Hóa 10 Bài Hợp chất có oxi của lưu huỳnh.

[ong noi loc]

BÀI HỢP CHẤT CÓ OXI CỦA LƯU HUỲNH

PHẦN III
​

III - AXIT SUNFURIC

1. Cấu tạo phân tử

Trong hợp chất H2SO4, nguyên tố S có số oxi hóa cực đại là +6.

2. Tính chất vật lí

Axit sunfuric là chất lỏng sánh như dầu, không màu, không bay hơi, nặng gần gấp hai lần nước ( H2SO4 98% có D = 1,84g/cm[SUP]3[/SUP]). H2SO4 đặc rất dễ hút ẩm, tính chất này được dùng làm khô khí ẩm.
Axit sunfuric đặc tan trong nước, tạo thành những hiđrat H2SO4.nH2O và tỏa một lượng nhiệt lớn. Nếu rót nước vào axit H2SO4 đặc, nước sôi đột ngột kéo theo những giọt axit bắn ra xung quanh gây nguy hiểm. Vì vậy muốn pha loãng axit sunfuric đặc, người ta rót từ từ axit vào nước và khuấy nhẹ bằng đũa thủy tinh, tuyệt đối không làm ngược lại.

3. Tính chất hóa học

a) Tính chất của dung dịch axit sunfuric loãng
Dung dịch axit sunfuric loãng có những tính chất chung của axit:
- Đổi màu quỳ tím thành đỏ.
- Tác dụng với kim loại hoạt động, giải phóng khí hiđro.
- Tác dụng với muối của những axit yếu.
- Tác dụng với oxit bazơ và bazơ.
b) Tính chất của axit sunfuric đặc
Axit sunfuric đặc có một số tính chất hóa học đặc trưng sau:
Tính oxi hóa mạnh:
- Axit sunfuric đặc và nóng có tính oxi hóa rất mạnh, nó oxi hóa được hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt), nhiều phi kim như C, S, P,... và nhiều hợp chất:

6H2SO4 + 2Fe → Fe2(SO4)3 + 6H2O + 3SO2
2H2SO4 + Cu → CuSO4 + 2H2O + SO2
2H2SO4 + S → 3SO2 + 2H2O
H2SO4 + 2HI → I2 + 2H2O + SO2

​

- Axit sunfuric đặc, nguội làm một số kim loại như Fe,Al, Cr,... bị thụ động hóa.
Tính háo nước:
Axit sunfuric đặc chiếm nước kết tinh của nhiều muối hiđrat (muối ngậm nước) hoặc chiếm các nguyên tố H và O (thành phần của nước) trong nhiều hợp chất:
- Muối CuSO4.5H2O màu xanh tác dụng với H2SO4 đặc sẽ biến thành CuSO4 khan màu trắng:

CuSO4.5H2O → CuSO4 +5H2O
(màu xanh) ........(màu trắng)

​

Hợp chất gluxit (cacbonhiđrat) tác dụng với H2SO4 đặc bị biến thành cacbon (than):

Cn(H2O)m → nC + mH2O

​

Một phần sản phẩm C bị H2SO4 đặc oxi hóa thành khí CO2, cùng với khí SO2 gây hiện tượng sủi bọt đẩy cacbon trào ra ngoài cốc:

C + 2H2SO4 → CO2 + 2SO2 + 2H2O

​

Da thịt tiếp xúc với H2SO4 đặc sẽ bị bỏng rất nặng, vì vậy khi sử dụng axit sunfuric phải hết sức thận trọng.

4. Ứng dụng

Hàng năm, thế giới sản xuất khoảng 160 triệu tấn H2SO4. Axit sunfuric là hóa chất hàng đầu trong nhiều ngành sản xuất.

5. Sản xuất axit sunfuric

Axit sunfuric được sản xuất trong công nghiệp bằng phương pháp tiếp xúc. Phương pháp này gồm ba công đoạn chính:
a) Sản xuất SO2
Tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu có sẵn mà phương pháp sản xuất SO2 có khác nhau.
- Thiêu quặng pirit sắt (FeS2):

4FeS[SUB]2[/SUB] + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2​

- Đốt cháy lưu huỳnh:

S + O2 → SO2​

b) Sản xuất SO3
Oxi hóa SO3 bằng khí oxi hoặc lượng dư không khí ở nhiệt độ 450−500[SUP]o[/SUP]C, chất xúc tác là V2O5:
xúc tác, t[SUP]o[/SUP]

2SO2 + O2 ⇌ 2SO3​

c) Sản xuất H2SO4
Khí SO3 đi từ dưới lên đỉnh tháp, H2SO4 đặc chảy từ đỉnh tháp xuống dưới.
Dùng H2SO4 98% hấp thụ SO3 được oleum H2SO4.nSO3.

H2SO4 + nSO3 → H2SO4.nSO3

​

Sau đó dùng lượng nước thích hợp pha loãng oleum, được H2SO4 đặc:

H2SO4.nSO3 + nH2O → (n+1)H2SO4

​

Tóm lại, sơ đồ các phản ứng hóa học sản xuất H2SO4 được biểu diễn như sau:

6. Muối sunfat và nhận biết ion sunfat

a) Muối sunfat
Muối sunfat là muối của axit sunfuric. Có 2 loại muối sunfat:
- Muối trung hòa (muối sunfat) chứa ion sunfat (SO[SUB]4[/SUB][SUP]2−[/SUP]). Phần lớn muối sunfat đều tan, trử BaSO4, CaSO4, PbSO4,...không tan.
- Muối axit (muối hiđrosunfat) chứa ion hiđrosunfat (HSO[SUB]4[/SUB][SUP]−[/SUP]).
b) Nhận biết ion sunfat
Dùng dung dịch muối bari để nhận biết ion SO[SUB]4[/SUB][SUP]2−[/SUP] trong dung dịch H2SO4 hoặc trong dung dịch muối sunfat. Phản ứng sinh ra kết tủa trắng không tan trong axit hoặc kiềm.

H2SO4(dd) + BaCl2(dd) → BaSO4(r) + 2HCl(dd)
Na2SO4 (dd) + BaCl2(dd) → BaSO4 (r) + 2NaCl(dd)​