cho Sulfur tác dụng với oxygen

+ Chuẩn bị: bột sulfur, binh khí oxygen; muôi sắt, đèn cồn, nút cao su.

+ Tiến hành:

Lấy một ít bột sulfur vào trong muôi làm bằng sắt (đã cắm xuyên qua nút cao su).
Hơ nóng muôi làm bằng sắt ở trên ngọn lửa đèn cồn đến khi sulfur nóng chảy và cháy một phần trong không khí.
Đưa nhanh muôi sắt vào trong bình khí oxygen.

+ Quan sát thí nghiệm và thực hiện các yêu cầu sau:

Viết phương trình hoá học của phản ứng và xác định được các chất oxi hoá, chất khử.
Nhận xét được mức độ của phản ứng cháy của sulfur ở trong không khí và ở trong khí oxygen.

Ở trong nhiệt độ thích hợp, sulfur có thể tác dụng được với một số phi kim như fluorine, oxygen....

S(s) + 3F₂(g) $\large \rightarrow$ SF₆ (g) $\large \Delta _{r}H^{o} = -1220,5kJ$

S(s) + O₂ (g) $\large \overset{t^{o}}{\rightarrow}$ SO₂ (g) $\large \Delta _{r}H^{o} = -296,8kJ$

Đăng ký đặt mua bộ sách cán đích 9+ để nhận ưu đãi lên đến 50% của vuihoc bạn nhé!

1.3 Ứng dụng của sulfur

Một số ứng dụng của sulfur quen thuộc trong đời sống như: Lưu hóa cao su, sản xuất diêm, thuốc nổ, sản xuất ra sulfuric acid, sản xuất ra các loại thuốc trừ sâu, thuốc diệt nấm,.. và nhiều những vai trò quan trọng khác trong thực tế.

2. Sulfur dioxide

2.1 Một số tính chất của Sulfur dioxide

a. Tính chất vật lý

Ở trong điều kiện thường, sulfur dioxide (SO₂) là một chất khí không màu, nặng hơn không khí, có mùi hắc, tan nhiều ở trong dung môi nước (ở 20°C, 1 lít nước hòa tan được 40 lít khí sulfur dioxide).

Sulfur dioxide là một khí độc, hít thở không khí chứa lượng khí sulfur dioxide vượt ngưỡng cho phép có thể sẽ gây ra viêm đường hô hấp.

b. Tính chất hóa học

- Tính oxi hoá:

+ Sulfur dioxide có khả năng tác dụng với hydrogen sulfide tạo thành sulfur và nước:

SO₂ + 2H₂S $\large \rightarrow$ 3S + 2H₂O

+ Trong thực tiễn, phản ứng trên được sử dụng để chuyển hoá hydrogen sulfide có trong khí thiên nhiên thành sulfur.

- Tính khử:

Sulfur dioxide có khả năng tác dụng với nitrogen dioxide (NO₂) khi có xúc tác nitrogen oxide để chuyển hoá thành sulfur trioxide.

SO₂ + NO₂ $\large \overset{xt}{\rightarrow}$ SO₃ + NO

Trong không khí, sulfur dioxide chuyển hoá thành sulfur trioxide, sau đó kết hợp với hơi nước có sẵn trong không khí để tạo thành sulfuric acid. Đây là phản ứng giải thích cho quá trình hình thành nên mưa acid khi không khí bị ô nhiễm bởi khí sulfur dioxide.

2.2 Ứng dụng của Sulfur dioxide

Sulfur dioxide là chất trung gian rất quan trọng trong quá trình sản xuất ra sulfuric acid.

Do có khả năng tẩy trắng và diệt khuẩn mạnh, sulfur dioxide được sử dụng để tẩy trắng bột giấy, khử màu trong sản xuất đường, chống nấm mốc cho những sản phẩm làm từ mây, tre đan,...

Trong nghiên cứu, sulfur dioxide lỏng là một dung môi có tính phân cực, được sử dụng để thực hiện rất nhiều phản ứng.

EM CÓ BIẾT: Ở nhiều làng nghề sản xuất mây tre đan, sulfur được đốt cháy để tạo thành sulfur dioxide, một tác nhân có khả năng chống được nấm mốc và tẩy trắng sản phẩm từ mây tre đan. Tuy vậy, quá trình đốt cháy sulfur tại các làng nghề thủ công đã gây ảnh hưởng lớn đến sức khoẻ con người lao động và gây ô nhiễm môi trường đặc biệt là ô nhiễm không khí.

Bí kíp đỗ đại học sớm với kỳ thi ĐGNL và chinh phục 27+ THPT QG cùng combo sổ tay tổng hợp kiến thức chi tiết nhất từ vuihoc bạn nhé!

2.3 Biện pháp giảm thải Sulfur dioxide vào khí quyển

a. Nguồn phát sinh và những tác hại của Sulfur dioxide

Sulfur dioxide được sinh ra từ cả nguồn gốc tự nhiên (khí thải núi lửa) và nguồn gốc nhân tạo. Trên toàn thế giới thì nguồn sulfur dioxide từ tự nhiên chiếm ưu thế, nhưng ở các khu vực đô thị và công nghiệp, nguồn nhân tạo lại chiếm ưu thế.

Nguồn sulfur dioxide nhân tạo chủ yếu sinh ra từ quá trình đốt cháy các nhiên liệu có chứa lẫn nhiều các tạp chất sulfur (than đá, dầu mỏ), đốt quặng sulfide (galen, blend) trong luyện kim, đốt sulfur và quặng pyrite trong quá trình sản xuất sulfuric acid,....

