BÀI 6. SULFUR VÀ SULFUR DIOXIDE

MỞ ĐẦU

Việc lạm dụng sulfur để bảo quản dược liệu, thực phẩm khô,… có thể gây hại đến sức khoẻ. Vì sao?

Giải nhanh:

Việc làm này có thể gây hại đến sức khỏe vì việc đốt lưu huỳnh sinh ra khí độc SO₂ gây ảnh hưởng đến sức khoẻ con người.

I. SULFUR

Câu hỏi 1: Trong tự nhiên, nguyên tố sulfur tồn tại ở dạng hợp chất dễ tan hay khó tan trong nước?

Giải nhanh:

Tồn tại ở dạng hợp chất khó tan trong nước.

Thí nghiệm 1: Tính oxi hoá của sulfur

Chuẩn bị: Bột sulfur, bột sắt, giấy lọc, ống nghiệm chịu nhiệt, đũa thuỷ tinh, đèn cồn, giá thí nghiệm.

Tiến hành: Trộn đều hỗn hợp gồm khoảng 1 gam bột sắt và 0,6 gam bột sulfur trên mảnh giấy lọc. Cho hỗn hợp vào ống nghiệm chịu nhiệt, đặt ống nghiệm lên giá thí nghiệm. Đun nóng ống nghiệm trên ngọn lửa đèn cồn cho đến khi hỗn hợp “chảy” và hoá đen.

Yêu cầu: Viết phương trình hoá học của phản ứng đã diễn ra và cho biết vai trò của các chất trong phản ứng.

Giải nhanh:

PTHH:

Fe là chất khử và S là chất oxi hóa.

Thí nghiệm 2: Tính khử của sulfur

Chuẩn bị: Bột sulfur, giấy quỳ tím, muỗng đốt hoá chất (đã xuyên qua nút cao su), bình tam giác (loại nhỏ) chứa nước và khí oxygen.

Tiến hành: Dùng muỗng đốt hóa chất (đã được xuyên qua nút cao su) lấy một ít bột sulfur (khoảng 1/2 muỗng). Đeo khẩu trang. Đốt muỗng chứa sulfur trên ngọn lửa đèn cồn. Khi sulfur cháy thì đưa nhanh muỗng đốt vào bình tam giác chứa sẵn khí oxygen và một ít nước. Đậy kín bình bằng cách di chuyển nhanh nút cao su trên muỗng vào miệng bình. Khi ngọn lửa trong bình đã tắt thì lắc nhẹ bình rồi để yên khoảng 1 phút. Dùng giấy quỳ tím thử pH của dung dịch trong bình tam giác.

Yêu cầu: Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra trong quá trình thí nghiệm. Giải thích các hiện tượng quan sát được.

Giải nhanh:

- S cháy trong không khí với ngọn lửa nhỏ, màu xanh nhạt.

PTHH:

- Do khí SO₂ là acidic oxide, tác dụng với nước tạo môi trường acid. 

PTHH:

II. SULFUR DIOXIDE

Luyện tập 1: Sulfur dioxide thuộc loại acidic oxide. Hãy cho biết sulfur dioxide có phản ứng được với calcium hydroxide, calcium oxide không.

Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra (nếu có).

Giải nhanh:

Sulfur dioxide có thể phản ứng được.

PTHH: SO₂ + Ca(OH)_{2 (dư)} ⟶ CaSO₃ + H₂O

SO₂ + CaO ⟶ CaSO₃

Luyện tập 2: Sulfur dioxide thuộc loại acidic oxide. Hãy cho biết sulfur dioxide có phản ứng được với calcium hydroxide, calcium oxide không.

Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra (nếu có).

Giải nhanh:

Sulfur dioxide có thể phản ứng được.

PTHH: SO₂ + Ca(OH)_{2 (dư)} → CaSO₃ + H₂O;

SO₂ + CaO → CaSO₃.

Câu hỏi 2: Nguyên tử sulfur thể hiện nhiều số oxi hoá khác nhau trong các hợp chất, như – 2, +4, +6. Hãy giải thích vì sao SO₂ có cả tính khử và tính oxi hoá.

Giải nhanh:

Do số oxi hóa của S trong SO₂  là +4, là số oxi hoá trung gian giữa các số oxi hoá -2 và +6.

Luyện tập 3: Hoàn thành phương trình hoá học phản ứng đốt cháy FeS₂ trong khoáng vật pyrite:

FeS₂ + O₂ → Fe₂O₃ + (A)

Giải nhanh:

4FeS₂ + 11O₂ 2Fe₂O₃ + 8SO₂

Câu hỏi 3: Hãy giải thích cơ sở hoá học của một số biện pháp giảm thải lượng sulfur dioxide vào không khí.

Giải nhanh:

- Thay thế dần các nhiên liệu hóa thạch bằng nhiên liệu thân thiện môi trường, kết hợp khai thác nguồn năng lượng tái tạo

⟹ Cơ sở: giảm nguồn phát sinh khí SO₂

- Dẫn khí thải của các nhà máy vào tháp hoặc bồn chứa các chất hấp phụ phù hợp

⟹ Cơ sở: xử lí khí thải trước khi thải ra môi trường

- Chuyển hóa sulfur dioxide thành các chất ít gây ô nhiễm hơn bằng các hóa chất như vôi sống, vôi tôi hoặc đá vôi nghiền. 

⟹ Cơ sở: tái chế các sản phẩm phụ có chứa sulfur

SO₂ + CaO ⟶ CaSO₃

SO₂ + Ca(OH)₂ ⟶ CaSO₃ + H₂O 

Vận dụng: Vì sao nói hydrogen cũng như ethanol là nhiên liệu thân thiện với môi trường (nhiên liệu xanh)?

Giải nhanh:

- H₂ được coi là nhiên liệu xanh do không thải ra khí gây ô nhiễm trong quá trình đốt cháy hoặc trong quá trình sản xuất; dễ lưu trữ và vận chuyển…

- Ethanol được coi là nhiên liệu xanh (do khi cháy hoặc quá trình sản xuất không sinh ra tro, bụi.

BÀI TẬP 

Bài 1: Cả sulfur và sulfur dioxide đều là những chất vừa có tính oxi hoá, vừa có tính khử. Hãy viết phương trình hoá học minh hoạ.

Giải nhanh:

Bài 2: Quá trình hoà tan bột đồng bởi dung dịch sulfuric acid đặc sẽ sinh ra khí sulfur dioxide. Nhằm hạn chế phát tán sulfur dioxide ra môi trường, các hoá chất nào sau đây có thể được dùng để hấp thụ khí này: dung dịch sodium hydroxide, dung dịch nước vôi trong, dung dịch hydrochloric acid? Giải thích.

Giải nhanh:

Vì sulfur dioxide là acidic oxide – mang đầy đủ tính chất hoá học của một acidic oxide như tác dụng với nước, basic oxide, base

Bài 3: Tại một số nhà máy, người ta dùng calcium oxide (vôi sống) hoặc calcium hydroxide (vôi tôi) để hấp thụ sulfur dioxide trong khí thải.

a) Viết phương trình hoá học của các phản ứng trên.

b) Ở mỗi phản ứng, sulfur dioxide thể hiện tính chất gì?

Giải nhanh:

a) SO₂(g) + CaO(s) → CaSO₃(s);

SO₂(g) + Ca(OH)₂(aq) → CaSO₃(s) + H₂O(l).

b) Thể hiện tính chất là acidic oxide.