Phương trình phản ứng: H2S + CuSO4 → CuS + H2SO4

1. Phương trình phản ứng H2S tác dụng với CuSO4:

H2S + CuSO4 → CuS + H2SO4

Điều kiện phản ứng: Phản ứng hóa học diễn ra ở hiệt độ phòng

Hiện tượng để nhận biết phản ứng hóa học: Khi dẫn khí H₂S vào trong ống nghiệm có chứa dung dịch CuSO₄ thấy hiện tượng xảy ra có kết tủa màu xám đen, điều đó chứng tỏ có kết tủa của CuS tạo thành  không tan trong axit mạnh. Các muối đồng như CuCl₂, Cu(NO₃)₂, PbCl₂…. cũng tương tự như vậy khi cho tác dụng với H₂S tạo thành kết tủa đen.

2. Tính chất vật lý và tính chất hóa học của H2S:

2.1. Tính chất vật lý của H2S:

– Hiđro sunfua (H₂S) là chất khí không màu, rất độc, có mùi trứng thối đặc trưng, nặng hơn không khí (d ≈ 1,17).

– Hiđro sunfua hóa lỏng ở nhiệt độ – 60^oC và hóa rắn ở nhiệt độ – 86^oC.

– Độ tan trong nước của Hiđro sunfua: S = 0,38g/100g H₂O (ở 20^oC, 1atm).

– Chất hiđro sunfua có cấu trúc phân tử cũng tương tự như cấu trúc phân tử của nước đó là đều bị phân cực .Tuy nhiên chất hiđro sunfua có khả năng tạo thành liên kết Hiđro yếu hơn nước.

– Hiđro sunfua là chất khí ít tan khi ở trong nước nhưng chất này lại tan nhiều khi ở trong dung môi hữu cơ.

2.2. Tính chất hóa học của H2S:

a, Tính axit yếu

Khi ở trong nước Hidro sunfua tan tạo thành dung dịch axit rất yếu (yếu hơn axit cacbonic), có tên gọi là axit sunfuhiđric (H₂S).

Axit sunfuhiđric tác dụng với kiềm sản phẩm tạo thành 2 loại muối đó là muối trung hòa (Na₂S có chứa ion S^2- ) và muối axit (NaHS chứa ion HS⁻).

Phương trình: H₂S + NaOH → NaHS + H₂O

Phương trình: H₂S + 2NaOH → Na₂S + 2H₂O

b, Tính khử mạnh

H2S là chất có tính khử mạnh vì trong H₂S lưu huỳnh có số oxi hoá thấp nhất đó là – 2.

Khi H2S tham gia vào phản ứng hóa học, tùy thuộc vào bản chất của mình và nồng độ của chất oxi hóa, nhiệt độ,…mà nguyên tố lưu huỳnh (S) có số oxi hóa  là – 2 (S^-2) có thể bị oxi hóa chuyển thành (S⁰), (S⁺⁴), (S⁺⁶).

c, Tác dụng với oxi

H2S tác dụng với oxi có thể tạo S hoặc SO₂ tùy thuộc vào lượng của oxi và cách tiến hành phản ứng hóa học.

Phương trình: 2H2S + 302  2H20 + 2SO2 (dư oxi)

Phương trình: 2H2S + 02  2H20 + 2S

Khi ở nhiệt độ cao, khí H₂S cháy ở trong không khí với ngọn lửa xanh nhạt và khí H₂S bị oxi hóa thành SO₂:

Phương trình: 2H2S + 3O2  2H20 + 2SO2

d, Tác dụng với Clo

H2S tác dụng với Cl có thể tạo thành S hay H₂SO₄ tùy thuộc vào điều kiện phản ứng hóa học.

