Giải bài tập SGK Hóa 10 Bài 32: Hiđro sunfua - Lưu huỳnh đioxit - Lưu huỳnh trioxit

Lưu huỳnh đioxit có thể tham gia các phản ứng sau :

SO₂ + Br₂ + 2H₂O  →   2HBr  +   H₂SO₄                 (1)

SO₂ + 2H₂S  →  3S + 2H₂O                          (2)

Câu nào diễn tả không đúng tính chất hóa học của các chất trong những phản ứng trên ?

A. Phản ứng (1) : SO₂ là chất khử, Br₂ là chất oxi hóa.

B. Phản ứng (2) : SO₂ là chất oxi hóa, H₂S là chất khử.

C. Phản ứng (3) : SO₂ vừa là chất khử, vừa là chất oxi hóa.

D. Phản ứng (1) : Br₂ là chất oxi hóa, phản ứng (2) : H₂S là chất khử.

Phương pháp giải

Chất khử là chất nhường electron, chất oxi hóa là chất nhận electron.

Hướng dẫn giải

Phản ứng (1): SO₂ là chất khử, Br₂ là chất oxi hóa

Phản ứng (2): SO₂ là chất oxi hóa, H₂S là chất khử

Đáp án C

Phương pháp giải

Dựa vào tính chất hóa học của S, SO₂, H₂S và H₂SO₄ để đưa ra lựa chọn đúng

Hướng dẫn giải

S có tính oxi hóa và tính khử ⇒ A với c.

SO₂ là chất khí có tính oxi hóa và tính khử ⇒ B với d.

H₂S chỉ có tính khử ⇒ C với b.

H₂SO₄ chỉ có tính oxi hóa ⇒ D với a.

Phương pháp giải

Chất khử là chất nhường electron, chất oxi hóa là chất nhận electron.

Hướng dẫn giải

Trong phản ứng:

H₂S + 4Cl₂ + 4H₂O → H₂SO₄ + 8HCl

Ta có:

\(\begin{array}{*{20}{l}}
{\mathop {{\rm{ }}S}\limits^{ - 2}  \to \mathop {{\rm{ }}S}\limits^{ + 6}  + 8e}\\
{\mathop {C{l_2}}\limits^0  + 2e \to 2\mathop {Cl}\limits^{ - 1} }
\end{array}\)

Chất phản ứng là Cl₂ là chất oxi hóa, H₂S là chất khử.

⇒ Đáp án D.

Phương pháp giải

Để giải bài tập này cần nắm vững các tính chất hóa học của Hiđro sunfua và Lưu huỳnh đioxit.

Hướng dẫn giải

a) Tính chất hóa học của hiđro sunfua:

- Hiđro sunfua tan trong nước thành dung dịch axit rất yếu.

- Tính khử mạnh :

H₂S  +  O₂  →  2S  +  2H₂O.

H₂S  +  3O₂  → 2SO₂  + 2H₂O

b) Tính chất hóa học của lưu huỳnh đioxit

- Lưu huỳnh đioxit là một oxit axit :

+ SO₂ tan trong nước thành dung dịch axit H₂SO₃, là axit yếu:  

SO₂    +   H₂O → H₂SO₃

+ SO₂ tác dụng với dung dịch bazơ, tạo nên hai muối:

SO₂  +  NaOH  → NaHSO₃.

SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃  + H₂O.

- Lưu huỳnh đioxit là chất khử và là chất oxi hóa

SO₂  +  Br₂  + 2H₂O → 2HBr   +   H₂SO₄

SO₂  +   2H₂S   → 3S  +  2H₂O.

Phương pháp giải

Nắm được phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử bằng phương pháp thăng bằng electron.

Hướng dẫn giải

a)

b) SO₂ nhường e nên là chất khử, KMnO₄ nhận e nên là chất oxi hóa.

Phương pháp giải

Để giải bài tập này cần nắm vững các tính chất hóa học của Lưu huỳnh đioxit và Lưu huỳnh trioxit.

