Đang tải... (xem toàn văn)
Lý thuyết hóa học 10 chương 6: Oxi Lưu huỳnh và hợp chất. Lý thuyết hóa học 10 chương 6: Oxi Lưu huỳnh và hợp chất. Lý thuyết hóa học 10 chương 6: Oxi Lưu huỳnh và hợp chất. Lý thuyết hóa học 10 chương 6: Oxi Lưu huỳnh và hợp chất.
Chương 6: NHĨM OXI – LƯU HUỲNH Đặc điểm nhóm VIA * Nhóm oxi – lưu huỳnh (các nguyên tố thuộc nhóm VIA) gồm : O , S , Se , Te , Po* ( phóng xạ ) * Các ngun tử nhóm VIA (X) có electron lớp ngồi cùng, phi kim hoạt động dễ nhận thêm electron phản ứng hoá học để tạo ion X 2− X + 2e → X 2− * Cấu hình electron ngồi cùng: ns np VD : Viết cấu hình e O ( z = 8) , S (z = 16) * Số oxihóa : + Trong hợp chất oxi có số oxh đặc trưng -2 ( Vì khơng có phân lớp d trống ) + Trong hợp chất S , Se , Te số oxh đặc trưng -2 , có số oxh + , + ( Vì có phân lớp d trống ) Bài 29: OXI - OZON I Cấu tạo , số oxihoa : * Cấu tạo : + Oxi (Z = 8) có cấu hình electron: + Ở điều kiện bình thường, oxi tồn dạng phân tử nguyên tử : O = O + Dạng thù hình khác O2 ozon: O3 + Đồng vị : Oxi có đồng vị tồn tự nhiên: * Số oxh oxi : + oxh đặc trưng -2 + Ngồi có số oxihóa âm số oxihóa dương - Có số oxihóa dương hợp chất với F : OF2 ( +2) , O2F2 ( +1) - Có số o xihóa âm H2O2 ( 1-) , KO2 ( -1/2) , KO3 ( -1/3 ) II Tính chất vật lí : * Oxi chất khí khơng màu, khơng mùi, nặng khơng khí, hố lỏng 183oC, hố rắn 219oC tan nước * Ozon chất khí mùi xốc, màu xanh da trời III Tính chất hóa học : Có e lớp ngồi cùng, dễ dàng thu 2e để bão hoà lớp Là chất oxi hoá mạnh: Tác dụng với đơn chất a )Tác dụng với kim loại: Oxi oxi hoá hầu hết kim loại (trừ Au Pt) để tạo thành oxit t 3Fe + 2O → Fe3O t 2Cu + O → 2CuO ( đen ) b) Tác dụng với phi kim (trừ F2 , Cl2 ) oxi tác dụng trực tiếp đốt nóng (riêng P trắng tác dụng với O2 to thường) 2000 C N + O2 → 2NO 4P + 5O → 2P2O5 Chú ý : * Trong môi trường H + , oxi oxihóa I − thành I2 t0 O + H 2SO + 4KI → 2I + 2H 2O + 2K SO O2 + 4HI → I2 + 2H2O * Ozon có tính oxi hố mạnh O2, khơng bền, bị phân huỷ thành oxi tự Điều thể phản ứng O3 đẩy iot khỏi dung dịch KI (O2 khơng có phản ứng này) t0 O3 + H 2O + 2KI → I + O + 2KOH ( Oxi khơng oxh KI mt trung tính ) Ag + O3 → Ag2O (đen) + O2 ( Oxi không oxh Ag đk thường ) Tác dụng với hợp chất a) Tác dụng với hợp chất sun fua t 4FeS2 + 11O → 2Fe 2O3 + 8SO t0 H 2S + O → S + H 2O t0 H 2S + O du → SO + H 2O b) Tác dụng với Fe(OH)2 4Fe(OH) + O + 2H 