Bài 6. Sulfur và sulfur dioxide trang 25, 26, 27 SBT Hóa 11 Chân trời sáng tạo

6.1

Phát biểu nào sau đây không đúng?

A. Lưu huỳnh là một nguyên tố phi kim, chỉ có tính oxi hoá.

B. Khi tham gia phản ứng, lưu huỳnh thể hiện tính oxi hoá hoặc tính khử.

C. Ở điều kiện thường, lưu huỳnh là chất rắn, màu vàng, không tan trong nước.

D. Ở điều kiện thường, lưu huỳnh tồn tại dạng phân tử tám nguyên tử (S₈).

Phương pháp giải:

- Tính chất vật lí: sulfur là chất rắn màu vàng, không tan trong nước, tan nhiều trong dung môi hữu cơ.

-Tính chất hóa học: Sulfur vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử.

- Ở dạng phân tử, sulfur gồm 8 nguyên tử liên kết cộng hoá trị với nhau tạo thành mạch vòng.

Lời giải chi tiết:

Lưu huỳnh là một nguyên tố phi kim, vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử.

→ Chọn A.

6.2

Cho các phản ứng hoá học sau:

\[\begin{array}{l}{\rm{(1) S  +  }}{{\rm{O}}_{\rm{2}}} \to {\rm{SO}}{}_{\rm{2}}\\({\rm{2) S  +  3}}{{\rm{F}}_{\rm{2}}} \to {\rm{S}}{{\rm{F}}_{\rm{6}}}\\{\rm{(3) S  +  Hg}} \to {\rm{HgS}}\\{\rm{(4) S  +  6HN}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}_{{\rm{(dac)}}} \to {{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}{\rm{ +  6N}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}{\rm{ +  2}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\end{array}\]

Trong các phản ứng trên, số phản ứng trong đó S thể hiện tính khử là

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

Phương pháp giải:

Trong phản ứng oxi hóa khử, chất khử là chất cho electron, có số oxi hóa tăng; chất oxi hóa là chất nhận electron, có số oxi hóa giảm.

Lời giải chi tiết:

\[\begin{array}{l}{\rm{(1) }}\mathop {\rm{S}}\limits^0 {\rm{  +  }}{{\rm{O}}_{\rm{2}}} \to \mathop {\rm{S}}\limits^{ + 4} {\rm{O}}{}_{\rm{2}}\\({\rm{2) }}\mathop {\rm{S}}\limits^0 {\rm{  +  3}}{{\rm{F}}_{\rm{2}}} \to \mathop {\rm{S}}\limits^{ + 6} {{\rm{F}}_{\rm{6}}}\\{\rm{(3) }}\mathop {\rm{S}}\limits^0 {\rm{  +  Hg}} \to {\rm{Hg}}\mathop {\rm{S}}\limits^{ - 2} \\{\rm{(4) }}\mathop {\rm{S}}\limits^0 {\rm{  +  6HN}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}_{{\rm{(dac)}}} \to {{\rm{H}}_{\rm{2}}}\mathop {\rm{S}}\limits^{ + 6} {{\rm{O}}_{\rm{4}}}{\rm{ +  6N}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}{\rm{ +  2}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\end{array}\]

Trong các phản ứng trên, các phản ứng trong đó S thể hiện tính khử (số oxi hóa tăng): (1), (2), (4).

→ Chọn A.

6.3

Khí SO₂ sinh ra từ việc đốt các nhiên liệu hoá thạch, các quặng sulfide là một trong các chất gây ô nhiễm môi trường, do SO₂ góp phần gây ra

A. mưa acid.                                                       B. hiện tượng khí nhà kính.

C. suy giảm tầng ozone.                                     D. nước thải gây ung thư.

Phương pháp giải:

Khí SO₂ trong bầu khí quyển là một trong những nguyên nhân chính gây nên hiện tượng mưa acid.

