Mở đầu
Sulfur vừa có thể nhận vừa có thể nhường electron. SO₂ cũng vậy, nhưng sulfur trong SO₂ bắt đầu ở số oxi hóa khác đơn chất.
Sulfur đơn chất
Sulfur là chất rắn màu vàng, không tan trong nước. Khi phản ứng với kim loại, S nhận electron:
$$\mathrm{Fe+S\xrightarrow{t^\circ}FeS}.$$
Khi cháy trong oxygen, S nhường electron:
$$\mathrm{S+O_2\rightarrow SO_2}.$$
Vì vậy sulfur vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử, tùy chất phản ứng.
Kiểm tra nhanh
Trong $\mathrm{Fe+S\rightarrow FeS}$, sulfur đóng vai trò gì?
S giảm từ 0 xuống −2, nhận electron nên là chất oxi hóa.
S không tăng số oxi hóa.
Không có sự chuyển proton.
S bị tiêu thụ.
Lời giải
**Cách làm**
S nhận electron, giảm số oxi hóa từ 0 xuống −2; sulfur là chất oxi hóa.
SO₂ là oxide acid
SO₂ là khí không màu, mùi hắc, độc và tan trong nước. SO₂ tác dụng với dung dịch base:
$$\mathrm{SO_2+2NaOH\rightarrow Na_2SO_3+H_2O}.$$
Tỉ lệ chất có thể tạo hydrogensulfite:
$$\mathrm{SO_2+NaOH\rightarrow NaHSO_3}.$$
Sản phẩm phụ thuộc tỉ lệ mol, không chỉ dựa vào việc “base dư” nếu đề chưa xác định lượng.
SO₂ vừa oxi hóa vừa khử
S(+4) có thể giảm xuống 0:
$$\mathrm{SO_2+2H_2S\rightarrow3S+2H_2O}.$$
Trong phản ứng này, SO₂ là chất oxi hóa còn H₂S là chất khử.
SO₂ thể hiện tính khử
SO₂ tác dụng với nitrogen dioxide:
$$\mathrm{SO_2+NO_2\rightarrow SO_3+NO}.$$
S trong SO₂ tăng số oxi hóa từ +4 lên +6 nên SO₂ là chất khử; N trong NO₂ giảm từ +4 xuống +2 nên NO₂ là chất oxi hóa.
Trong không khí, SO₂ có thể tiếp tục chuyển thành SO₃ rồi tạo sulfuric acid, góp phần gây mưa acid.
Ứng dụng và ảnh hưởng đến môi trường
Sulfur được dùng để sản xuất sulfuric acid, lưu hóa cao su, sản xuất diêm, thuốc nổ và một số thuốc bảo vệ thực vật. SO₂ là chất trung gian để sản xuất sulfuric acid; khả năng tẩy trắng, diệt khuẩn của khí này được ứng dụng trong sản xuất bột giấy, đường và chống nấm mốc.
SO₂ sinh ra từ núi lửa và từ việc đốt nhiên liệu hoặc quặng có chứa sulfur. Khí này gây hại đường hô hấp và góp phần tạo mưa acid. Các biện pháp chính là sử dụng năng lượng sạch, tiết kiệm nhiên liệu, cải tiến công nghệ và xử lí khí thải.
Ví dụ mẫu
Trong SO₂ + 2H₂S → 3S + 2H₂O, có một nguyên tử S từ SO₂ và hai từ H₂S trong mỗi bộ hệ số. Với 0,20 mol H₂S và SO₂ vừa đủ, tạo 0,30 mol S, không chỉ 0,20 mol.
> **Dễ nhầm:** Phải tính sulfur từ cả hai chất phản ứng.
Luyện tập
Trong $\mathrm{SO_2+2H_2S\rightarrow3S+2H_2O}$, SO₂ đóng vai trò gì?
S trong SO₂ giảm từ +4 xuống 0 nên SO₂ nhận electron.
SO₂ không nhường electron trong phản ứng này.
SO₂ bị biến đổi thành sulfur.
Đây là phản ứng oxi hóa–khử.
Lời giải
**Cách làm**
S(+4) trong SO₂ bị khử xuống S(0), vì vậy SO₂ là chất oxi hóa; H₂S là chất khử.
Ghi nhớ
- S(0) và S(+4) đều có thể thể hiện hai vai trò oxi hóa–khử.
- SO₂ là oxide acid, thường có tính khử và gây ô nhiễm không khí.
Đang học