Phương trình: H₂S + 4Cl₂ + 4H₂O → 8HCl + H₂SO₄

Phương trình: H₂S + Cl₂ → 2HCl + S (khí clo gặp khí H₂S)

3. Tính chất vật lý và tính chất hóa học của CuSO4:

Định nghĩa: Đồng (II) sunfat là loại muối được tạo bởi Cu (II) có gốc sunfat. Loại muối này tồn tại dưới một vài dạng ngậm nước khác nhau như: CuSO₄ (muối khan, khoáng vật chalcocyanite), CuSO₄.5H₂O (phổ biến nhất là ở dạng pentahydrat, khoáng vật chalcanthite), CuSO₄.3H₂O (ở dạng trihydrat, khoáng vật bonattite) và CuSO₄.7H₂O (ở dạng heptahydrat, khoáng vật boothite).

– Công thức phân tử là: CuSO₄

3.1. Tính chất vật lý của CuSO4:

– CuSO4 là hợp chất muối có màu xanh lam, tồn tại dưới dạng tinh thể rắn hoặc dạng bột.

– CuSO4 hòa tan được ở trong nước, methanol tuy nhiên chất này không tan được trong ethanol.

– Đồng sunfat có khối lượng mol là 159.62 g/mol (khan) và 249.70 g/mol (ngậm 5 nước).

– CuSO4 có khối lượng riêng là 3.603 g/cm3 (khan) và 2.284 g/cm3 (ngậm 5 nước).

– Điểm nóng chảy của CuSO4 là ở nhiệt độ 150 °C (423 K) (ngậm 5 nước).

– Độ hòa tan trong nước của đồng sunfat khi ở dạng ngậm 5 nước là 316 g/L (0 °C) và 2033 g/L (100 °C).

3.2. Tính chất hóa học của CuSO4:

– Đồng Sunphat tác dụng với kiềm, sản phẩm tạo ra là natri sunphat đồng hydroxit.

Phương trình: CuSO4 + 2NaOH → Na2SO4 + Cu(OH)2

– Đồng Sunphat tác dụng với dung dịch NH3.

Phương trình: CuSO4 + 2NH3 + 2H2O → Cu(OH)2 + (NH4)2SO4

– Đồng Sunphat hấp thụ nước thường được dùng để phát hiện các vết nước có trong chất lỏng.

Phương trình: CuSO4 + 5H2O → CuSO4.5H2O (màu xanh).

– Đồng Sunphat tác dụng với các kim loại hơn phản ứng với đồng như: Mg, Fe, Zn, Al, Sn, Pb, …

Phương trình: CuSO 4 + Zn → ZnSO 4 + Cu

Phương trình: CuSO 4 + Fe → FeSO 4 + Cu

Phương trình: CuSO 4 + Mg → MgSO 4 + Cu

Phương trình: CuSO 4 + Sn → SnSO 4 + Cu

Phương trình: 3 CuSO 4 + 2 Al → Al 2 (SO 4 ) 3 + 3 Cu

4. Bài tập vận dụng:

Câu 1. Phát biểu nào dưới đây là đúng khi nói đến tính chất hóa học của hiđro sunfua.

A. Hidro sunfua có tính axit mạnh và có tính khử yếu.

B. Hidro sunfua có tính bazơ yếu và có tính oxi hóa mạnh.

C. Hidro sunfua có tính bazơ yếu và có tính oxi hóa yếu.

D. Hidro sunfua có tính axit yếu và có tính khử mạnh.

Hướng dẫn giải: Đáp án: D

Câu 2. Trong các dung dịch dưới đây, dung dịch nào dùng để phân biệt khí H₂S với khí CO₂?

A. Dung dịch HCl.

B. Dung dịch Pb(NO₃)₂.

C. Dung dịch K₂SO₄.

D. Dung dịch NaOH.

Hướng dẫn giải: Đáp án: B

Giải thích: Dung dịch Pb(NO₃)₂ dùng để phân biệt khí H₂S với khí CO₂. Khí H₂S tạo thành kết tủa đen còn khí CO₂ không xảy ra hiện tượng.