- Lưu ý tính khử của SO2, quá trình chuyển hóa SO₂ → SO₃  → H₂SO₄

Hướng dẫn giải

a) S   +   O₂  →    SO₂ (dựa vào tính khử của S).

SO₂   +   2H₂S →  3S  +   2H₂O (dựa vào tính oxi hóa của SO₂).

b) Tính khử của SO₂.

SO₂ do nhà máy thải vào khí quyển. Nhờ xúc tác là oxit kim loại trong khói bụi nhà máy, nó bị O₂ của không khí oxi hóa thành SO₃

2SO₂  +  O₂  → 2SO₃

SO₃ tác dụng với nước mưa tạo thành mưa axit tạo ra H₂SO₄. Tính axit của H₂SO₄ đã phá hủy những công trình được xây dựng bằng đá (CaCO₃), thép (Fe).

Phương pháp giải

Cần nêu được các phản ứng hóa học có đầy đủ tính chất của oxit axit, cụ thể như sau:

+ Tác dụng với nước

+ Tác dụng với bazơ, oxit bazơ

Hướng dẫn giải

SO₂ và SO₃ là các oxit axit vì:

- SO₂ và SO₃ tan trong nước tạo thành dung dịch axit tương ứng:

SO₂  +   H₂O ⇔   H₂SO₃

SO₃ +   H₂O → H₂SO₄

- SO₂ và SO₃ tác dụng với bazơ, oxit bazơ để tạo muối sunfit và sunfat:

SO₂  +   NaOH → NaHSO₃

SO₂  +   2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O

SO₃  +  NaOH → NaHSO₄

SO₃  +  2NaOH → Na₂SO₄ + H₂O.

SO₂  + CaO → CaSO₃

SO₃  +  MgO → MgSO₄.

Phương pháp giải

a) Viết PTHH các phản ứng xảy ra

b) Khí thu được gồm H₂ và H₂S

- Tính nPbS, n hỗn hợp khí = ?

n _{hỗn hợp khí} = n_H2 + n_H2S → n_H2 = n _{hỗn hợp khí} - n_H2S = ?

→ V = ?

c) nFe = nH2 = ? → mFe = ?

n_FeS = n_H2S = ? → mFeS = ?

Hướng dẫn giải

a) Phương trình hóa học của phản ứng:

(1) Fe  +  2HCl   →  FeCl₂   +  H₂

(2) FeS  +  2HCl → FeCl₂  + H₂S

(3) H₂S  +   Pb(NO₃)₂ → PbS↓  +  2HNO₃

b) Khí thu được gồm H₂ và H₂S

Ta có: n_↓ = n_PbS = 23,9/239 = 0,1 mol; n _{hỗn hợp khí} = 2,464/22,4 = 0,11 mol

Theo PTHH (3): n_H2S = n_PbS = 0,1 mol

Mặt khác: n _{hỗn hợp khí} = n_H2 + n_H2S → n_H2 = n _{hỗn hợp khí} - n_H2S = 0,11 – 0,1 = 0,01 mol

Vậy thể tích của mỗi khí là:

V_H2 = 0,01.22,4 = 0,224 lít

V_H2S = 0,1.22,4 = 2,24 lít

c) Theo PTHH (1): n_Fe = n_H2 = 0,01 mol

Theo PTHH (2): n_FeS = n_H2S = 0,1 mol

Vậy khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu là:

m_Fe = 0,01.56 = 0,56 gam

m_FeS = 0,1.88 = 8,8 gam

Phương pháp giải

a) Tính nSO₂ → nS = nSO₂ = ? → mS = ?

nH₂O = ? → nH = 2nH₂O = ? → mH = ?

Ta thấy: mS + mH = mA = 2,04 g

Như vậy hợp chất A chỉ gồm hai nguyên tố H và S.

→ Tỉ lệ số nguyên tử H và S = ?

b) 3H₂S   +   H₂SO₄ →  4S  +   4H₂O

Do H₂S có tính khử và H₂SO₄ có tính oxi hóa nên chúng có khả năng tác dụng với nhau sinh ra kết tủa vàng là S

nH₂S = ? → nS = ? → mS = ?

