Hóa học 10 Bài 30: Lưu huỳnh

5 trắc nghiệm 5 bài tập SGK

Nội dung bài học Lưu huỳnh tìm hiểu về Cấu tạo phân tử và tính chất vật lí của lưu huỳnh biến đổi như thế nào theo nhiệt độ. Tính chất hóa học của lưu huỳnh có gì đặc biệt? Lưu huỳnh có những ứng dụng quan trọng nào?

Tóm tắt lý thuyết

1. Vị trí, cấu hình electron nguyên tử

  • Vị trí của nguyên tố S:
    • Z = 16
    • Chu kì 3
    • Nhóm VI A
  • Cấu hình e : 1s22s22p63s23p4
    • Có 6 e ở lớp ngoài cùng
    • Có 2 e độc thân

2. Tính chất vật lí

2.1. Hai dạng thù hình của lưu huỳnh

  • Dạng thù hình là những đơn chất khác nhau của 1 nguyên tố hóa học. Ví dụ: O2 và O3.

  • Các dạng thù hình của S không tan trong nước nhưng tan nhiều trong benzen, dầu hỏa.

2 dạng thù hình của lưu huỳnh

Hình 1: 2 dạng thù hình của lưu huỳnh

Cấu tạo tinh thể và tính chất vật lí

Lưu huỳnh tà phương (Sα)

Lưu huỳnh đơn tà (Sβ)

Kết luận

Cấu tạo tinh thể

Lưu huỳnh tà phương Lưu huỳnh đơn tà Cấu tạo khác nhau

Khối lượng riêng

2,07g/cm3

1,96g/cm3

Sα  >  Sβ

Nhiệt độ nóng chảy

1130C

1190C

Sα  <  Sβ

Nhiệt độ bền

< 95,50C

95,50C → 1190C

 Sα  <  Sβ
  • Kết luận: Hai dạng thù hình của S có cấu tạo tinh thể và một số tính chất vật lí khác nhau nhưng tính chất hóa học giống nhau. 

2.2.Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tính chất vật lí

 

Nhiệt độ

Trạng thái

Màu

Cấu tạo phân tử

S

<1130

Rắn

Vàng

S8, mạch vòng tinh thể Sβ - Sα

1190

Lỏng

Vàng

S8, mạch vòng linh hoạt

>1870

Quánh

Nâu đỏ

S8 vòng →  chuỗi

S8 → Sn

>4450

14000

17000

Hơi

Hơi

Hơi

Da cam

S6, S4

S2

S

3. Tính chất hóa học

  • Cấu hình electron của S: 1s22s22p63s23p4
  • S khi tham gia phản ứng với kim loại hoặc Hidro, số oxi hóa của S sẽ giảm từ 0 xuống -2.
  • S khi tham gia phản ứng với phi kim hoạt động mạnh hơn như Oxi, Clo, Flo ... số oxi hóa của S tăng từ 0 lên +4 hoặc + 6

Mức oxi hóa của S

3.1. Lưu huỳnh tác dụng với kim loại và hiđro 

⇒ Ở nhiệt độ cao, lưu huỳnh tác dụng với nhiều kim loại tạo ra muối sunfua và với hiđro tạo ra khí hiđrosunfua, S thể hiện tính oxi hóa.

Thủy ngân

Hình 1: Khi nhiệt kế vỡ, có thể sử dụng bột lưu huỳnh để tạo muối với thủy ngân,

tránh hơi thủy ngân gây độc.

3.2. Lưu huỳnh tác dụng với phi kim

⇒ Ở nhiệt độ thích hợp, lưu huỳnh tác dụng với một số phi kim mạnh hơn, S thể hiện tính khử.

3.3. Lưu huỳnh tác dụng với các axit có tính oxi hóa

Video 1: Phản ứng giữa lưu huỳnh và axit nitric đặc nóng

(chứng minh phản ứng có xảy ra bằng cách nhỏ vài giọt dd BaCl2 thấy kết tủa màu trắng của BaSO4

⇒ Lưu huỳnh tác dụng được với các axit có tính oxi hóa, S thể hiện tính khử.

3.4. Kết luận

  • S vừa thể hiện tính oxi hóa (tác dụng với kim loại và hiđro) vừa thể hiện tính khử (tác dụng với phi kim mạnh hơn và axit có tính oxi hóa).
  • Giải thích:
    • S có 6 e ở lớp ngoài cùng, nó giống như O, dễ dàng nhận 2 e để đạt cấu hình bền vững của khí hiếm. Độ âm điện của S là 2,58. Do đó S thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với các chất khử (kim loại, hiđro).
    • Mặt khác, S thuộc chu kì 3 nên lớp ngoài cùng có thêm phân lớp 3d trống. Trong các phản ứng, S có thể ở trạng thái kích thích và có thể có 4, 6 e độc thân và S dễ dàng cho 4 hoặc 6 e. Do đó S thể hiện tính khử khi tác dụng với các chất có tính oxi hóa (phi kim mạnh hơn, một số axit).
    • S có các số oxi hóa: -2, 0, +4, +6

4. Ứng dụng của lưu huỳnh

  • Lưu huỳnh có nhiều ứng dụng quan trọng trong các ngành công nghiệp:
    • 90% lượng lưu huỳnh khai tác được dùng để sản xuất H2SO4.
    • 10% lượng lưu huỳnh còn lại được dùng để:
      • Lưu hóa cao su;
      • Sản xuất diêm, dược phẩm, phẩm nhuộm, chất trừ sâu, diệt nấm...
  • S còn là 1 nguyên tố vi lượng cần thiết cho sự sống, S là thành phần của phân bón cho công nghiệp...
  • Ngoài ra, S cùng với C, KNO3 với tỉ lệ thích hợp được dùng để sản xuất ra thuốc súng đen.

