CHỦ ĐỀ 2. NITROGEN VÀ SULFUR

BÀI 6. SULFUR VÀ SULFUR DIOXIDE   

(20 CÂU)

1. NHẬN BIẾT (5 câu)

Câu 1: Nêu trạng thái tự nhiên của sulfur

Giải:

Trong tự nhiên, sulfur tồn tại ở cả dạng đơn chất và hợp chất.

• Đơn chất sulfur được tìm thấy chủ yếu tại các vùng có núi lửa, nhiều nhất ở các nước thuộc “vành đai lửa” Thái Bình Dương như Nhật Bản, Chile, Indonesia,…
• Phần lớn sulfur tồn tại ở dạng hợp chất trong thành phần của các khoáng vật, như pyrite, sphalerite, thạch cao, barite.
• Ngoài ra sulfur còn có trong thành phần của một số protein động vật và thực vật.

Câu 2: Nêu tính chất vật lí của sulfur.

Giải:

Ở điều kiện thường, đơn chất sulfur là chất rắn, có màu vàng, không tan trong nước, tan ít trong ethanol, tan nhiều trong dầu hỏa, benzene. Sulfur nóng chảy ở khoảng 113^oC, hóa hơi ở khoảng 445^oC.

Câu 3: Nêu các ứng dụng của sulfur.

Giải:

Sulfur là nguyên liệu quan trọng để sản xuất sulfuric acid, dược phẩm, phẩm nhuộm, thuốc trừ sâu. Sulfur được dùng làm biến đổi tính chất của cao su tự nhiên nhằm tạo ra loại cao su phù hợp mục đích sử dụng (lưu hóa cao su). Sulfur còn được đốt cháy, tạo sulfur dioxide có tác dụng diệt vi khuẩn và nấm mốc.

Câu 4: Nêu các ứng dụng của sulfur dioxide.

Giải:

Sulfur dioxide là chất trung gian quan trọng trong quá trình sản xuất sulfuric acid. Oxide này còn được dùng để tẩy trắng vải sợi, đường; sản xuất thuốc trừ sâu và thuốc sát trùng. Trong công nghệ thực phẩm trước đây, sulfur dioxide cũng được sử dụng ở nồng độ nhất định để hạn chế sự phát triển của vi sinh vật. Khí sulfur dioxide cũng được tạo ra từ quá trình đốt cháy sulfur với mục đích diệt khuẩn và nấm mốc, được dùng để bảo quản hoa quả sấy khô, dược liệu từ thực vật (dân gian còn gọi là quá trình “xông sinh”). Tuy nhiên, hiện nay, biện pháp bảo quản này đã bị cấm sử dụng do gây nhiễm độc thực phẩm và dược phẩm.

Câu 5: Vì sao phải giảm phát thải sulfur dioxide vào khí quyển?

Giải:

- Đối với môi trường, khí sulfur dioxide là nguyên nhân chủ yếu gây ra mưa acid.

- Đối với con người, khí sulfur dioxide sẽ tạo cảm giác khó thở, gây ra bệnh viêm đường hô hấp, đau mắt. Khi vào cơ thể, khí này kết hợp với nước, tạo acid, từ đó làm giảm pH của máu, làm rối loạn nhiều quá trình chuyển hóa trong cơ thể, làm giảm khả năng vận chuyển oxygen của hồng cầu.

2. THÔNG HIỂU (5 câu)

Câu 1: Trộn 2,8 gam bột Fe với bột S dư. Đốt nóng cho phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam muối sunfide tương ứng. Xác định giá trị của m?

Giải:

Ta có:  = 0,05 (mol)

Fe     +        S             FeS

0,05                               0,05   (mol)

 = 0,05. (56+32) = 4,4 (gam)

Câu 2: Cho 11 gam hỗn hợp bột Fe và bột Al tác dụng với bột S (trong điều kiện không có không khí) thấy có 12,8 gam S tham gia phản ứng. Khối lượng Fe có trong 11 gam hỗn hợp đầu là?