Câu 3. Dẫn khí H₂S vào trong ống nghiệm có chứa dung dịch CuSO₄ thấy phản ứng có xuất hiện kết tủa màu xám đen, điều này chứng tỏ:

A. Có xảy ra phản ứng oxi hoá – khử.

B. Có xảy ra hiện tượng kết tủa CuS tạo thành và không tan trong axit mạnh.

C. Axit sunfuhiđric mạnh hơn axit sunfuri

D. Axit sunfuric mạnh hơn axit sunfuhiđric.

Hướng dẫn giải: Đáp án: B

Giải thích: Dẫn khí H₂S vào trong ống nghiệm có chứa dung dịch CuSO₄ thấy phản ứng có xuất hiện kết tủa màu xám đen, điều này chứng tỏ có xảy ra hiện tượng kết tủa CuS tạo thành và không tan trong axit mạnh.

Câu 4. Trong các dãy chất sau đây, dãy chất nào gồm có các chất đều thể hiện được tính oxi hóa khi phản ứng hóa học với SO₂?

A. Dung dịch BaCl₂, CaO và nước brom.

B. Dung dịch NaOH, O₂ và dung dịch KMnO₄.

C. Khí O₂, nước brom và dung dịch dung dịch KMnO₄.

D. H₂S, O₂ và nước brom.

Hướng dẫn giải: Đáp án: C

Giải thích:

Câu 5. Phương trình nào dưới đây không xảy ra phản ứng hóa học?

A. 3O2 + 2H₂S → 2SO₂ + 2H₂O (to)

B. FeCl₂ + H₂S → 2HCl + FeS

C. O₃ + 2KI + H2O → 2KOH + O₂ + I₂

D. Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

Câu 6. Thí nghiệm hóa học nào dưới đây không sinh ra chất khí?

A. Cho kim loại Ba tác dụng với dung dịch CuSO₄.

B. Nhiệt phân hoàn toàn dung dịch KMnO₄.

C. Sục khí H₂S tác dụng với dung dịch CuSO₄.

D. Cho dung dịch Na₂CO₃ vào lượng dư của dung dịch H₂SO₄.

Hướng dẫn giải: Đáp án: C

Giải thích:

A. Ba + 2H₂O + CuSO₄ → Cu(OH)₂ + BaSO₄ ↓ + H₂ ↑

B. 2KMnO₄ –^to→ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂ ↑

C. H₂S + CuSO₄ → CuS ↓ + H₂SO₄

D. Na₂CO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + CO₂ ↑ + H₂O

Câu 7. Khi hấp thụ 4,48 lít SO₂ (điều kiện tiêu chuẩn) vào 150 ml dung dịch NaOH 2M, người ta thu được dung dịch có chứa m gam muối. Vậy giá trị của m là bao nhiêu?

A. m = 18,9

B. m = 25,2

C. m = 20,8

D. m = 23,0

Câu 8. Mẫu khí thải nào sau đây khi được phản ứng với dung dịch CuSO₄, có thấy xuất hiện hiện tượng kết tủa màu đen. Vậy hiện tượng này do chất nào có ở trong khí thải gây ra?

A. H₂S

B. NO₂

C. SO₂

D. CO₂

Hướng dẫn giải: Đáp án: C

Câu 10. Cho các cặp chất như sau: Cu và dung dịch FeCl₃; H₂O và dung dịch CuSO₄; H₂S và dung dịch FeCl₃; dung dịch AgNO₃ và dung dịch FeCl₃. Có bao nhiêu cặp chất xảy ra phản ứng khi ở điều kiện thường đó là:

A. 3

B. 2

C. 1

D. 4

Hướng dẫn giải: Đáp án: A

Giải thích: Các cặp chất xảy ra phản ứng khi ở điều kiện thường đó là: Cu và dung dịch FeCl₃; H₂S và dung dịch CuSO₄; dung dịch AgNO₃ và dung dịch FeCl₃