Phương trình phản ứng: S + 3C + 2KNO3 → K2S + 3CO2  +  N2

Ứng dụng của lưu huỳnh

Hình 2: Ứng dụng của lưu huỳnh

5. Trạng thái tự nhiên và sản xuất lưu huỳnh

Trạng thái tự nhiên của S:

  • Dạng đơn chất: ở các mỏ lưu huỳnh, các mỏ chủ yếu tập trung gần các miệng núi lửa, suối nước nóng…
  • Dạng hợp chất: muối sunfat, muối sunfua…

Khai thác lưu huỳnh từ các mỏ lưu huỳnh: người ta dùng thiết bị đặc biệt để nén nước siêu nóng (1700C) vào mỏ làm lưu huỳnh nóng chảy và đẩy lên mặt đất. Sau đó lưu huỳnh được tách ra khỏi các tạp chất.

2 H2S  +  O2(thiếu)   2 H2O  +  2 S

2 H2S  +  SO2  →   2 H2O  + 3 S

Thiết bi khai thác lưu huỳnh (phương pháp Frasch)

Hình 3: Thiết bi khai thác lưu huỳnh (phương pháp Frasch)

6. Tổng kết

Sơ đồ tư duy bài lưu huỳnh

Hình 4: Sơ đồ tư duy bài lưu huỳnh

Bài tập minh họa

Bài 1:

Vì sao nên hạn chế sử dụng măng khô, đũa dùng một lần, tăm tre?

Măng khô, đũa dùng 1 lần, tăm tre

Hướng dẫn:

Măng khô, đũa dùng 1 lần, tăm tre thường được xông lưu huỳnh để diệt mốc, ngăn chặn mốc phát triển. Lưu huỳnh gây bệnh đường hô hấp. Quá trình xông thường sinh khí SO2 có mùi khó chịu – đó chính là khí độc, có ảnh hưởng tới môi trường, sức khỏe của người chế biến và người sống xung quanh.

Bài 2:

Đun nóng hỗn hợp gồm 11,2g bột sắt và 3,2g bột lưu huỳnh, cho sản phẩm tạo thành vào 500ml dung dịch HCl thu đc hỗn hợp khí và dd A. Để trung hòa HCl còn dư trong dd A phải dùng 250ml dung dịch NaOH 0,1M. Tính nồng độ mol/l của dd HCl đã dùng.

Hướng dẫn:

Phương trình phản ứng:

Fe + S → FeS (1) 
FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S (2) 
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (3) 
HCl + NaOH →NaCl + H2O (4) 
Số mol của sắt và lưu huỳnh là:

nFe=0,2  mol, nS =0,1 mol.

Phản ứng xảy ra thu được 0,1mol FeS và 0,1mol Fe dư .

Phương trình (4) nNaOH = nHCl

Vậy nHCl đã dùng là = 2nFeS + 2nFe dư + nNaOH = 0,2 + 0,2 + 0,025 = 0,425 mol 
Vậy CM (HCl) = n/ v = 0,425/0,5 = 0,85M

Bài 3:

Cho sản phẩm tạo thành khi đun nóng hỗn hợp gồm 5,6g bột Fe và 1,6g bột S vào 500ml dd HCl thì thu được hỗn hợp khí bay ra và 1 dd B. Hiệu suất phản ứng là 100%. 
a) Tính thành phần phần trăm về thể tích mỗi khí trong hh khí
b) Để trung hoà HCl còn thừa trong dd A phải dùng 125ml dd NaOH 0,1M. Tính CM HCl đã dùng. 

Hướng dẫn:

Tính số mol từng chất

nFe = 0,1 mol
n= 0,05 mol
Fe + S FeS
⇒ S hết, Fe dư
nFe(dư) = 0,05mol
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
0,05....0,1 ..............0,05
FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S
0,05......0,1.................0,05
⇒ Vhh khí =22,4 . 0,1 = 2,24 lit

⇒ Thành phần phần trăn từng khí là 50% H2S và 50% H2
b)

nNaOH = 0,0125mol
NaOH + HCl → NaCl + H2O
0,0125 0,0125
Ta có số mol HCl là =0,1+0,1+0,0125=0,2125,ol
⇒ CMHCl = 0,2125/0,5 = 0,425M

Lời kết

Sau bài học cần nắm:

  • Lưu huỳnh trong tự nhiên tồn tại ở hai dạng thù hình: lưu huỳnh tà phương (Sα) và lưu huỳnh đơn tà (Sβ). 
  • Ảnh hưởng của nhiệt độ đến cấu tạo phân tử và tính chất vật lý của lưu huỳnh. 
  • Tính chất hóa học cơ bản của là vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử và trong hợp chất lưu huỳnh có số oxi hóa là -2, +4, +6.
  • Sự biến đổi về tính cấu tạo phân tử và tính chất vật lý của lưu huỳnh theo nhiệt độ.
  • Nguyên nhân lưu huỳnh vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa. 
  • So sánh tính chất hóa học của oxi và lưu huỳnh. Tầm quan trọng của lưu huỳnh trong cuộc sống.

Các em có thể hệ thống lại nội dung bài học thông qua phần hướng dẫn Giải bài tập Hóa học 10 Bài 30 và bài kiểm tra Trắc nghiệm Hóa học 10 Bài 30 có phương pháp và lời giải chi tiết. Trong quá trình học tập nếu có bất kì thắc mắc gì, các em hãy để lại lời nhắn ở mục Hỏi đáp để cùng cộng đồng Hóa HOC247 thảo luận và trả lời nhé. Chúc các em học tốt!