2O → 4Fe(OH)3 ↓ ( đỏ nâu ) 4Fe(OH) + O → 2Fe 2O3 + 4H 2O c) Tác dụng với oxit t 2CO +O → 2CO t 2NO +O → 2NO t 6FeO +O → 2Fe3O t 2SO +O → 2SO3 d) Tác dụng với hợp chất hữu IV Điều chế : 1.Trong phòng thí nghiệm: MnO ,t 2KClO3 → 2KCl + 3O t 2KMnO → K 2MnO + MnO + 3O t 2NaNO3 → 2NaNO + O t 2HgO → 2Hg + O 2.Trong công nghiệp: * Hố lỏng khơng khí nhiệt độ thấp âm 200oC, sau chưng phân đoạn lấy O2 âm 183oC) dp → 2H + O * Điện phân nước : 2H 2O Bài 30: LƯU HUỲNH I.Cấu tạo nguyên tử : * Lưu huỳnh (S) có cấu hình e : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 * Lưu huỳnh tồn nhiều dạng thù hình , phân tử chứa số nguyên tử khác , có cấu trúc khác nhau: + Lưu huỳnh tà phương ( S ) bền nhiệt độ 95,50 C + Lưu huỳnh đơn tà bền nhiệt độ từ 95,50 C đến 1190 C * Đồng vị : Lưu huỳnh có loại đồng vị tự nhiên 32 33 34 36 S S S S * Số oxh lưu huỳnh hợp chất : − 1 , −2 , +4 , + II Tính chất vật lí , trạng thái tự nhiên : Tính chất vật lí * Lưu huỳnh chất rắn màu vàng nhạt, không tan H2O, tan số dung môi hữu như: CCl4, C6H6, rượu…dẫn nhiệt, dẫn điện * Lưu huỳnh nóng chảy 112,8oC trở nên sẫm đặc lại, gọi S dẻo trạng thái tự nhiên Trong tự nhiên lưu huỳnh tồn dạng tự hay dạng quặng sunfua sunphat : 1- FeS2 quặng pirit 2- CuS FeS quặng can co pirit 3- PbS quặng ga lê nit 4- ZnS quặng spha lê rit 5- Cu2S quặng can cô zit 6- HgS thần sa 7- CaSO4 2H2O thạch cao III Tính chất hóa học : Vừa thể tính khử , vừa thể tính oxi hố ( yếu oxi ) Tác dụng với đơn chất S + 2e → S2 − a )Tác dụng với kim loại tạo hợp chất sunfua ( trừ Au , Pt ) : t Fe +S → FeS t0 2Al +3S → Al 2S3 t 2Cu +S → Cu 2S Chú ý : Hg , Cu , Ag kết hợp với S dễ dàng đk thường b )Tác dụng với phi kim ( trừ N2 , I2 ) : 300 C S + O → SO t S + H → H 2S ( mùi trứng thối ) t 5S + 2P → P2S5 t 2S + C → CS2 Chú ý: Với halogen jưu huỳnh tạo thành nhiều hợp chất có số o xihóa từ +1 đến +6( S 2Cl2 , SF6 ) Tác dụng với hợp chất a)Tác dụng với hợp chất có chứa oxi:Khi lưu huỳnh td với hợp chất có chứa o xi S thể tính khử t 3S + 2KClO → 3SO + 2KCl t S + 2H 2SO dac → 3SO + 2H 2O t S + 6HNO3 dac → H 2SO + 6NO + 2H 2O t S + 2HNO3 → H 2SO + 2NO b )Tác dụng với bazơ : Tan chậm bazơ mạnh t 3S + 6NaOH → 2Na 2S + Na 2SO + 3H 2O c )Tác dụng với muối sunfua , muối sunfit tạo hợp chất poli sun fua thio sun fat → Na 2Sn poli sunfua ( n − 1) S + Na 2S dac S + Na 2SO3 → Na 2S2O3 thiosunfat IV Điều