Oxi và Lưu huỳnh: Tóm tắt lý thuyết và Bài tập luyện tập - Hóa 10 bài 34

Nội dung bài viết này sẽ giúp các em củng cố kiến thức về tính chất của đơn chất oxi, lưu huỳnh và các hợp chất của chúng.

A. Kiến thức cần nắm vững

I. Cấu tạo, tính chất của oxi và lưu huỳnh

1. Cấu hình electron của nguyên tử

- Cấu hình e của oxi: O (Z = 8): 1s²2s²2p⁴

- Cấu hình e của lưu huỳnh: S (Z = 16): 1s²2s²2p⁶3s²3p²

2. Độ âm điện

- Độ âm điện của O = 3,44 > S = 2,58

3. Tính chất hóa học

a) Oxi và lưu huỳnh là những nguyên tố phi kim có tính oxi hóa mạnh: O > S

- Oxi oxi hóa hầu hết kim loại, nhiều phi kim, nhiều hợp chất.

- Lưu huỳnh oxi hóa nhiều kim loại, một số phi kim.

b) Khác với oxi, lưu huỳnh còn thể hiện tính khử khi tác dụng với những nguyên tố có độ âm điện lớn hơn như O, F.

II. Tính chất các hợp chất của lưu huỳnh

1. Hiđro sunfua H₂S

- Dung dịch H₂S trong nước có tính axit yếu (axit sunfuhiđric).

- H₂S có tính khử mạnh, khi tham gia phản ứng nó có thể bị oxi hóa thành  hoặc 

 H₂S  +  O₂    2S  +  2H₂O

 H₂S  +  3O₂   2SO₂  + 2H₂O

2. Lưu huỳnh đioxit SO₂

- SO₂ là oxit axit, tác dụng với H₂O tạo thành dung dịch axit sunfurơ H₂SO₃.

 SO₂  +  H₂O   ⥩     H₂SO₃ 

- SO₂ có tính oxi hóa khi tác dụng với chất khử mạnh hơn.

 SO₂ + 2H₂S → 3S + 2H₂O

- SO₂ có tính khử khi tác dụng với chất oxi hóa mạnh hơn.

 SO₂ + Br₂ + 2H₂O → 2HBr + H₂SO₄

3. Lưu huỳnh trioxit SO₃ và axit sunfuric H₂SO₄

- SO₃ là oxit axit, tác dụng với H2O tạo thành dung dịch axit sunfuric.

 SO₃  +  H₂O → H₂SO₄ (axit sunfuric)

- H₂SO₄ loãng có tính chất chung của axit (làm quỳ tím hóa đỏ, tác dụng với kim loại trước H₂, tác dụng với muối, tác dụng với oxit bazơ và bazơ, tác dụng với muối của axit yếu hơn).

- Dung dịch axit sunfuric đặc: ion SO₄^2- đóng vai trò tác nhân oxi hóa.

 2H₂SO_{4 đặc} + Cu  → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

 6H₂SO_{4đặc, nóng} + 2Fe → Fe₂(SO₄)₃  + 3SO₂ + 6H₂O

- Tính háo nước:

 C₁₂H₂₂O₁₁  -^{(H₂SO_4 đặc)}→ 12C + 11H₂O

B. Bài tập luyện tập Oxi và Lưu huỳnh

* Bài 1 trang 146 SGK Hóa 10: Cho biết phương trình hóa học:

H₂SO₄ (đặc) + 8HI → 4I₂ + H₂S + 4H₂O

Câu nào diễn tả không đúng tính chất các chất?

A. H₂SO₄ là chất oxi hóa, HI là chất khử

B. HI bị oxi hóa thành I₂, H₂SO₄ bị khử thành H₂S.

C. H₂SO₄ oxi hóa hóa HI thành I₂ và nó bị khử thành H₂S.

D. I₂ oxi hóa H₂S thành H₂SO₄ và nó bị khử thành HI.

> Lời giải:

- Đáp án đúng: D

* Bài 2 trang 146 SGK Hóa 10: Cho các phương trình hóa học:

a) SO₂ + 2H₂O + Br₂ → 2HBr + H₂SO₄

b) SO₂ + H₂O → H₂SO₃

c) 5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O → K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 2H₂SO₄

d) SO₂ + 2H₂S → 3S + 2H₂O

e) 2SO₂ + O₂ → 2SO₃

Chọn câu trả lời đúng:

- SO₂ là chất oxi hóa trong các phản ứng hóa học sau:

A. a, d, e.

B. b, c.

C. d.

- SO₂ là chất khử trong các phản ứng hóa học sau:

A. b, d, c, e.

B. a, c, e.

C. a, d, e.

> Lời giải:

- Chọn đáp án đúng: C và B

- SO₂ là chất oxi hóa trong phản ứng:

(d) SO₂ + 2H2S → 3S + 2H₂O

 (S⁺⁴ → S⁰)

- SO₂ là chất khử trong các phản ứng:

(a) SO₂ + 2H₂O + Br₂ → 2HBr + H₂SO₄ 

 (S⁺⁴ → S⁺⁶)

(c) 5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O → K2SO₄ + 2MnSO₄ + 2H₂SO₄ 

 (S⁺⁴ → S⁺⁶)

(e) 2SO₂ + O₂ → 2SO₃ 

 (S⁺⁴ → S⁺⁶)

* Bài 3 trang 146 SGK Hóa 10: Khi khí H₂S và axit H₂SO₄ tham gia các phản ứng oxi hóa – khử, người ta có nhận xét:

- Hidro sunfua chỉ thể hiện tính khử.