Hướng dẫn giải

a) \(n_{SO_{2}}=\dfrac{1,344}{22,4}=0,06mol\) → n_S = n_SO2 = 0,06 mol → m_S = 0,06.32 = 1,92 gam 

\(n_{H_{2}O}=\dfrac{1,08}{18}=0,06mol\) → n_H = 2n_H2O = 0,12 mol → m_H = 0,12.1 = 0,12 gam 

Ta thấy: m_S + m_H = m_A = 2,04 g

Như vậy hợp chất A chỉ gồm hai nguyên tố H và S.

Ta có tỉ lệ số nguyên tử H và S là: n_H : n_S = 0,12 : 0,06 = 2 : 1

Vậy công thức phân tử của A là H₂S.

b) Phương trình hóa học của phản ứng:

3H₂S   +   H₂SO₄ →  4S  +   4H₂O

0,06                  →  0,08 (mol)      

Do H₂S có tính khử và H₂SO₄ có tính oxi hóa nên chúng có khả năng tác dụng với nhau sinh ra kết tủa vàng là S

\({n_{{H_2}S}} = \dfrac{{2,04}}{{34}} = 0,06\,\,mol\)

Theo phương trình: \({n_S} = \dfrac{4}{3}{n_{{H_2}S}} = \dfrac{4}{3}.0,06 = 0,08\,\,mol\)

Vậy m_S = 0,08.32 = 2,56g.

Phương pháp giải

Tính nSO₂ = 0,2 mol, nNaOH = 0,25 mol

Viết PTHH của phản ứng →  Ta nhận thấy \(1 < \dfrac{{{n_{NaOH}}}}{{{n_{S{O_2}}}}} = 1,25 < 2\)

Tạo hai muối

Gọi số mol của NaHSO₃ và Na₂SO₃ lần lượt là x và y mol

\(\left\{ \begin{array}{l}
x + y = 0,2\\
x + 2y = 0,25
\end{array} \right. \to x = 0,15,y = 0,05\)

→ Khối lượng của mỗi muối sau phản ứng?

Hướng dẫn giải

\(n_{SO_{2}}=\dfrac{12,8}{64}=0,2\) (mol), \(n_{NaOH}=\dfrac{1.250}{1000}=0,25\) (mol).

a) Phương trình hóa học của phản ứng:

(1) SO₂   +   NaOH   →  NaHSO₃

       x                x            x          (mol)

(2) SO₂  +  2NaOH  → Na₂SO₃  +  H₂O

       y          2y                y          (mol)

Ta thấy: \(1 < \dfrac{{{n_{NaOH}}}}{{{n_{S{O_2}}}}} = 1,25 < 2\)

→ Xảy ra cả phương trình hóa học (1) và (2)

Gọi số mol của NaHSO₃ và Na₂SO₃ lần lượt là x và y mol

Theo phương trình (1): \({n_{NaOH}} = {n_{NaH{\rm{S}}{O_3}}} = x\)mol

Theo phương trình (2): \({n_{NaOH}} = 2{n_{N{a_2}S{O_3}}} = 2y\)mol

\( \to {n_{NaOH}} = x + 2y = 0,25\)(*)

Theo phương trình (1): \({n_{S{O_2}}} = {n_{NaH{\rm{S}}{O_3}}} = x\)mol

Theo phương trình (2): \({n_{S{O_2}}} = {n_{N{a_2}S{O_3}}} = y\)mol

\( \to {n_{S{O_2}}} = x + y = 0,2\)(**)

Dựa vào (*) và (**) ta có hệ phương trình sau:

\(\left\{ \begin{array}{l}
x + y = 0,2\\
x + 2y = 0,25
\end{array} \right. \to x = 0,15,y = 0,05\)

Khối lượng của mỗi muối sau phản ứng là:

\(\begin{array}{l}
{m_{NaHS{O_3}}} = 0,15.104 = 15,6(g)\\
{m_{N{a_2}S{O_3}}} = 0,05.126 = 6,3(g)
\end{array}\)