chế : Khai thác lưu huỳnh từ thiên nhiên , từ quặng Thu lại lưu huỳnh từ số hợp chất • 2H2S + O2 thiếu → 2S + 2H2O • H2S + SO2 → S + 2H2O Bài 32 -33 : HỢP CHẤT CỦA LƯU HUỲNH A AXIT SUNFUHIĐRIC I Cấu tạo : * Có cấu tạo phân tử gẫy góc : H S H * Góc HSH 92 , độ dài liên kết H- S 1,33A0 * Số oxihoa S -2 II Tính chất vật lí : * Khí H2S ( hiđrosun fua ) có mùi trứng thối , độc , tan nước * H2S tan nước tạo dung dịch axit sunfuhiđric a xit yếu III Tính chất hóa học : Axit sunfuhiđric có tính chất tính axit yếu tính khử mạnh Tính axit yếu : H 2S + 2NaOH → Na 2S + 2H 2O H 2S + NaOH → NaHS + H 2O H 2S + 2NH3 → (NH ) S H 2S + Pb(NO3 ) 2 → PbS + 2HNO3 H2S + CuSO4 → CuS + H2SO4 Tính khử mạnh: H2S tác dụng với hầu hết chất oxihóa SO2 , FeCl3 , H2SO4 đặc , HNO3 , dd KMnO4 , CuO , Cl2 , NaClO … 2H 2S + SO → 3S + 2H 2O H2S + 3H2SO4 đ → 4SO2 + 4H2O H 2S + 2FeCl3 → 2FeCl +S ↓ + 2HCl 3H2S + 8HNO3 → 3H2SO4 + 8NO + 4H2O H 2S + 3CuO → 3Cu + SO + H 2O H 2S + Cl → S + 2HCl H2S + NaClO → S + NaCl + H2O 3H2S + 2KMnO4 → 3S + 2MnO2 + 2KOH + 2H2O 5H 2S + 2KMnO + H 2SO → 2MnSO +5S + K 2SO + 8H 2O Chú ý : PbS , CuS kết tủa màu đen dùng để NB gốc sunfua Khi có mặt O2 dung dịch H2S hòa tan số kim loại hoạt động Cu , Ag 2H 2S + 5Ag + O → 2Ag 2S ↓ + 2H 2O đen ion sun fua có tính khử mạnh : 5Na 2S + 8KMnO + 12H 2SO → 8MnSO + 5Na 2SO +4K 2SO +1 2H 2O Muối sunfua KLK , KLKT , NH4+ tan thủy phân mạnh BaS + 2H 2O → Ba(OH) + H 2S ↑ Tính tan số muối màu đặc trưng * Tính tan : Trật tự khơng tan muối sunfua nước dung dịch axit sau : Na, K, Ca, Ba … Mn ,Zn , Fe … Cd , Co , Ni , Sn , Pb , Cu , Hg , Ag , Au … ( Tan nước ) (không tan nước, tan axit) (không tan nước, không tan axit ) * Một số muối không tan có màu đặc trưng : ZnS CdS , Al2S3 Sb2S3 MnS Bi2S3 … Màu trắng Màu vàng Màu da cam Màu hồng nhạt IV Điều chế : FeS + HCl → FeCl2 + H2S CuS , Ag2S , PbS , HgS , Màu đen B LƯU HUỲNH ĐI OXIT - LƯU HUỲNH TRI OXIT I Lưu hùynh oxit ( SO2 ) Cấu tạo : * Liên kết phân tử SO2 liên kết CHT * Phân tử SO2có cấu tạo tam giác cân * S có dạng lai hóa sp2 , góc liên kết gần OSO 1200 * Số o xihoa S +4 Tính chất vật lí : * Là chất khí khơng màu , mùi hắc , độc tan nhiều nước * Tan nước tạo dung dịch axit sufurơ Tính chất hóa học : S+4 + 4e → S0 S+4 → S+6 + 2e a) Là oxit axit : → H 2SO3 SO + H 2O ¬ SO + 2NaOH → Na 2SO3 + H 2O SO + NaOH → NaHSO3 + H 2O b)Vừa có tính khử , vừa có tính oxi hóa *Thể tính khử : Là chất khử mạnh ( yếu H2 , HI , H2S ) Tác dụng với chất oxihóa : O2 , NO2 , Cl2 , Cl2/H2O , Br2/ H2O , FeCl3/ H2O , KMnO4 /H2O SO + NO → SO3 + NO SO2 + O2 → SO3 SO + 2H 2O + Br2 → H 2SO + 2HBr SO2 + Cl2 → SO2Cl2 5SO + 2KMnO + 2H 2O → K 2SO + 2MnSO + 2H 2SO SO + 2FeCl3 + 2H 2O → 2FeCl2 + H 2SO + 2HCl Chú ý : SO2 làm màu thuốc tím dungdịch Br2 , nên thường dùng pư để nhận biết SO2 *Thể tính oxihóa : Tác dụng với chất khử mạnh H2 , H2S ,HI , CO , Mg 500 C SO + 2CO → S ↓ + 2CO SO + 6HI → H 2S ↑ + 3I + 2H 2O SO + 2H → S + 2H 2O Điều chế : a)Trong phòng thí nghiệm t Na 2SO3 + H 2SO → Na 2SO +SO + H 2O b) Trong công nghiệp * Đốt cháy S t0 * Đốt quặng pirit 4FeS2 + 11O → 2Fe 2O3 + 8SO II Lưu hùynh tri oxit ( SO3 ) Cấu tạo : * Liên kết phân tử SO3 liên kết CHT *Phân tử SO3 có cấu tạo tam giác , phẳng * S có dạng lai hóa sp2 , góc liên kết OSO 1200 * Số oxihóa S +6 Tính chất vật lí : Là chất lỏng , khơng màu , hút nước mạnh Tính chất hóa học : a) Là o xit axit : tác dụng với H2O , bazơ , oxit bazơ SO3 + H 2O → H 2SO SO3 + 2NaOH → Na2SO4 + H2O b) Tính o xi hóa mạnh : SO3 + 2KI → K 2SO3 + I 3SO3 + 2NH → N + 3SO + 3H 2O SO3 + 3H 2S → 4S + 3H 2O Chú ý : SO3 tan vào H2SO4 đặc tạo oleum H2SO4 nSO3 SO3 + H2SO4 đặc → H2SO4 nSO3 450− 500 C, xt Điều chế : 2SO + O → SO3 C AXIT SUNFURƠ ( BÀI THÊM ) I Cấu tạo : * Liên kết : CHT * Công thức cấu tạo : * Số oxihoa S + II Tính chất hóa học : Là axit trung bình: H2 SO3 axit hai nấc ( muối HSO3- gọi muối bisunfit ) Vừa có tính oxh , vừa có tính khử : a) Tính khử : Phản ứng với chất oxi hóa mạnh Cl2 , Br2 , I2 , O2 , KMnO4 … tạo thành H2SO4 2H 2SO3 + O (kk) → 2H 2SO H 2SO3 + I + H 2O → H 2SO + 2HI H2SO3 + KMnO4 → H2SO4 + K2SO4 + MnSO4 + H2O b) Tính oxihóa : Phản ứng với chất khử mạnh H2S , HI …tạo thành H2S S H 2SO3 + 2H 2S → 3S ↓ + 3H 2O Chú ý : Một số điểm lưu ý muối sunfit Để nhận biết ion sunfit ta dùng dung dịch chứa ion Ba2+ , Pb2+, Mg2+ … VD; Muối sunfit tác dụng với axit mạnh tạo khí SO2 t Na 2SO3 + 2HCl → 2NaCl + SO + H 2O Muối sunfit kim loại hoạt động đun nóng bị phân hủy : t 4Na 2SO3 → 3Na 2SO + Na 2S Muối sunfit chất khử điển hình : NaHSO3 + NaClO → NaHSO + NaCl 3Na 2SO3 + K 2Cr2O7 +4H 2SO → 3Na 2SO + K 2SO + Cr2 (SO ) + 4H 2O Na 2SO3 + Cl2 + H 2O → Na 2SO + 2HCl Đun dung dịch muối sunfit với S , cho pư cộng tạo thành thiosunfat t Na 