Phản ứng H2S + O2 → SO2 + H2O là phản ứng oxi hóa khí H2S bằng khí oxi (O2) tạo thành khí SO2 và nước (H2O). Đây là một phản ứng quan trọng trong quá trình sản xuất acid sulfuric hay sản xuất sulfat.
Mục lục bài viết
1. Phương trình phản ứng H2S ra SO2:
H2S là một hợp chất hóa học không màu có mùi hôi thối, được tạo ra trong quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong môi trường không khí thiếu oxi hoặc trong quá trình sản xuất nước muối. Khi H2S tiếp xúc với không khí, nó sẽ được oxi hóa thành SO2 và H2O theo phương trình:
2H2S + 3O2 → 2SO2 + 2H2O
Điều kiện nhiệt độ, áp suất chuẩn và oxi dư là những điều kiện cần thiết để phản ứng này diễn ra. Ngoài ra, nồng độ H2S và O2 cũng ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng.
2. Điều kiện phản ứng H2 tác dụng với O2 ra SO2:
Phản ứng giữa H2 và O2 tạo ra SO2 và H2O cũng cần có điều kiện nhiệt độ cao và oxi dư. Nếu thiếu điều kiện này, phản ứng sẽ không diễn ra hoặc chỉ tạo ra sản phẩm phụ là lưu huỳnh. Điều kiện nhiệt độ và áp suất chuẩn cũng là điều kiện cần thiết để phản ứng này diễn ra.
Phương trình phản ứng khi H2 tác dụng với O2 tạo ra SO2 là:
2H2S + O2 → 2S + 2H2O
3. Hiện tượng phản ứng xảy ra khi đốt chát H2S trong không khí:
Khi đốt cháy H2S trong không khí, sẽ có hiện tượng khá đặc biệt xảy ra. Khí H2S cháy với một ngọn lửa xanh nhạt và được oxi hóa thành SO2. Điều này có thể được giải thích bằng cách rằng trong quá trình cháy, phản ứng giữa H2S và O2 sẽ diễn ra. Điều kiện nhiệt độ và áp suất chuẩn cũng là điều kiện cần thiết để phản ứng này diễn ra.
4. Tính chất hóa học của H2S:
4.1. Hidro sunfua tác dụng với kim loại mạnh:
Hidro sunfua (H2S) là một chất khử mạnh và có tính chất tương tự như hidro clorua (HCl). Hidro sunfua có thể tác dụng với kim loại mạnh để tạo ra muối sunfua của kim loại đó và khí hiđro theo phương trình:
2Na + H2S → Na2S + H2
Hidro sunfua cũng tác dụng với oxit kim loại, tuy nhiên ít gặp. Ngoài ra, H2S còn tác dụng với các hợp chất kim loại để tạo ra các sản phẩm khác nhau.
4.2. Hidro sunfua tác dụng với dung dịch bazơ:
Hidro sunfua tác dụng với dung dịch bazơ để tạo ra hai loại muối hiđrosunfua và sunfua theo phương trình:
H2S + NaOH → NaHS + H2O
H2S + 2NaOH → Na2S + 2H2O
4.3. Hidro sunfua tác dụng với dung dịch muối:
Hidro sunfua tác dụng với dung dịch muối để tạo ra muối không tan trong axit theo phương trình:
H2S + CuSO4 → CuS + H2SO4
Hidro sunfua có tính khử mạnh do S trong H2S có mức oxi hóa thấp nhất là -2. Điều này cho phép H2S tác dụng với các chất oxi hóa khác để tạo ra các sản phẩm khác nhau.
4.4. Hidro sunfua tác dụng với oxi:
Khi hidro sunfua tác dụng với oxi, sẽ tạo ra nước và lưu huỳnh theo phương trình:
2H2S + O2 → 2H2O + 2S (nếu thiếu oxi, phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thấp)
2H2S + 3O2 → 2H2O + 2SO2 (nếu dư oxi, phản ứng xảy ra ở nhiệt độ cao)
Phản ứng này có thể được sử dụng để loại bỏ H2S từ dầu mỏ và khí đốt, giúp ngăn chặn sự ăn mòn của đường ống và các thiết bị trong quá trình khai thác và vận chuyển.
