Bài giảng Hóa học vô cơ 1 - Chương 5: Nhóm VIA - Bài 2: Lưu huỳnh - Nguyễn Văn Quang

CHƯƠNG 5: NHÓM VIA 
Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
Chương 5: Nhóm VIA 
Bài 4: TELU 
Bài 3: SELEN 
Bài 2: LƯU HUỲNH 
 Bài 1: GIỚI THIỆU 
BÀI 2: LƯU HUỲNH 
2.1. Trạng thái TN, PP điều chế 
2.2. Tính chất vật lý 
2.3. Tính chất hóa học 
2.4. Một số hợp chất của lưu huỳnh 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
2.1. Trạng thái TN. PP điều chế 
a. Trạng thái TN 
b. PP điều chế 
- Khai thác lưu huỳnh từ tự nhiên 
- Sản xuất lưu huỳnh 
a. Đốt cháy H 2 S 
 H 2 S + O 2 2S + H 2 O 
b. Dùng H 2 S khử SO 2 
 2H 2 S + SO 2 3S + 2H 2 O 
c. Thu từ khí sunfurơ 
 SO 2 + C CO 2 + S 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
2.2. Tính chất vật lý 
- Lưu huỳnh có 2 dạng thù hình: 
 + Tà phương (S ): màu vàng, t 0 n/c = 112,8 0 C , d=2,06 g/cm 3 , bền ở nhiệt độ thường 
 + Đơn tà ( S ): vàng nhạt, t 0 n/c =119,2 0 C , d=1,96 g/cm 3 , bền ở hơn 95,5 0 C 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
- Sự ảnh hưởng của nhiệt độ đối với cấu tạo, tính chất  
Nhiêt độ 
Cấu tạo 
Tính chất 
Thường 
Vòng kín 8 nguyên tử 
Rắn, màu vàng 
119 0 C 
8 nguyên tử chuyển động trượt dễ dàng 
Lỏng, màu vàng, linh động 
187 0 C 
Chuỗi 8 nguyên tử -> phân tử lớn 
Lỏng, quánh nhớt,mài nâu đỏ 
445 0 C 
 Phân tử lớn đứt thành phân tử nhỏ 
Sôi 
1400 0 C 
S 2 
Hơi 
1700 0 C 
S 
Hơi 
MVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
www.themegallery.com 
Company Logo 
2.3. Tính chất hóa học 
 Ở nhiệt độ thường kém hoạt động, ở nhiệt độ cao tác dụng với các chất trừ khí hiếm, N 2 , I 2 , Au, Pt 
1 . Phản ứng với kim loại và hiđro 
2. Phản ứng với phi kim 
3. Phản ứng với hợp chất 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
1. Phản ứng với kim loại và hiđro 
	Hg + S ?	( t 0 thường) 
	Na + S ? 
	H 2 + S ? ; Fe + S ? 
 S thể hiện vai trò gì? 
2. Phản ứng với phi kim 
 	F 2 + S ? 	( t 0 thường) 
	 S + O 2 ? 
 S thể hiện vai trò gì? 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
3. Phản ứng với hợp chất 
- Tác dụng với dung dịch kiềm đặc: 
VD: NaOH + S ? 
- Tác dụng với chất có tính oxi hoá: KNO 3 , KClO 3 , HNO 3 .. 
VD:	KClO 3 + S ? 