2SO3 + S → Na 2S2O3 D AXIT SUNFURIC I Cấu tạo : * Liên kết phân tử liên kết CHT * Công thức cấu tạo : * Số o xh S phân tử +6 II Tính chất vật lí : * Là chất lỏng , sánh dầu , không bay , nặng gần gấp lần nước ( d = 1,84 g/ml ) * Dễ hút ẩm ( t/c dùng làm khơ khí ẩm ) * axit sunfuric đặc tan nước tạo thành hiđrat H2SO4.nH2O , tỏa nhiệt lớn III Tính chất hóa học : Tính chất dung dịch H2SO4 lỗng : Có đầy đủ t/c axit a) Làm đổi màu q tím b) Tác dụng với KL hoạt động c) Tác dụng với bazơ ( oxit bazơ ) d) Tác dụng với muối axit yếu Tính chất H2SO4 đặc : Có tính oxi hóa mạnh , háo nước a) Tính oxihóa mạnh : *) Tác dụng với KL: Oxi hóa hầu hết kim loại kim loại ( trừ Au , Pt) *) Tác dụng với phi kim ( C , S , P….) P + H2SO4 đặc = H3PO4 + SO2 + H2O *) Tác dụng với hợp chất có tính khử ( HBr , KBr, HI , H2S , ….) bị khử thành SO2 b) Tính háo nước : H2SO4 đặc hấp thụ nước từ hợp chất gluxít Cn(H2O)m ( glucozơ , saccarozơ , tinh bột ….) H 2SO 4d C12 H 22O11 → 12C + 11H 2O → CO ↑ + 2SO ↑ + 2H 2O Sau : C +2H 2SO 4d Cu SO4 5H2O → xanh Cu SO4 + 5H2O trắng Chú ý : H2SO4 đặc nguội thụ động với kim loại Al , Fe , Cr … (Vì bề mặt chúng tạo thành lớp màng oxit bền vững bảo vệ cho kim loại khỏi tác dụng axit) Để nhận biết ion sunfat ta dùng dung dịch chứa ion Ba2+ ,taọ kết tủa trắng không tan axit Phần lớn muối sunfat tan nhiều nước Chỉ có số muối không tan : BaSO4, PbSO4, Ag2SO4 CaSO4 tan Muối sunfat kim loại ( trừ KLK , Ca ,Sr ,Ba ) bị nhiệt phân cho oxit kim loại + SO2 + O2 Phèn muối sunfat kép ngậm nước : Phèn nhôm : Al2(SO4)3 K2SO4 24H2O Phèn sắt : Fe2(SO4)3 K2SO4 24H2O Phèn crom : Cr2(SO4)3 K2SO4 24H2O Có thể thay K+ NH4+ ta phèn amoni : Al2(SO4)3 (NH4)2SO4 24H2O O2 O2 H 2SO 4d H 2O IV Điều chế : S H2SO4.n SO3 → SO2 → SO3 → → (n+1) H2SO4 ... ý: Với halogen jưu huỳnh tạo thành nhiều hợp chất có số o xihóa từ +1 đến +6( S 2Cl2 , SF6 ) Tác dụng với hợp chất a)Tác dụng với hợp chất có chứa oxi: Khi lưu huỳnh td với hợp chất có chứa o xi... 95,50 C + Lưu huỳnh đơn tà bền nhiệt độ từ 95,50 C đến 1190 C * Đồng vị : Lưu huỳnh có loại đồng vị tự nhiên 32 33 34 36 S S S S * Số oxh lưu huỳnh hợp chất : − 1 , −2 , +4 , + II Tính chất vật... Bi2S3 … Màu trắng Màu vàng Màu da cam Màu hồng nhạt IV Điều chế : FeS + HCl → FeCl2 + H2S CuS , Ag2S , PbS , HgS , Màu đen B LƯU HUỲNH ĐI OXIT - LƯU HUỲNH TRI OXIT I Lưu hùynh oxit ( SO2 ) Cấu tạo