Lời giải chi tiết:

Khí SO₂ sinh ra từ việc đốt các nhiên liệu hoá thạch, các quặng sulfide là một trong các chất gây ô nhiễm môi trường, do SO₂ góp phần gây ra mưa acid.

→ Chọn A.

6.4

Chất khí (X) tan trong nước tạo ra dung dịch làm quỳ tím hóa đỏ và khí (X) có thể được dùng làm chất tẩy màu. Khí (X) là

A. NH₃.                         B. CO₂.                         C. SO₂.                          D. O₃.

Phương pháp giải:

Khí SO₂ là acidic oxide khi tan trong nước tạo ra acid H₂SO₃ làm quỳ tím hóa đỏ.

SO₂ được sử dụng để tẩy trắng vải, đường.

Lời giải chi tiết:

Khí SO₂ tan trong nước tạo ra dung dịch làm quỳ tím hóa đỏ và SO₂ có thể được dùng làm chất tẩy màu.

→ Chọn C.

6.5

Cho các phương trình hoá học sau:

(1) SO₂ + 2H₂S → 3S + 2H₂O

(2) SO₂ + Br₂+ 2H₂O → 2HBr + H₂SO₄

Phát biểu nào sau đây đúng?

A. SO₂ chỉ thể hiện tính oxi hoá.

B. SO₂ chỉ thể hiện tính khử.

C. SO₂ vừa thể hiện tính oxi hoá, vừa thể hiện tính khử.

D. SO₂ không thể hiện tính khử và không thể hiện tính oxi hoá.

Phương pháp giải:

Trong phản ứng oxi hóa khử, chất khử là chất cho electron, có số oxi hóa tăng; chất oxi hóa là chất nhận electron, có số oxi hóa giảm.

Lời giải chi tiết:

\[\begin{array}{*{20}{l}}{\left( {\rm{1}} \right){\rm{ }}\mathop {\rm{S}}\limits^{ + 4} {{\rm{O}}_{\rm{2}}}{\rm{ +  2}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{S }} \to {\rm{ 3}}\mathop {\rm{S}}\limits^0 {\rm{  +  2}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}}\\{\left( {\rm{2}} \right){\rm{ }}\mathop {\rm{S}}\limits^{ + 4} {{\rm{O}}_{\rm{2}}}{\rm{ +  B}}{{\rm{r}}_{\rm{2}}}{\rm{ +  2}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O }} \to {\rm{ 2HBr  +  }}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}\mathop {\rm{S}}\limits^{ + 6} {{\rm{O}}_{\rm{4}}}}\end{array}\]

Trong phương trình (1), SO₂ thể hiện tính oxi hoá.

Trong phương trình (2), SO₂ thể hiện tính khử.

→ Chọn C.

6.6

Hãy nêu phương pháp tách riêng bột lưu huỳnh và bột sắt ra khỏi hỗn hợp.

Phương pháp giải:

Sắt là kim loại có từ tính, do đó nam châm có thể hút sắt.

Lưu huỳnh không có từ tính, do đó nam châm không hút được lưu huỳnh.

Lời giải chi tiết:

Dùng nam châm hút sắt ra khỏi hỗn hợp.

6.7

Hãy cho biết một phân tử lưu huỳnh ở trạng thái hơi (900 °C) gồm bao nhiêu nguyên tử, biết tỉ khối lưu huỳnh so với không khí ở 900 °C bằng 2,207. Từ đó nêu công thức phân tử của hơi lưu huỳnh ở 900 °C.

Phương pháp giải:

Tính khối lượng phân tử của lưu huỳnh ở 900 °C, rồi tính số nguyên tử lưu huỳnh.

Lời giải chi tiết:

Giả sử S_x là công thức phân tử của hơi lưu huỳnh ở 900 °C.