	H 2 SO 4 + S ? 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
2.4. Hợp chất của lưu huỳnh 
2.4.1. Hiđro sunfua 
2.4.2. Các hợp chất chứa oxi của lưu huỳnh 
2.4.3. Các hợp chất của lưu huỳnh với halogen 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
2.4.1. Hiđro sunfua 
1. Cấu trúc phân tử. PP điều chế 
2. Tính chất vật lý 
3. Tính chất hóa học 
4. Muối sunfua 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
1. Cấu trúc PT. PP điều chế 
a. Cấu trúc phân tử 
- Phân tử có hình chữ V 
- Góc liên kết HSH= 92 0 
b. Điều chế 
- Trong CN: 
	H 2 + S H 2 S 
- Trong PTN 
	 FeS + 2HCl FeS+ H 2 S 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
2. Tính chất vật lý 
- Là chất khí không màu, mùi trứng thối, độc 
- t 0 n/c = 187,62K, t 0 s = 212,81K 
- Dễ hoá lỏng 
- Khi tan trong nước tạo thành axit sufuhiđric 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
3. Tính chất hóa học 
1. Tính axit yếu 
- Hiđro sunfua khi tan trong nước tạo thành axit yếu 
	 H 2 S H + + HS - K a1 = 10 -7 
	 HS - H + + S 2- K a2 = 10 -14 
- Tác dụng với dung dịch kiềm tạo muối trung hoà hoặc muối axit 
	 H 2 S + NaOH ? 
2 . Tính khử 
	H 2 SO 4 + H 2 S ? 
	H 2 S + O 2 ? 
	H 2 S + KMnO 4 + H 2 SO 4 S + ? 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
4. Muối sunfua 
- Một số muối sunfua: Na 2 S, K 2 S, CaS, Al 2 S 3 , Cr 2 S 3  tan trong nước và tan trong dd axit 
- Một số muối sunfua: ZnS, FeS, MnS, NiS, CoS không tan trong nước nhưng tan trong axit 
- Một số muối sunfua: CuS, Ag 2 S, PbS, CdS không tan trong nước và trong axit 
- Các muối sunfua thường có màu: 
	+ Ag 2 S, PbS, CuS: màu đen 
	+ ZnS: màu trắng 
	+ CdS: màu vàng 
	+ MnS: màu hồng 
	+ SnS: màu sôcola 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
2.4.2. Hợp chất chứa oxi của lưu huỳnh 
- Các oxit 
 + Lưu huỳnh có thể tạo nhiều oxit như: SO, SO 2 , SO 3 , SO 4 , S 2 O, S 2 O 3 , S 2 O 7 . 
 + Oxit có ý nghĩa quan trọng là: SO 2 và SO 3 
- Các axit 
 + Lưu huỳnh hình thành 4 axit có CT chung: H 2 SO n (n=2, 3, 4, 5) và 6 axit có CT chung: H 2 S 2 O n (n=3, 4, 5, 6, 7, 8) 
 + Các axit quan trọng là: H 2 SO 3 , H 2 SO 4 và H 2 S 2 O 8 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
1. Lưu huỳnh đioxit SO 2 
a. Điều chế 
- PTN: 
H 2 SO 4 + Na 2 SO 3 ? 
- CN: 
FeS 2 + O 2 ? 
4CaSO 4 + 2C 4SO 2 + 4CaO + 2CO 2 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
b. Cấu tạo và tính chất vật lý 
- Cấu tạo 
	+ Góc liên kết OSO= 120 0 , 
	+ d S-O = 143 pm, S lai hoá sp 2 
- Tính chất vật lý 
	+ Chất khí không màu, mùi hắc 
	+ Nặng hơn không khí d/kk=2,2 
	+ Tan nhiều trong nước 
	+ Khí độc hít nhiều gây ảnh hưởng đến đường hô hấp 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
c. Tính chất hóa học 
a. Là oxit axit 
- SO 2 tan trong nước tạo dd axit sunfurơ 
	 SO 2 + H 2 O H 2 SO 3 
- Tác dụng oxit bazơ và dd bazơ 
b . Tính khử 	 SO 2 + O 2 
	 SO 2 + Cl 2 + H 2 O ? 