→ Tác hại: Sulfur dioxide là một trong những tác nhân lớn làm ô nhiễm khí quyển, gây mưa acid và gây ra viêm đường hô hấp ở người....

b. Biện pháp để giảm thải Sulfur dioxide

Dựa trên các nguồn phát sinh sulfur dioxide do hoạt động của con người, có các biện pháp nhằm cắt giảm sự phát thải loại khí này ra môi trường được đề xuất như sau: tăng cường sử dụng các nguồn năng lượng mới, năng lượng sạch, năng lượng tái tạo, sử dụng năng lượng một cách tiết kiệm, hiệu quả nguồn tài nguyên thiên nhiên; cải tiến công nghệ sản xuất, có biện pháp xử lý khí thải và tái chế các sản phẩm phụ có chứa thành phần là sulfur.

EM CÓ BIẾT: Hàm lượng cho phép tối đa của SO₂ và NO_x trong không khí

Thông số $\large (\mu g/m^{3})$	SO₂	NO_x
Trung bình 24h	125	100
Trung bình năm	50	40

Giá trị trung bình 24 giờ và trung bình năm lần lượt là giá trị trung bình của các giá trị đo được trong khoảng thời gian là 24 giờ liên tục (một ngày đêm) và trong khoảng thời gian một năm.

3. Một số dạng bài tập về sulfur và Sulfur dioxide

Câu 1: Nguyên tố Sulfur có số hiệu nguyên tử là 16. Vị trí của nguyên tố Sulfur ở trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học sẽ là:

A. chu kì 3, nhóm VIA.

B. chu kì 5, nhóm VIA.

C. chu kì 3, nhóm IVA.

D. chu kì 5, nhóm IVA.

Câu 2: Sulfur có thể tồn tại được ở những trạng thái có số oxi hoá nào sau đây?

A. -2; +4; +5; +6

B. -3; +2; +4; +6.

C. -2; 0; +4; +6

D. +1 ; 0; +4; +6

Câu 3: Cho phản ứng: SO₂ + KMnO₄+ H₂O → K₂SO₄ + MnSO₄ + H₂SO₄.
Trong phương trình hóa học của phản ứng phía trên, khi hệ số của chất KMnO₄ là 2 thì hệ số của khí SO₂ sẽ là:

A. 4.

B. 5.

C. 6.

D. 7.

Câu 4: Cho các phản ứng:
(1) SO₂ + Cl₂ + H₂O → H₂SO₄ + HCl
(2) SO₂ + Mg → S + MgO
(3) SO₂ + H₂S → S + H₂O
(4) SO₂ + O₂ → SO3
(5) SO₂ + NaOH → NaHSO₃
(6) SO₂ + NaOH → Na₂SO₃ + H₂O
(7)SO₂ + KMnO₄ + H₂O → H₂SO₄ + K₂SO₄ + MnSO₄
Những phản ứng mà SO₂ thể hiện tính khử là

A. (1); (2); (4); (5).

B. (2); (3); (6); (7).

C. (1); (4); (7).

D. (1); (7).

Câu 5: Khi phản ứng với kim loại, sulfur thể hiện tính chất gì?

A. tính khử.

B. tính oxi hóa.

C. vừa tính oxi hóa, vừa tính khử.

D. tính lưỡng tính

Câu 6: Tính chất vật lí nào sau đây không phải của Sulfur

A. chất rắn màu vàng

B. không tan trong nước

C. có tnc thấp hơn ts của nước

D. tan nhiều trong benzene

Câu 7: Chất được sử dụng để tẩy trắng giấy và bột giấy ở trong ngành công nghiệp giấy là

A. N₂O.

B. CO₂.

C. SO₂.

D. NO₂.

Câu 8: Sulfur dioxide có tính chất hóa học gì?

A. có tính khử mạnh.

B. có tính oxi hoá yếu.

C. có tính oxi hoá mạnh.

D. vừa có tính khử và vừa có tính oxi hoá.

Câu 9: SO₂ là một khí độc được thải ra từ các vùng công nghiệp, là một trong những nguyên nhân chính gây ra hiện tượng nào dưới đây?

A. Mưa acid.

B. Hiệu ứng nhà kính.

C. Hiệu ứng domino.

D. Sương mù.

Câu 10: Hơi thủy ngân rất độc, bởi vậy khi làm vỡ nhiệt kế thủy ngân thì chất bột được dùng để rắc lên thủy ngân rồi gom lại là

A. vôi sống.

B. cát.

C. muối ăn.

D. sulfur.

Đáp án:

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
A	C	B	C	B	C	C	D	A	D

PAS VUIHOC – GIẢI PHÁP ÔN LUYỆN CÁ NHÂN HÓA

Khóa học online ĐẦU TIÊN VÀ DUY NHẤT:

⭐ Xây dựng lộ trình học từ mất gốc đến 27+

⭐ Chọn thầy cô, lớp, môn học theo sở thích

⭐ Tương tác trực tiếp hai chiều cùng thầy cô

⭐ Học đi học lại đến khi nào hiểu bài thì thôi

⭐ Rèn tips tricks giúp tăng tốc thời gian làm đề

⭐ Tặng full bộ tài liệu độc quyền trong quá trình học tập

Đăng ký học thử miễn phí ngay!!

Trên đây, VUIHOC đã cung cấp cho các bạn kiến thức về nguyên tố Sulfur và sulfur dioxide. Ngoài ra, để học nhiều hơn các kiến thức hóa học 11 và các môn học khác trong chương trình THPT thì các em hãy truy cập vuihoc.vn hoặc đăng ký khoá học với các thầy cô VUIHOC ngay bây giờ nhé!

>> Mời bạn xem thêm: