Giải chi tiết Hóa học 11 Chân trời mới bài 6:Sulfur và Sulfur dioxide

MỞ ĐẦU

Câu hỏi. Lưu huỳnh (Sulfur) còn được gọi là lưu hoàng, sinh diêm vàng, diêm sinh, đã được biết đến từ thời cổ đại. Nguyên tố lưu huỳnh có những tính chất gì và được ứng dụng vào sản xuất đời sống con người như thế nào?

Hướng dẫn trả lời:

Nguyên tố lưu huỳnh có tính chất oxi hoá và tính khử

Lưu huỳnh được ứng dụng vào sản xuất, đời sống

• 90% lưu huỳnh dùng điều chế H₂SO₄.
• 10% lưu huỳnh dùng lưu hóa cao su, sản xuất chất tẩy trắng bột giấy, diêm, chất dẻo ebonit, dược phẩm, phẩm nhuộm, thuốc trừ sâu, chất diệt nấm trong nông nghiệp…

1. ĐƠN CHẤT LƯU HUỲNH

Tìm hiểu trạng thái tự nhiên của lưu huỳnh

Thảo luận 1. Quan sát hình 6.1 và 6.2 hãy cho biết trong tự nhiên lưu huỳnh tồn tại ở những dạng chất nào

Hướng dẫn trả lời:

trong tự trong tự nhiên lưu huỳnh tồn tại ở dạng

• đơn chất lưu huỳnh
• hợp chất có nhiều trong các khoáng vật tự nhiên như quặng pyrite, quặng gypsum, quặng barite,...

Tìm hiểu cấu tạo, tính chất vật lí cơ bản của sulfur đơn chất

Thảo luận 2. Quan sát hình 6.3, hãy nêu một số tính chất vật lí của sulfur 

Hướng dẫn trả lời:

sulfur là chất rắn màu vàng

Thảo luận 3. Quan sát hình 6.4, mô tả cấu tạo phân tử sulfua 

Hướng dẫn trả lời:

phân tử có 8 nguyên tử liên kết cộng hóa trị với nhau tạo mạch vòng.

Tìm hiểu tính chất hóa học của sulfur đơn chất

Thảo luận 4. Nêu hiện tượng xảy ra ở thí nghiệm 1. Xác định vai trò của các chất trong phản ứng Fe và S ở thí nghiệm này

Hướng dẫn trả lời:

Khi đốt nóng hỗn hợp, lưu huỳnh nóng chảy, hỗn hợp cháy sáng và bắt đầu chuyển thành hợp chất màu đen, phản ứng tỏa nhiều nhiệt. Fe tác dụng với S nung nóng thu được hợp chất FeS màu đen.

Fe + S → FeS

Fe  đóng vai trò là chất khử, S đóng vai trò là chất oxi hoá

Thảo luận 5. Nêu hiện tượng xảy ra và xác định vai trò của S, O2 trong phương trình hóa học của phản ứng ở thí nghiệm 2 .

Hướng dẫn trả lời:

Hiện tượng: Lưu huỳnh cháy trong không khí với ngọn lửa nhỏ màu xanh mờ, lưu huỳnh cháy trong oxygen mãnh liệt hơn cho ngọn lửa màu sáng xanh.
Phương trình hóa học:
S_(s)+O_2(g)→SO_2(g)

Trong đó: S là chất khử, O₂ là chất oxi hoá

Luyện tập. Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra khi cho nhôm (aluminium) và kẽm (zinc) tác dụng với sulfur.

Hướng dẫn trả lời:

PTHH:

2Al + 3S → Al₂S₃

Zn + S → ZnS

Vận dụng. Thủy ngân rất độc khi hít phải hơi thủy ngân có thể gây hại cho hệ thần kinh, hệ tiêu hóa và hệ miễn dịch, gây nhiễm độc phổi và thận, gây nguy cơ dẫn đến tử vong. Hãy nêu cách xử lý thủy ngân khi nhiệt kế thủy ngân không may bị vỡ.

Hướng dẫn trả lời:

• Thủy ngân rất dễ tan trong không khí --> nên đóng cửa, tránh gió lùa và giảm nhiệt độ trong phòng.
• Khi xử lý hãy đeo găng tay do thuỷ ngân còn gây độc khi tiếp xúc trực tiếp với da.
• Hót các hạt thủy ngân bằng giấy mỏng một cách nhẹ nhàng, tránh để chúng phân chia thành những hạt nhỏ hơn nữa, cho vào hộp kín. (Nếu giọt thủy ngân quá nhỏ, có thể dùng giấy, khăn ướt lau nhẹ.)
• Để hạn chế hơi độc từ thủy ngân, có thể dùng bột lưu huỳnh (diêm sinh) rắc vào nơi rơi vãi thủy ngân, dùng chổi quét đi quét lại nhiều lần để thu gom cả bột lưu huỳnh và thủy ngân. Do lưu huỳnh tác dụng với thủy ngân kim loại tạo thành HgS không bay hơi. Ngoài lưu huỳnh,  có thể xử lý tương tự với lòng đỏ trứng.
• Thủy ngân đã thu gom bắt buộc phải được đựng riêng, có dán nhãn lưu ý để được phân loại rác, tuyệt đối không để chung vào rác thải sinh hoạt hay đổ xuống hệ thống nước thải công cộng gây ô nhiễm nguồn nước ngầm.
• Sau khi xử lý thủy ngân xong, hãy mở cửa làm thông thoáng khu vực bị nhiễm độc, lau dọn khu vực này bằng xà phòng. Quần áo bị dính thủy ngân cần được ngâm, giặt trong nước lạnh khoảng 1 giờ, rồi ngâm tiếp bằng nước nóng 70-80 độ C, xả bằng nước lạnh.