	SO 2 + KMnO 4 + H 2 O ? 
c . Tính oxi hoá 
	 SO 2 + H 2 S ? ; 	SO 2 + Mg ? 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
2. Lưu huỳnh trioxit 
a. Điều chế 
- Trong CN: 2SO 2 + O 2 2SO 3 
- Trong PTN: 
+ Nhiệt phân các muối sunfat và hiđrosunfat 
	2NaHSO 4 Na 2 SO 4 + H 2 O + SO 3 
	Na 2 S 2 O 7 Na 2 SO 4 + SO 3 
	Na 2 SO 4 Na 2 O + SO 3 
+ Đun H 2 SO 4 bốc khói (oleum) 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
b. Cấu tạo và tính chất vật lý 
- Cấu tạo phân tử 
	+ Tam giác đều 
	+ Góc OSO = 120 0 , d S-O = 134pm 
- Tính chất vật lí 
	+ Có 3 dạng thù hình 
	+ Điều kiện thường SO 3 là chất lỏng không màu 
	+ T 0 s =17 0 C , t 0 n/c = 45 0 C 
	+ Tan vô hạn trong nước và axit sunfuric 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
c. Tính chất hóa học 
- Là oxit axit 
 + Td với nước: H 2 O + SO 3 ? 
 + Td với bazơ : SO 3 + NaOH ? 
 + Td với oxit bazơ: SO 3 + CaO ? 
- Tham gia nhiều phản ứng cộng: 
VD: SO 3 + NH 3 SO 2 NH + H 2 O 
	SO 3 + đioxan SO 3 .đioxan 
	SO 3 + H 2 SO 4 H 2 SO 4 .nSO 3 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
3. Axit sufurơ 
a. Tính chất vật lí 
 Dung dịch axit không bền phân huỷ thành SO 2 và H 2 O 
b. Điều chế 
H oà tan SO 2 vào nước 
	 SO 2 + H 2 O H 2 SO 3 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
c. Tính chất hóa học 
- Tính axit yếu 
	H 2 SO 3 H + + HSO 3 - K 1 =1,6.10 -2 
	 HSO 3 - H + + SO 3 2- K 2 =10 -7 
- Tính khử 
	 H 2 SO 3 + 1/2O 2 + H 2 O 2H 2 SO 4 
	 H 2 SO 3 + Br 2 2HBr + H 2 SO 4 
- Tính oxi hoá 
	 H 2 SO 3 + SnCl 2 H 2 S + 3SnOCl 2 
	 H 2 SO 3 + 2H 2 S 3S + 3H 2 O 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
4. Axit sunfuric 
a . Điều chế 
- H 2 SO 4 trong công nghiệp được điều chế trên nguyên tắc: 
 Quặng sunfua, S SO 2 SO 3 H 2 SO 4 
- Sử dụng 2 phương pháp : 
	+ Tiếp xúc 
	+ Buồng chì 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
b. Cấu trúc PT. TC vật lý 
- Cấu trúc phân tử 
	+ Cấu tạo tứ diện lệch 
	+ d S-OH =1,53A 0 , d S=O =1,46A 0 
- Tính chất vật lí 
	+ Chất lỏng sánh như dầu, không bay hơi 
	+ Nặng gấp 2 lần nước, d= 1,84 g/ml 
	+ H 2 SO 4 đặc dễ hút nước 
	+ Tan trong nước toả nhiều nhiệt 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
c. Tính chất hóa học 
* Dung dịch axit loãng 
- Hóa đỏ quỳ tím 
- T/d với kim loại hoạt động mạnh 
 VD: Fe + H 2 SO 4 ? 
- T/d với muối của axit yếu hơn 
 VD: H 2 SO 4 + CaCO 3 ? 
- T/d với oxit bazơ , bazơ 
VD: H 2 SO 4 + 2KOH ? 
 H 2 SO 4 + CuO ? 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
*Axit sunfuric đặc  
- Tính oxi hoá mạnh: axit đặc và nóng oxi hoá được hầu hết các kim loại ( trừ Au, Pt), C, S, P và nhiều hợp chất 
VD: H 2 SO 4 đ + Fe ? 
 H 2 SO 4 đ + Cu ? 
	 H 2 SO 4 đ + S ? 
