Mục lục bài viết
1. Phương trình phản ứng giữa Fe và S:
Fe + S → FeS↓màu đen
– Điều kiện phản ứng: Nhiệt độ cao
– Cách thực hiện phản ứng: Cho kim loại sắt tác dụng với bột lưu huỳnh rồi đốt nóng hỗn hợp.
– Hiện tượng nhận biết phản ứng: 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.
2. Tìm hiểu về Fe và S:
2.1. Tìm hiểu về Fe:
Fe là gì?
Sắt là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn với ký hiệu Fe, có số hiệu nguyên tử là 26, thuộc phân nhóm VIIIB và thuộc chu kỳ 4. Sắt có nhiều trên Trái Đất, được tạo thành từ các lớp vỏ và lõi Trái đất
Kí hiệu: Fe.
Nguyên tử khối: 56.
Khối lượng riêng: 7.86 g / cm³.
Điểm nóng chảy là: 1539 ° C.
Khối lượng nguyên tử: 55,845u.
Số electron trên mỗi lớp vỏ lần lượt là: 2, 8, 14, 2.
Số nguyên tử: 26.
Tính chất vật lý của Fe:
Sắt là loại kim loại có màu trắng xám, dẻo, dai, rất dễ rèn, nhiệt độ nóng chảy khá cao lên đến 1539 độ C. Sắt là chất dẫn nhiệt, dẫn điện tốt, có từ tính.
Tính chất hoá học của Fe:
– Tác dụng phi kim
+ Khi đun nóng, sắt phản ứng với hầu hết các phi kim.
Sắt phản ứng với oxi: 3Fe + 2O2 → Fe3O4
Fe3O4 là oxit sắt từ, là oxit của hỗn hợp sắt có hóa trị II và III: FeO và Fe2O3
+ Sắt phản ứng với phi kim khác: 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
Ngoài oxi (O) và lưu huỳnh (S), sắt có thể phản ứng với nhiều phi kim loại khác như Cl2, Br2,… tạo thành muối.
– Tác dụng với axit
+ Sắt phản ứng với HCl, H2S04 loãng tạo muối sắt (II) và giải phóng H2:
Fe + 2HCl (loãng) → FeCl2 + H2 ↑
Fe + 2H2SO4 (loãng) → FeSO4 + H2 ↑
Chú ý: Sắt (Fe) không phản ứng với axit HNO3 đặc, nguội và axit H2S04 đặc, nguội. Vì ở nhiệt độ thường, sắt tạo ra một lớp oxit bảo vệ kim loại không bị “thụ động hóa”, không bị hòa tan.
+ Sắt phản ứng với HNO3 đặc nóng, H2SO4 đặc nóng tạo thành muối sắt III:
2Fe + 6H2SO4 (đặc, nóng) → Fe2(SO4) 3 + 3SO2 + 6H2O
Fe + 6HNO3 (đặc, nóng) → Fe(NO3) 3 + 3NO2 + 3H2O
– Tác dụng với dung dịch muối
Khi một kim loại sắt kết hợp với muối của một kim loại yếu hơn, phản ứng tạo ra một muối và kim loại mới.
Fe + CuSO4 → Cu + FeSO4
– Tác dụng với nước
Khi kim loại sắt có thể phản ứng với nước, với điều kiện đun nóng ở nhiệt độ cao.
3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2 (< 5700C)
Fe + H2O → FeO + H2 (> 5700C)
Ứng dụng của Fe:
– Kim loại sắt có mặt trong hầu hết các lĩnh vực từ đồ dùng gia đình trong sinh hoạt đến sản xuất. Sắt được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như:
– Đồ gia dụng: Bàn ghế, thùng rác, kệ sắt, móc treo đồ gia dụng như máy giặt, máy xay, máy cắt,…
– Ngoại nội thất: Cầu thang, cửa sắt, cổng sắt, lan can, hàng rào sắt, tủ sắt, kệ sắt, phụ kiện cửa, trụ đèn,…
– Ngành giao thông vận tải: Cầu vượt, đường ray xe lửa, cột đèn đường, khung của một số phương tiện giao thông,…
– Ứng dụng trong ngành xây dựng: Giàn giáo sắt, chốt, trụ, lưới an toàn …
– Ngành cơ khí: Phụ tùng máy móc thiết bị, phụ kiện cơ khí, bản lề cửa. Không những vậy sắt còn là một trong những vật liệu quan trong trong quá trình gia công cơ khí cho các sản phẩm chủ lực làm ra theo yêu cầu của khách hàng.