Giải:

 =  = 0,4 mol

56x + 27y (1)

x                     2x            (mol)

y                    3y             (mol)

0,4    0,8                         (mol)

Bảo toàn electron, ta có: 2x + 3y = 0,8 (2)

Từ (1) và (2) suy ra

→

Câu 3: Nung 11,2 gam Fe và 26 gam Zn với một lượng S dư. Tính khối lượng sản phẩm thu được sau phản ứng.

Giải:

Ta có:

Fe + S → FeS

0,2              0,2               mol

Zn + S → ZnS

0,4            0,4                mol

⇒ m = 0,2.(56+32) + 0,4.(65+32) = 56,4 gam.

Câu 4: Cho 5,64 gam hỗn hợp gồm Mg, Al phản ứng với S thu được 14,6 gam hỗn hợp Y. Tính khối lượng S.

Giải:

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có:

   = 14,6 – 5,64 = 8,96 (gam)

Câu 5: Nung 11,2 gam bột Fe với một lượng S dư. Tính khối lượng muối tạo thành sau phản ứng.

Giải:

Ta có:  =  = 0,2 (mol)

Fe + S → FeS

0,2              0,2               mol

3. VẬN DỤNG (7 câu)

Câu 1: Hấp thụ 0,15 mol khí SO₂ vào 200 ml dung dịch NaOH aM. Tính a biết sau phản ứng chỉ thu được muối trung hòa.

Giải:

Vì đề cho chỉ tạo muối trung hòa nên chỉ xảy ra phản ứng

SO₂ + 2NaOH → Na₂ SO₃ + H₂ O

0,15 → 0,3

N_SO2 = 0,15 mol , V_NaOH = 200 ml = 0,2 lít

→ a = C_{M (NaOH)}=   = 0,75M

Câu 2: Hấp thụ hoàn toàn 12,8g SO₂ vào 250 ml dung dịch NaOH 1M. Tính khối lượng muối tạo thành sau phản ứng.

Giải:

nSO₂ =   = 0,2 mol

nNaOH = 0,25.1 = 0,25 mol

1 < T =   = 1,25 < 2

→ Tạo 2 muối NaHSO₃ và Na₂ SO₃

Phương trình hóa học:

SO₂ + NaOH → NaHSO₃

x   → x                 x        (mol)

SO₂ + 2NaOH → Na₂ SO₃ + H₂ O

y →   2y                y       (mol)

→                     →

→ m_NaHSO3 = 0,15. 104 = 15,6g

m_Na2O₃ = 0,05 . 126 = 6,3g

Câu 3: Hấp thụ 0,3 mol khí SO₂ vào 100 ml dung dịch Ba(OH)₂ 2M. Tính khối lượng muối thu được.

Giải:

N_SO2 = 0,3 mol; n_Ba(OH)2 = 0,2 mol

1 < T =   =  = 1,5 < 2

→ tạo 2 muối

Ba(OH) ₂ + SO₂ → BaSO₃ ↓+ H₂O

a mol →     a mol      a mol

Ba(OH) ₂ + 2SO₂ → Ba(HSO₃)₂

b mol →     2b               b mol

→             

→ m_BaSO3 = 0,1 . 217 = 12,7g

→ m_Ba(HSO3)₂ = 0,1.299 = 29,9g

Câu 4: Dẫn khí SO₂ qua 200 ml dung dịch Ba(OH)₂ aM thu được 21,7 g kết tủa, thêm tiếp dung dịch NaOH đến dư vào lại thu thêm 10,85 gam kết tủa nữa. Tính a.

Giải:

Thêm NaOH lại thu thêm kết tủa, chứng tỏ trong dung dịch tồn tại muối Ba(HSO₃) ₂

Ta có: n↓(1) =  = 0,1 mol

  n↓(2) =  = 0,05 mol

↓ = 0,1 + 0,05 = 0,15 mol

Ba(OH) ₂ → BaSO₃

0,15           ←0,15

→ a =  = 0,75M

Câu 5: Trộn 200 ml dung dịch NaOH 1M với 150ml dung dich H₂SO₄ 1M. Hỏi sau khi phản ứng kết thúc khối lượng muối thu được là bao nhiêu?