4.5. Hidro sunfua tác dụng với các chất oxi hóa khác:
Hidro sunfua tác dụng với các chất oxi hóa khác để tạo ra các sản phẩm khác nhau. Ví dụ:
H2S + 4Br2 + 4H2O → H2SO4 + 8HBr
H2S + 8HNO3 đặc → H2SO4 + 8NO2 + 4H2O
H2S + H2SO4 đặc → S + SO2+ 2H2O
Trên đây là một số tính chất hóa học của H2S. Hợp chất này có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm sản xuất phân bón, sản xuất nước muối và trong quá trình sản xuất hợp chất hữu cơ. Tuy nhiên, do tính chất độc hại của nó, H2S cần được xử lý một cách thận trọng trong quá trình sử dụng.
5. Bài tập vận dụng liên quan:
Câu 1. Cho từ từ đến hết 100 ml dung dịch FeCl2 0,5M vào 100 ml dung dịch AgNO3 1,2M. Sau phản ứng hoàn toàn được m gam kết tủa và dung dịch chứa các muối. Gía trị của m là?
A. 7,6 gam
B. 15,8 gam
C. 24,7 gam
D. 15,6 gam
Hướng dẫn giải
Đáp án B
FeCl2 + 3AgNO3 → 2AgCl↓ + Ag↓ + Fe(NO3)3
0,04 ←0,12 → 0,08 0,04 0,04
Vậy: m(kết tủa)= mAgCl+ mAg = 143,5 . 0,08 + 108 . 0,04 → m = 15,8(g)
Câu 2. Khí H2S là khí rất độc, để thu được khí H2S thoát ra khi làm thí nghiệm người ta đã dùng:
A. Dung dịch NaCl
B. Nước cất
C. Dung dịch axit HCl
D. Dung dịch NaOH
Hướng dẫn giải
Đáp án D
Câu 3. Trường hợp nào sau đây không xảy ra phản ứng hóa học?
A. 3O2 + 2H2S → 2H2O + 2SO2
B. FeCl2 + H2S → FeS + 2HCl
C. SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O
D. SO3 + 2NaOH → Na2SO4 + H2O
Hướng dẫn giải
Đáp án B
Câu 4. Sục khí H2S vào dung dịch FeCl3, hiện tượng quan sát được:
A. Dung dịch trong suốt
B. Kết tủa trắng
C. Khí màu vàng thoát ra
D. có kết tủa vàng.
Hướng dẫn giải
Đáp án D
H2S + 2FeCl3 → S↓(vàng) + 2FeCl2 + 2HCl
Có kết tủa vàng
Câu 5. Khí N2 có lẫn tạp chất là H2S và SO2. Có thể dùng dung dịch nào sau đây để loại bỏ H2S và SO2 ra khỏi hỗn hợp?
A. NaCl
B. Pb(NO3)2
C. Ba(OH)2
D. H2SO4
Hướng dẫn giải
Đáp án C
Tinh chế là quá trình loại bỏ các tạp chất có thể bị lẫn trong chất cần được tinh chế. Quá trình này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng phương pháp truyền thống như tinh chế hóa học hoặc bằng cách sử dụng các phương pháp hiện đại như tinh chế sắc ký hoặc tinh chế lỏng hóa.
Một trong những phương pháp tinh chế hóa học là sử dụng dung dịch Ba(OH)2 để phản ứng với khí hỗn hợp chỉ có SO2 và H2S. Trong quá trình phản ứng này, SO2 và H2S sẽ phản ứng với Ca(OH)2 trong dung dịch Ba(OH)2 để tạo ra CaCO3 và CaS tương ứng:
SO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
H2S + Ca(OH)2 → CaS + 2H2O
Tinh chế là một quá trình quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp, như sản xuất hóa chất, dược phẩm và thực phẩm. Bằng cách loại bỏ các tạp chất, chất cần được tinh chế sẽ có chất lượng cao hơn và an toàn hơn cho sức khỏe con người.
Câu 6. Thuốc thử nào sau đây 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 NaCl
Hướng dẫn giải
Đáp án B
Câu 7. Phương pháp nào sau đây dùng để điều chế kí sunfuro trong phòng thí nghiệm?
A. Đốt lưu huỳnh trong không khí
B. Cho dung dịch K2SO3 tác dụng với H2SO4đặc
C. Cho tinh thể K2SO3 tác dụng với H2SO4 đặc
D. Đốt cháy khí H2S trong không khí
Hướng dẫn giải
Đáp án C
A. Loại vì đây là phương pháp điều chế SO2 trong công nghiệp.
B. Loại vì K2SO3 phải dùng dạng tinh thể chứ không phải dạng dd
C. Thỏa mãn:
Phương trình hóa học: Na2SO3 (rắn) + H2SO4 (dd) → Na2SO3 (dd) + H2O (l) + SO2 (k)
D. Loại
Câu 8. Cho khí H2S lội qua dung dịch CuSO4 thấy có kết tủa màu xám đen xuất hiện, chứng tỏ:
A. Có phản ứng oxi hóa- khử xảy ra
B. Có kết tủa CuS tạo thành, không tan trong axit mạnh
C. Axit sunfuric mạnh hơn axit sunfuahidric
D. Axit sunfuahidric mạnh hơn axit sunfuaric
Hướng dẫn giải
Đáp án B
H2S + CuSO4 → CuS↓ (kết tủa đen) + H2SO4
=> Có kết tủa CuS tạo thành, không tan trong axit mạnh.