	H 2 SO 4 đ + HI ? 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
- Tính háo nước: Axit sunfuric đặc chiếm nước kết tinh của nhiều muối hiđrat hoặc nhiều hợp chất chứa nguyên tố H và O 
VD: CuSO 4 .5H 2 O CuSO 4 + 5H 2 O 
 C m (H 2 O) n mC + nH 2 O 
 (đường) 
d. Muối sunfat 
- Muối sunfat : G ồm muối sunfat và hiđrosunfat. Đa số các muối này thường tan trừ BaSO 4 , PbSO 4 , CaSO 4 ít tan 
- Nhận biết : Nhận biết SO 4 2- hay H 2 SO 4 bằng dd BaCl 2 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
5. Axit thiosunfuric  
a. Điều chế 
- Axit: H 2 S + SO 3 H 2 S 2 O 3 
- Muối: Na 2 SO 3 + S Na 2 S 2 O 3 
Hay 2Na 2 S 2 + 3O 2 2Na 2 S 2 O 3 
b. Cấu tạo 
- CTPT: H 2 S 2 O 3 
- CTCT: 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
c. Tính chất của muối S 2 O 3 2- 
- Bị oxi hoá bởi các chất oxi hoá mạnh như Cl 2 , KMnO 4 , Br 2, 
VD: Na 2 S 2 O 3 + 4Cl 2 + 5H 2 O 2NaHSO 4 + 8HCl 
 8KMnO 4 + 5Na 2 S 2 O 3 + 7H 2 SO 4 5Na 2 SO 4 + 
 4K 2 SO 4 + 8MnSO 4 + 7H 2 O 
 4Br 2 + Na 2 S 2 O 3 + 5H 2 O 2NaHSO 4 + 8HBr 
- Với chất oxi hoá yếu như I 2 tetra thionat 
	I 2 + 2Na 2 S 2 O 3 Na 2 S 4 O 6 + 2NaI 
	(PP chuẩn độ iốt) 
- C ó khả năng hoà tan các muối ít tan trong nước như AgCl, AgBr, AgI, HgI 2 
 VD: AgBr + Na 2 S 2 O 3 Na 3 Ag(S 2 O 3 ) 2 + NaBr 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
6. Axit peoxisunfuric 
a. Cấu tạo 
- CTPT: + Ax peoxi monosunfuric: H 2 SO 5 
 + Ax peoxi đisunfuric: H 2 S 2 O 8 
- CTCT: 
b. Điều chế 
+ HSO 3 Cl + H 2 O 2 H 2 SO 5 + HCl 
và: 
 HSO 3 Cl + H 2 SO 5 H 2 S 2 O 8 + HCl 
+ Điện phân H 2 SO 4 đặc 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
c. Tính chất 
- Chất dạng tinh thể không màu 
- Hút ẩm mạnh, phản ứng mãnh liệt với nước, đường, xenlulozơ,. giống H 2 SO 4 đ 
VD: H 2 SO 5 + H 2 O H 2 SO 4 + H 2 O 2 
	 H 2 S 2 O 8 + 2H 2 O 2H 2 SO 4 + H 2 O 2 
- Chất oxi hoá mạnh 
VD: Fe 2+ + S 2 O 8 2- Fe 3+ + SO 4 2- 
Mn 2+ + S 2 O 8 2- + H 2 O MnO(OH) 2 + 
 SO 4 2- + H + 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
2.4.3. Hợp chất với halogen 
1. Các hợp chất với flo 
	- SF 6 
	- SF 4 
	- S 2 F 10 
2. Các hợp chất với clo 
	- S 2 Cl 2 
	- SCl 2 và SCl 4 
3. Các hợp chất với brom 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
2. Các hợp chất với clo 
a. Đisunfu điclorua (S 2 Cl 2 ) 
- Điều chế: 
	2S n/chảy + Cl 2 S 2 Cl 2 
- Tính chất: 
	+ Là chất lỏng màu da cam, có mùi khó chịu, d=1,709 g/ml, t nc =196,65K, t s =410K 	 
	 + Bị phân hủy trong nước: 
	S 2 Cl 2 + 2H 2 O H 2 S 2 O 2 + 2HCl 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