Giải:

Ta có: n_NaOH =0,2 × 1= 0,2(mol); n_H2SO4= 0,15 mol

Phản ứng: NaOH + H₂SO₄ → NaHSO₄ + H₂O

                               0,15 ← 0,15 → 0,15     (mol)

NaOH_dư + NaHSO₄ → Na₂SO₄ + H₂O

0,05   →      0,05

⇒ n_NaHSO4dư = 0,15 – 0,05 = 0,1 (mol)

⇒ m_muối = m_NaHSO4 + m_Na2SO4 = 120 × 0,1 + 142 × 0,05=19,1(gam)

Câu 6: Hấp thụ V lít SO₂ (đkc) vào 300 ml dung dịch Ba(OH)₂ 1M thu được 21,7g kết tủa. Tính V

Giải:

Ta có:  

          = 0,1 mol

Trường hợp 1: Ba(OH)₂ dư, SO₂ hết

→  =  

Ba(OH)₂ + SO₂ → BaSO₃ ↓+ H₂O

                     0,1 ← 0,1

→   = 0,1. 24,79 = 2,479 lít

Trường hợp 2: Ba(OH)₂ hết, SO₂ dư nhưng không hòa tan hết kết tủa (kết tủa chỉ tan một phần).

Ba(OH)₂ + SO₂ →  BaSO₃↓+ H₂O

0,1           0,1         ←0,1

Ba(OH)₂ + 2SO₂ → Ba(HSO₃) ₂

(0,3 – 0,1) → 0,4

→   = 0,1 + 0,4 = 0,5 mol

→  = 0,5. 24,79 = 12,395 lít

Câu 7: Dẫn V lít (đkc) khí SO₂ vào 200 ml dung dịch KOH 1M thu được 12 gam muối KHSO₃. Vậy V có giá trị là bao nhiêu?

Giải:

Ta có:

 = 0,1 mol

Các phương trình phản ứng xảy ra là:

SO₂    +        KOH →      KHSO₃

0,1                        0,1                 0,1             mol

SO₂    +        2KOH →     K₂SO₃      + H₂O

0,05             0,1                                  mol

Tổng số mol SO₂ là:  = 0,15 mol

→  = 0,15.24,79 = 3,7185 lít

4. VẬN DỤNG CAO (3 câu)

Câu 1: Trộn 5,6 gam bột sắt với 2,4 gam bột sulfur rồi nung nóng (trong điều kiện không có không khí), thu được hỗn hợp rắn M. Cho M tác dụng với lượng dư dung dịch HCl, giải phóng hỗn hợp khí X và còn lại một phần không tan G. Để đốt cháy hoàn toàn X và G cần vừa đủ V lít khí O₂ (ở đkc). Tìm giá trị của V.

Giải:

Sơ đồ phản ứng:

 M    

Nhìn tổng quát cả bài toán ta có:

Bảo toàn electron:

4n_S + 2n_Fe = 4n_O2 

⇒ n_O2 =  +  = 0,125 mol

⇒ V_O2 = 0,125.24,79  3,1 lít

Câu 2: Nung nóng hỗn hợp bột X gồm a mol Fe và b mol S trong khí trơ, hiệu suất phản ứng bằng 50% thu được hỗn hợp rắn Y. Cho Y vào dung dịch HCl dư, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp khí Z có tỉ khối so với H₂ bằng 5. Tỉ lệ a:b bằng bao nhiêu?

Giải:

Fe + S → FeS

→ Hỗn hợp rắn Y gồm: Fe, S, FeS.

FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

→ Z gồm

→              ⇔          ⇔

Do đó:

Nhận thấy H=50% mà  >  → Fe dư, tính hiệu suất theo S

 =  = 0,25 mol   →  = 0,25.  = 0,5 mol

Câu 3: Hấp thụ hoàn toàn 2,9748 lít khí SO₂ (đkc) vào 2,5000 lít Ba(OH)₂ nồng độ aM thu được 17,3600 gam kết tủa. Tìm giá trị của a.

Giải:

Ta có:

Bảo toàn nguyên tố S:  =

⇒  = 0,0200 mol

Bảo toàn nguyên tố Ba: = 0,1000 mol

   = 0,0400 M