Câu 9. Phương trình nào sau đây thể hiện tính khử của SO2?
A. SO2 + NaOH → NaHSO3
B. SO2 + Br2+ 2H2O → H2SO4
C. SO2 + CaO → CaCO3
D. SO2 + 2KOH → K2SO3 + H2O
Hướng dẫn giải
Đáp án B
Câu 10. Sau khi làm thí nghiệm, có những khí thải độc hại: HCl, H2S, CO2, SO2. Dùng chất nào sau đây để loại bỏ chúng là tốt nhất?
A. Muối NaCl
B. Nước vôi trong
C. Dung dịch HCl
D. Dung dịch NaNO3
Hướng dẫn giải
Đáp án B
Dùng dung dịch nước vôi trong (Ca(OH)2) để loại bỏ các khí trên vì đều xảy ra phản ứng
Ca(OH)2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2O
Ca(OH)2 + H2S → CaS + 2H2O
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O
Ca(OH)2 + SO2 → CaSO3 + H2O
Câu 11. Cho dung dịch NaOH vào ống nghiệm đựng dung dịch FeCl3, hiện tượng quan sát được là:
A. Có kết tủa trắng xanh.
B. Có khí thoát ra.
C. Có kết tủa đỏ nâu.
D. Kết tủa màu trắng.
Hướng dẫn giải
Đáp án C
Cho dung dịch NaOH vào ống nghiệm đựng dung dịch FeCl3, xảy ra phản ứng:
3NaOH + FeCl3 → Fe(OH)3 ↓ + 3NaCl
Fe(OH)3kết tủa màu đỏ nâu
Câu 12. Dung dịch muối đồng (II) sunfat (CuSO4) có thể phản ứng với dãy chất:
A. CO2, NaOH, H2SO4, Fe
B. H2SO4, AgNO3, Ca(OH)2, Al
C. NaOH, BaCl2, Fe, H2SO4
D. NaOH, BaCl2, Fe, Al
Hướng dẫn giải
Đáp án D
Dung dịch CuSO4 phản ứng được với: NaOH, BaCl2, Fe, Al
CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + Na2SO4
CuSO4 + BaCl2 → CuCl2 + BaSO4 ↓
CuSO4 + Fe → FeSO4 + Cu
3CuSO4 + 2Al → Al2(SO4)3 + 3Cu
Câu 13. Để nhận biết 3 lọ mất nhãn đựng 3 dung dịch CuCl2, FeCl3, MgCl2 ta dùng:
A. Quỳ tím
B. Dung dịch Ba(NO3)2
C. Dung dịch AgNO3
D. Dung dịch KOH
Hướng dẫn giải
Đáp án D
Để nhận biết 3 lọ mất nhãn đựng 3 dung dịch CuCl2, FeCl3, MgCl2 ta có thể sử dụng dung dịch KOH để tạo ra các kết tủa có màu sắc khác nhau. Việc này giúp chúng ta xác định được từng chất trong các dung dịch đó.
Ví dụ, khi ta thêm dung dịch KOH vào dung dịch CuCl2, chúng ta sẽ thấy xuất hiện kết tủa màu xanh. Công thức phản ứng sẽ là CuCl2 + 2NaOH → Cu(OH)2 ↓xanh + 2NaCl.
Tương tự, khi ta thêm dung dịch KOH vào dung dịch FeCl3, kết tủa sẽ có màu đỏ nâu. Công thức phản ứng sẽ là FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3 ↓đỏ nâu + 3NaCl.
Cuối cùng, khi ta thêm dung dịch KOH vào dung dịch MgCl2, ta sẽ thấy kết tủa có màu trắng. Công thức phản ứng sẽ là MgCl2 + 2NaOH → Mg(OH)2 ↓trắng + 3NaCl.
Như vậy, việc sử dụng dung dịch KOH để nhận biết các chất trong các dung dịch CuCl2, FeCl3, MgCl2 là một phương pháp hiệu quả giúp ta xác định chính xác từng chất trong dung dịch đó.