b. SCl 2 (sunfu điclorua) và SCl 4 (sunfu tetraclorua) 
- Điều chế: S 2 Cl 2 + Cl 2 2 SCl 2 
	Và S 2 Cl 2 + 2Cl 2 2 SCl 4 
- Tính chất: 
+ SCl 2 là chất lỏng màu đỏ, d=1,662 g/ml, t s =332K, t nc =193K 
+ SCl 4 là chất lỏng, không bền dễ bị phân hủy tạo S 2 Cl 2 và Cl 2 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
4. Các thionyl halogenua, sunfuryl halogenua và các ax halogensunfonic 
- Thionyl halogenua: SOX 2 (X=F, Cl, Br) 
- Sunfuryl halogenua: SO 2 X 2 (X=F, Cl) 
- Ax halogensunfonic: HSO 3 X (X=F, Cl, Br) 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
- Thionyl florua (SOF 2 ) là chất khí không màu, t nc =163K và t s =243K 
- Thionyl clorua ( SOCl 2 ) 
+ Điều chế: SO 2 + PCl 5 SOCl 2 + POCl 3 
+ Tính chất: là chất lỏng không màu có mùi khó chịu, t nc =169K, t s =343K. Tan dễ dàng trong nước: 
	SOCl 2 + H 2 O SO 2 + 2HCl 
(dùng làm khan muối ngậm nước) 
MVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
- Thionyl bromua ( SOBr 2 ) là chất lỏng màu da cam, t nc =221K và t s =441K 
- Sunfuryl florua (SO 2 F 2 ) 
+ Điều chế: SO 2 + F 2 SO 2 F 2 
+ T/c: là chất khí không màu, t nc =153K, t s =221K. Rất trơ về mặt hóa học 
- Sunfuryl clorua ( SO 2 Cl 2 ) 
+ Điều chế: SO 2 + Cl 2 SO 2 Cl 2 
+ T/c: là chất lỏng k màu, có mùi xốc, t nc =219K, t s =342,45K. Bị thủy phân 
- Ax flosunfonic (HSO 3 F) 
+ Điều chế: SO 3 + HF HSO 3 F 
+ Tính chất: 
. Là chất lỏng không màu, t nc =186K, t s =436K. Rất bền với nhiệt 
. Bị thủy phân: 
	HSO 3 F + H 2 O H 2 SO 4 + HF 
. Là axit mạnh 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
- Ax closunfonic ( HSO 3 Cl) 
+ Điều chế: SO 3 + HCl HSO 3 Cl 
+ Tính chất : là chất lỏng không màu, có mùi xốc, t nc =193K, t s =425K. Dễ bị thủy phân. 
- Ax bromsunfonic ( HSO 3 Br) 
+ Điều chế: SO 3 + HBr HSO 3 Br 
+ Tính chất : kém bền, t nc =281K, phân hủy khi nóng chảy: 
	2HSO 3 Br SO 2 + Br 2 + H 2 SO 4 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
BÀI TẬP VẬN DỤNG 
Bài 1: 
a) Tại sao ở nhiệt độ thường S trơ về mặt hóa học nhưng khi đun nóng lại hoạt động hóa học mạnh? 
b) Trong trường hợp nào S thể hiện tính oxi hóa hoặc tính khử? Lấy VD cụ thể? 
c) Viết các PTPƯ khi cho S tác dụng với: 
F 2 ,Cl 2 , O 2 ,P,NaOH đặc, KClO 3 , H 2 SO 4đặc , HNO 3loãng 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh 
Bài 2: 
a) SO 2 có tính oxi hóa hay khử? Vì sao? 
b) Viết PTPƯ của SO 2 với: HI, H 2 S, CO, H 2 , C. Cho biết vai trò của SO 2 trong các phản ứng trên. 
NVQ 
CĐSP Quảng Ninh