Ta có: \[{{\rm{d}}_{{\raise0.7ex\hbox{${{{\rm{S}}_{\rm{x}}}}$} \!\mathord{\left/

 {\vphantom {{{{\rm{S}}_{\rm{x}}}} {{\rm{kk}}}}}\right.\kern-\nulldelimiterspace}

\!\lower0.7ex\hbox{${{\rm{kk}}}$}}}} = \frac{{{{\rm{M}}_{{{\rm{S}}_{\rm{x}}}}}}}{{{{\rm{M}}_{{\rm{kk}}}}}} \Rightarrow {{\rm{M}}_{{{\rm{S}}_{\rm{x}}}}} = {{\rm{d}}_{{\raise0.7ex\hbox{${{{\rm{S}}_{\rm{x}}}}$} \!\mathord{\left/

 {\vphantom {{{{\rm{S}}_{\rm{x}}}} {{\rm{kk}}}}}\right.\kern-\nulldelimiterspace}

\!\lower0.7ex\hbox{${{\rm{kk}}}$}}}} \times {{\rm{M}}_{{\rm{kk}}}} = 2,207 \times 29 = 64,003{\rm{ (amu)}}\]

Mặt khác: \[{{\rm{M}}_{{{\rm{S}}_{\rm{x}}}}} = x \times {{\rm{M}}_{\rm{S}}} \Leftrightarrow 64,003 = x \times 32 \Rightarrow x = \frac{{64,003}}{{32}} \approx 2\]

=> Công thức phân tử của hơi lưu huỳnh ở 900 °C là S₂.

6.8

Lưu huỳnh có nhiều ứng dụng trong đời sống và sản xuất. Người ta dùng lưu huỳnh để bảo quản thuốc bắc cũng như bảo quản hoa quả tươi lâu hơn. Hãy giải thích điều này. Việc làm này có gây hại gì cho sức khỏe con người không?

Phương pháp giải:

Sulfur dioxide là một khí độc, gây hại đến sức khỏe con người.

Lời giải chi tiết:

Đốt cháy lưu huỳnh sinh ra khí SO₂ độc. Tuy nhiên ở nồng độ thấp, khí này có tác dụng diệt khuẩn. Việc xông khí lưu huỳnh giúp việc bảo quản thuốc không bị mối mọt hay nấm mốc tấn công hoặc hoa quả tươi lâu hơn. Tuy nhiên, trong quá trình xông, lưu huỳnh sẽ lưu lại trên thuốc làm thuốc bị cứng, thay đổi màu sắc, mùi vị. SO₂gặp hơi ẩm trong phổi tạo thành H₂SO₃ ảnh hưởng đến phổi và hệ thần kinh,...

6.9

Lưu huỳnh là nguyên liệu quan trọng cho nhiều ngành công nghiệp như sản xuất H₂SO₄, lưu hoá cao su, chế tạo diêm, sản xuất chất tẩy trắng, ... Hãy cho biết trong tự nhiên có những nguồn cung cấp lưu huỳnh nào.

Phương pháp giải:

- Sulfur đơn chất lắng đọng thành những mỏ lớn, nằm giữa lớp đá sâu hàng trăm mét trong lòng đất.

- Sulfur ở dạng hợp chất trong nhiều quặng như quặng pyrite, quặng gypsum, quặng galena, quặng barite…

Lời giải chi tiết:

Nguồn cung cấp lưu huỳnh tự do chủ yếu là do khai thác từ lòng đất theo phương pháp Frasch. Ngoài ra lưu huỳnh còn được tái chế từ các khí thải độc hại như SO₂ (sản phẩm phụ trong công nghiệp luyện kim màu), H₂S (được tách từ khí tự nhiên) theo các phản ứng:

2H₂S + O₂→ 2S↓ + 2H₂O

2H₂S + SO₂ → 3S↓ + 2H₂O

6.10

Thuỷ ngân là kim loại nặng rất độc. Việc con người tiếp xúc với thuỷ ngân trong thời gian dài dẫn đến run rẩy, mất khả năng điều hoà vận động, thay đổi tính cách, mất trí nhớ, mất ngủ, mệt mỏi, đau đầu, giảm cân, căng thẳng tâm lí và viêm lợi. Các triệu chứng này xảy ra khi một người tiếp xúc với nồng độ thuỷ ngân trong không khí trên 50 µg/m³ . Thuỷ ngân độc hơn khi ở thể hơi vì dễ dàng hấp thụ vào cơ thể qua nhiều con đường như đường hô hấp, đường tiêu hoá, qua da, ... Trong trường hợp thuỷ ngân rơi vãi, cần xử lí như thế nào? Liên hệ với tình huống xử lí an toàn khi vô tình làm vỡ nhiệt kế thuỷ ngân trong phòng thí nghiệm.

Phương pháp giải:

Thủy ngân phản ứng với lưu huỳnh ở nhiệt độ thường.

Lời giải chi tiết:

Khi thu hồi thuỷ ngân rơi vãi người ta thường sử dụng bột lưu huỳnh rắc lên những chỗ có thuỷ ngân, vì lưu huỳnh có thể tác dụng với thuỷ ngân tạo thành HgS dạng rắn và không bay hơi:

Khi vô tình làm vỡ nhiệt kế thuỷ ngân trong phòng thí nghiệm, cần rắc ngay bột lưu huỳnh bao phủ tất cả các mảnh vỡ. Sau đó dùng chổi quét sạch, gói vào giấy và cho vào thùng rác.

6.11

Khí thải của các nhà máy, xí nghiệp, ... có chứa nhiều SO₂. Đây là một trong những nguyên nhân chủ yếu gây ra mưa acid, gây tổn hại cho nhiều công trình làm bằng sắt, đá. Hãy giải thích bằng các phương trình hoá học xảy ra (nếu có).

Phương pháp giải:

Mưa acid là hiện tượng nước mưa có pH < 5,6.

Khi các khí sulfur dioxide, nitrogen dioxide bị oxi hóa và bị hòa tan trong nước tạo thành dung dịch acid HNO₃ và H₂SO₄, làm nước mưa có độ pH < 5,6, gây nên mưa acid.

Lời giải chi tiết:

Với xúc tác là các ion kim loại trong khói bụi, SO₂ bị oxi hóa và hòa tan trong nước mưa tạo thành sulfuric acid (H₂SO₄) gây ra mưa acid.

\[{\rm{2S}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}{\rm{  +  }}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}{\rm{  +  2}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}} \to 2{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}\]

Mưa acid, gây tổn hại cho nhiều công trình làm bằng sắt, đá:

\[\begin{array}{l}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}{\rm{  +  Fe}} \to {\rm{FeS}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}{\rm{  +  }}{{\rm{H}}_{\rm{2}}} \uparrow \\{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}{\rm{  +  CaC}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}} \to {\rm{CaS}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}{\rm{  +  C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}} \uparrow {\rm{ +  }}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\end{array}\]

6.12

Hãy cho biết người dân có thể đối mặt với những nguy cơ nào khi một nhà máy sản xuất lưu huỳnh bị cháy. Giải thích.

Phương pháp giải:

Sulfur dioxide là một khí độc, gây hại đến sức khỏe con người.

Khi các khí sulfur dioxide bị oxi hóa và bị hòa tan trong nước tạo thành dung dịch acid H₂SO₄, làm nước mưa có độ pH < 5,6, gây nên mưa acid.

Lời giải chi tiết:

Lưu huỳnh cháy sinh ra khí SO₂ gây độc cho hệ hô hấp của con người và có thể dẫn đến tử vong. Người dân có thể đối mặt với nguy cơ mưa acid trong khu vực.

\[{\rm{S  +  }}{{\rm{O}}_2} \to {\rm{S}}{{\rm{O}}_2}\]

\[{\rm{2S}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}{\rm{  +  }}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}{\rm{  +  2}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}} \to 2{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}\]

6.13

Khí SO₂ là một trong các chất chủ yếu gây ô nhiễm môi trường nhưng khi được sử dụng đúng mục đích sẽ có nhiều ứng dụng: dùng để sản xuất sulfuric acid, tẩy trắng giấy, bột giấy, chống nấm mốc cho lương thực, thực phẩm. Trong công nghiệp SO₂ được sản xuất từ các nguyên liệu khác nhau như lưu huỳnh, đốt quặng pyrit sắt (FeS₂). Hãy cho biết ưu và nhược điểm đối với môi trường khi điều chế SO₂ từ 2 loại nguyên liệu trên?

Phương pháp giải:

Trong công nghiệp SO₂ được sản xuất từ các nguyên liệu khác nhau như lưu huỳnh, đốt quặng pyrit sắt (FeS₂). Các phản ứng này đều đơn giản, hiệu suất cao, không tạo ra sản phẩm phụ gây hại môi trường,…những nguồn khai thác lưu huỳnh có hạn và ảnh hưởng xấu đến môi trường trong quá trình khai thác.

Lời giải chi tiết:

- Phương trình hóa học:

+ Sản xuất SO₂ từ S: \[{\rm{S  +  }}{{\rm{O}}_{\rm{2}}} \to {\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}\]

+ Sản xuất SO₂ từ quặng pyrit sắt (FeS₂): \[{\rm{4Fe}}{{\rm{S}}_{\rm{2}}}{\rm{  +  11}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}} \to {\rm{2F}}{{\rm{e}}_{\rm{2}}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}{\rm{  +  8S}}{{\rm{O}}_2} \uparrow \]

- Ưu điểm:

+ Là những nguyên liệu có sẵn trong tự nhiên, dễ khai thác.

+ Không tạo ra sản phẩm phụ tác động đến môi trường.

+ Phản ứng xảy ra đơn giản, hiệu suất cao.

- Nhược điểm:

+ Tài nguyên thiên nhiên cạn kiệt.

+ Quá trình khai thác có thể ảnh hưởng đến hệ sinh thái, môi trường đất xung quanh.

6.14

Trái cây tươi cắt sẵn và đóng gói có thời hạn sử dụng ngắn. Sulfur dioxide thường được sử dụng để làm giảm sự thâm đen và sự phân huỷ, nhưng quá trình này gây nguy hiểm đến sức khoẻ của người tiêu dùng. Kĩ thuật đóng gói bổ sung khí (Modified Atmosphere Packaging – MAP) là một giải pháp an toàn thay thế. Hỗn hợp khí ở nhiệt độ thấp được sử dụng trong kĩ thuật MAP được trình bày như sau:

Bảng tổng hợp ở trên cho biết thành phần của hỗn hợp khí sử dụng đối với mỗi loại rau quả giúp chúng có thời hạn sử dụng lâu nhất. Khí còn lại là nitrogen.

a) Dựa vào bảng số liệu trên, hãy cho biết loại rau quả tươi nào ở trong bảng được đóng gói với hỗn hợp khí có thành phần N₂ giống với không khí nhất?

A. Táo.                          B. Dâu tây.                   C. Đậu Hà Lan.             D. Cần tây.

b) Thực tế, do lợi ích kinh tế trước mắt mà nhiều tổ chức, cá nhân đã sử dụng hoá chất độc hại để bảo quản trái cây. Việc dùng hoá chất làm cho trái cây giữ được rất lâu. Những giải pháp bảo quản trái cây nào được cho là an toàn và không an toàn với người dùng? Đánh dấu ✔ vào bảng sau ở ô thích hợp.

Phương pháp giải:

a) Thành phần thể tích không khí: Khoảng 78% nitrogen.

Tính % N₂ của các sản phẩm trên bảng rồi so sánh với 78% nitrogen trong không khí.

b) Sulfur dioxide là một khí độc, gây hại đến sức khỏe con người.

Lời giải chi tiết:

a)

Cần tây được đóng gói với hỗn hợp khí có thành phần N₂ giống với không khí nhất.

→ Chọn D.

b)