Tìm hiểu ứng dụng của sulfur đơn chất

Thảo luận 6. Hãy nêu một số ứng dụng của sulfur đơn chất trong đời sống và sản xuất

Hướng dẫn trả lời:

Lưu huỳnh được ứng dụng nhiều trong sản xuất sulfuric acid để sử dụng trong ắc quy, bột giặt. lưu hoá cao su, thuốc diệt nấm và dùng trong sản xuất phân bón.

Với bản chất dễ cháy, lưu huỳnh còn được dùng trong các loại diêm, thuốc súng và pháo hoa.

Lưu huỳnh nóng chảy được dùng để tạo các lớp khảm trang trí trong sản phẩm đồ gỗ.

2. SULFUR DIOXIDE

Tìm hiểu tính chất hóa học và ứng dụng của sulfur dioxide

Thảo luận 7. Xác định tính oxi hóa, tính khử của mỗi chất trong các phản ứng hóa học (1) và (2)

Hướng dẫn trả lời:

Ở phản ứng 1: sulfur dioxide là chất khử

Ở phản ứng 2: sulfur dioxide là chất oxi hoá

Tìm hiểu sự hình thành sulfur dioxide do tác động của con người, tự nhiên, tác hại của sulfur dioxide và một số biện pháp làm giảm thiểu lượng sulfur dioxide thải vào không khí

Thảo luận 8. Nêu một số nguồn phát thải sulfur dioxide và tác hại của loại khí này.

Hướng dẫn trả lời:

Một số nguồn phát thải sulfur dioxide

• Trong tự nhiên: Núi lửa phun trào, các quá trình phân hủy, thối rữa xác động thực vật, các phản ứng hóa học giữa những khí tự nhiên hình thành các khí sulfur, …. 
• Tác động của con người: từ các trung tâm nhiệt điện, từ các lò nung, lò hơi khí đốt nhiên liệu than, dầu và khí đốt có chứa lưu huỳnh hay các hợp chất có chứa lưu huỳnh, phương tiện giao thông, một số công đoạn trong công nghiệp hóa chất, luyện kim,....

Tác hại của SO₂

• Tác hại đối với sức khỏe: có thể gây rối loạn chuyển hoá đường và protein, gây thiếu vitamin B và C, gây tắc nghẽn mạch máu cũng như làm giảm khả năng vận chuyển oxygen của hồng cầu, gây co hẹp dây thanh quản, khó thở,...
• Tác hại đối với môi trường: là một trong những nguyên nhân chính gây mưa acid.

Thảo luận 9. Giải thích sự hình thành mưa acid từ sulfur dioxide 

Hướng dẫn trả lời:

SO₂ tác dụng với oxygen tạo thành SO₃. SO₃ tan trong nước mưa tạo thành H₂SO₄ rơi xuống tạo nên mưa acid.

SO₂ + O₂ ⇄ SO₃

SO₃ + H₂O → H₂SO₄ 

Vận dụng. Em hãy tìm hiểu và đề xuất một số giải pháp phù hợp với lứa tuổi giúp giảm thiểu lượng sulfur dioxide vào không khí 

Hướng dẫn trả lời:

Một số biện pháp làm giảm thiểu lượng khí thải SO₂ 

• Sử dụng các nguồn nhiên liệu sinh học thân thiện với môi trường như là là ethanol, xăng E5,... thay thế nguồn năng lượng hóa thạch
• Sử dụng tiết kiệm, hiệu quả các nguồn nhiên liệu hóa thạch
• Tuyên truyền tác hại của SO₂ và lợi ích của nhiên liệu tái tạo, bảo vệ môi trường,...

BÀI TẬP

Bài tập 1. Tính chất nào sau đây không phải tính chất vật lí của sulfur

A. Màu vàng ở điều kiện thường

B. Thể rắn ở điều kiện thường

C. Không tan trong benzene

D. Không tan trong nước

Hướng dẫn trả lời:

Đáp án C.

Bài tập 2. Số oxi hóa của sulfur trong phân tử SO2 là

A. + 4.                           B. - 2.                C. + 6.                  D. 0.

Hướng dẫn trả lời:

Đáp án: A 

Bài tập 3. Cho các phản ứng sau

a) S + O2 →to SO2 

b) Hg + S → HgS

c) S + HNO3 → H2SO4 + NO2 + H2O

d) Fe + S → FeS

Có bao nhiêu phản ứng trong đó sunfur đóng vai trò là chất khử

A. 1.              B. 2.                 C. 3                D. 4 

Hướng dẫn trả lời:

Đáp án: B

Bài tập 4. Khí SO₂ do các nhà máy thải ra là nguyên nhân chính trong việc gây ô nhiễm môi trường. Theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng không khí xung quanh (QCVN 05:2013/BTNMT) thì nếu lượng SO₂ vượt quá 350 μg/m³ không khí đó được trong 1 giờ ở một thành phố thì coi như không khí bị ô nhiễm. Nếu người ta lấy 50 lít không khí trong 1 giờ ở một thành phố và phân tích thấy có 0,012 mg SO₂ thì không khí ở đó có bị ô nhiễm không?

Hướng dẫn trả lời:

Đổi 0,012 mg = 12 µg, 50 lít = 0.05m³

lượng SO2 trong không khí đó được trong 1 giờ ở thành phố đó là: 12/0,05 = 240 μg/m3 < 350 μg/m3 

--> không khí ở đó không bị ô nhiễm