- Axit sunfuric chỉ thể hiện tính oxi hóa.

a) Hãy giải thích điều nhận xét trên.

b) Đối với mỗi chất, hãy dẫn ra một phản ứng hóa học để minh họa.

> Lời giải:

a) Khí H₂S và axit sunfuric đặc tham gia các phản ứng oxi hóa – khử thì khí H₂S chỉ thể hiện tính khử và H₂SO₄ đặc chỉ thể hiện tính oxi hóa. Vì trong H₂S số oxi hóa của S chỉ có thể tăng, trong H₂SO₄ số oxi hóa S chỉ có thể giảm.

Vì trong H₂S số oxi hóa của S là -2 (là số oxi hóa thấp nhất của S) nên chỉ có thể tăng (chỉ thể hiện tính khử), trong H₂SO₄ số oxi hóa của S là +6 (là số oxi hóa cao nhất của S) nên chỉ có thể giảm (chỉ thể hiện tính oxi hóa).

b) Phương trình phản ứng hóa học:

 2H₂S  +   O₂   →   2H₂O  +   2S.

 H₂SO₄ + Fe → FeSO₄ + H₂

 2H₂SO_{4 đặc}  +  Cu     CuSO₄   +   SO₂  +  2H₂O

 2H₂SO₄ +  KBr → Br₂  +  SO₂  +  2H₂O  +  K₂SO₄

* Bài 4 trang 146 SGK Hóa 10: Có những chất sau: Sắt, lưu huỳnh, axit sunfuric loãng.

a) Hãy trình bày hai phương pháp điều chế hidro sunfua từ những chất đã cho.

b) Viết các phương trình phản ứng xảy ra và cho biết vai trò của lưu huỳnh trong các phản ứng

> Lời giải:

a) Hai phương pháp điều chế H₂S từ những chất trên

Fe + S → FeS (1)

FeS + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂S (2)

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂ (3)

H₂ + S → H₂S (4)

b) Vai trò của S trong phản ứng (1), (4): S là chất oxi hóa.

* Bài 5 trang 147 SGK Hóa 10: Có 3 bình, mỗi bình đựng một chất khí là H₂S, SO₂, O₂. Hãy trình bày phương pháp hóa học nhận biết chất khí đựng trong mỗi bình với điều kiện không dùng thêm thuốc thử.

> Lời giải:

- Dùng que đóm còn than hồng để nhận biết O₂. Còn lại hai bình là H₂S và SO₂ mang đốt, khí nào cháy được là H₂S khí không cháy là SO₂

 2H₂S + 3O₂ → 3H₂O + 2SO₂

* Bài 6 trang 147 SGK Hóa 10: Có 3 bình, mỗi bình đựng một dung dịch sau: HCl, H₂SO₃, H₂SO₄. Có thể nhận biết dung dịch đựng trong mỗi bình bằng phương pháp hóa học với một thuốc thử nào sau đây:

a) Qùy tím.

b) Natri hiđroxit.

c) Bari hiđroxit.

d) Natri oxit

e) Cacbon đioxit.

Trình bày cách nhận biết sau khi chọn thuốc thử.

> Lời giải:

- Chọn thuốc thử Ba(OH)₂

- Lấy mỗi dung dịch axit một ít cho vào ống nghiệm.

- Cho từng giọt dung dịch Ba(OH)₂ và các ống nghiệm chứa các axit đó:

Có kết tủa trắng là ống đựng H₂SO₃ và H₂SO₄, đó là kết tủa BaSO₃ và BaSO₄

⇒ Nhận biết được ống chứa HCl (không có hiện tượng gì)

- Lấy dung dịch HCl vừa nhận biết được cho vào các kết tủa:

Kết tủa tan được và có khí bay ra BaSO₃, suy ngược lên ta thấy dung dịch trong ống nghiệm ban đầu là H₂SO₃

Kết tủa không tan trong axit là BaSO₄, suy ngược lên ta thấy dung dịch trong ống nghiệm ban đầu là H₂SO₄.

 Ba(OH)₂ + H₂SO₃ → BaSO₃↓ + 2H₂O

 Ba(OH)₂ + H₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2H₂O

 BaSO₃ + 2HCl → BaCl₂ + SO₂↑ + H₂O