2.2. Tìm hiểu về S:
S (lưu huỳnh) là gì?
Lưu huỳnh hay còn được gọi là Sulfur, là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn hóa học nằm ở ô thứ 16, chu kỳ 3, nhóm VIA, có ký hiệu hóa học là S, số nguyên tử là 16, cấu hình electron là 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 và độ âm điện là 2,58.
Tính chất vật lí của lưu huỳnh:
– Lưu huỳnh có các tính chất vật lý đặc trưng có thể kể đến như:
– Lưu huỳnh là chất rắn có màu vàng tự nhiên, không tan trong nước nhưng tan nhiều trong các dung môi hữu cơ như benzen, rượu,…
– Lưu huỳnh dẫn nhiệt và dẫn điện kém.
– Lưu huỳnh có hai dạng hình thù chủ yếu là lưu huỳnh Sα tà phương (hoặc lưu huỳnh Sβ đơn tà) và dạng vô định hình (lưu huỳnh dẻo).
Lưu huỳnh sôi ở nhiệt độ 444,6oC và tạo thành hơi có màu đỏ nâu. Khi làm nguội nhanh thì hơi lưu huỳnh chuyển thành bột mịn gọi là lưu huỳnh hoa.
– Lưu huỳnh nóng chảy ở nhiệt độ 112,8oC, chỉ cao hơn nhiệt độ sôi của nước một ít. Khi đun nóng đến 1870C thì lưu huỳnh có màu vàng nâu và đặc lại, gọi là lưu huỳnh dẻo.
Tính chất hoá học của lưu huỳnh:
– Tác dụng với kim loại.
+ Lưu huỳnh dễ tạo ra hợp chất với nhiều kim loại, thường là khi đun nóng.
Ví dụ: Hỗn hợp gồm bột sắt và bột lưu huỳnh nếu được đun nhẹ lúc đầu thì phản ứng xảy ra rất mạnh, toả nhiều nhiệt:
Fe + S → FeS
+ Phản ứng giữa lưu huỳnh với nhôm hoặc với kẽm cũng xảy ra mãnh liệt kèm theo sự loé sáng. Những sợi dây đồng mảnh có thể cháy trong hơi lưu huỳnh tạo ra CuS màu đen.
+Thuỷ ngân phản ứng với lưu huỳnh ở ngay nhiệt độ thường:
Hg + S → HgS
+ Hợp chất của lưu huỳnh với kim loại thuộc loại muối, gọi là sunfua (FeS – sắt sunfua, Al2S3 – nhôm sunfua, …..)
– Tác dụng với hidro
+ Lưu huỳnh cũng phản ứng trực tiếp với hiđro. Khi dẫn hiđro vào ống nghiệm đứng lưu huỳnh đang sôi thì ở đầu ống dẫn khí xuất hiện khí mùi trứng thối, đó là hiđro sunfua:
H2 + S → H2S
– Tác dụng với phi kim
+ Lưu huỳnh tác dụng hầu như với tất cả các phi kim, trừ nitơ và iot.
+ Khi bị đốt, lưu huỳnh cháy trong không khí với ngọn lửa màu xanh, tạo ra lưu huỳnh (IV) oxit :
S + O2 → SO2
+ Trong các oxit SO2 và SO3, do độ âm điện của lưu huỳnh (2,5) nhỏ hơn của oxi nên liên kết cộng hoá trị giữa oxi và lưu huỳnh là có cực, số oxi hoá của lưu huỳnh trong các oxit đó là +4 và +6.
– Tác dụng với các chất oxi hóa khác
Thí dụ: 3S + 2KClO3 → 2KCl + 3SO2
S + 6HNO3 (đặc) → H2SO4 + 6NO2 + 2H2O.
Ứng dụng của lưu huỳnh:
Lưu huỳnh có nhiều ứng dụng. Trong công nghiệp, lưu huỳnh được dùng chủ yếu để sản xuất axit sunfuric. Một lượng lớn lưu huỳnh dùng để luyện cao su : nó làm tăng độ bền chắc và tính đàn hồi của cao su. Nếu cho nhiều lưu huỳnh vào cao su thì được chất dẻo ebonit dùng làm chất cách điện. Lưu huỳnh còn được dùng để trừ sâu cho một số loại cây, để chế thuốc súng đen, thuốc đầu que diêm, chế mỡ chữa bệnh ngoài da v.v…
3. Một số bài tập vận dụng:
Ví dụ 1: Điều kiện để phản ứng giữa Fe và S xảy ra là
A. Nhiệt độ cao
B. Xúc tác
C. Áp suất cao
D. Cả A; B; C
Đáp án A
Ví dụ 2: Cho kim loại X tác dụng với S nung nóng thu được chất Y. Cho Y tác dụng với dung dịch HCl thu được khí Z có mùi trứng thối. X là kim loại nào?
A. Cu
B. Fe
C. Pb
D. Ag
Đáp án: B
Fe + S → FeS; FeS + HCl → FeCl2 + H2S
Muối sunfua không tan không tan trong HCl, H2SO4 loãng: CuS, PbS, Ag2S.
Ví dụ 3: Phản ứng nào sau đây tạo ra sản phẩm là muối sắt (II) sunfua
A. Sắt (II)clorua tác dụng với dung dịch hidrosunfua.
B. Sắt tác dụng với dung dịch natrisunfua
C. Sắt tác dụng với đồng sunfua nung nóng.
D. Sắt tác dụng với bột lưu huỳnh nung nóng.
Đáp án D
Fe không phản ứng với Na2S; CuS.
FeCl2 không phản ứng với H2S
Ví dụ 4:
Trong các phản ứng hóa học sau, số phản ứng trong đó S thể hiện tính khử là:
S + O2 → SO2
S + 3F2 → SF6
S + Hg → HgS
S + 6HNO3 → H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
Đáp án: 3
Ví dụ 5:
Cấu hình electron ở trạng thái kích thích của S khi tạo SO2 là:
A. 1s22s22p63s23p4
B. 1s22s22p63s23p33d1
C. 1s22s22p63s
23p23d2
D. 1s22s22p63s23p33d2
Đáp án: B
Ví dụ 6:
Đun nóng 9,75 gam kali với một phi kim X dư thu được 13,75 gam muối. Hỏi X là phi kim nào sau đây?
A. Cl
B. Br
C. S
D. N
Đáp án: C
Ví dụ 7:
Cho 11 gam hỗn hợp bột sắt và bột nhôm tác dụng với bột lưu huỳnh trong điều kiện không có không khí. Thấy có 12,8 gam lưu huỳnh tham gia phản ứng. Khối lượng sắt có trong 11 gam hỗn hợp đầu là:
A. 5,6 gam.
B. 11,2 gam.
C. 2,8 gam.
D. 8,4 gam.
Đáp án: A
Ví dụ 8:
Ứng dụng nào sau đây là ứng dụng chính của lưu huỳnh?
A. Chế tạo dược phẩm, phẩm nhuộm
B. Sản xuất H2SO4
C. Lưu hóa cao su
D. Chế tạo diêm, thuốc trừ sâu, diệt nấm
Đáp án: B
Ví dụ 9: 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 haonf toàn, thu được hỗn hợp khí Z có tỉ khối so với H2 bằng 5. Tỉ lệ a:b bằng
A. 2:1
B. 1:1
C. 3:1
D. 3:2
Đáp án: A
THAM KHẢO THÊM:
