Trả lời nhanh
Na2S + H2SO4 → Na2SO4 + H2S↑. Đây là phản ứng trao đổi: axit mạnh H2SO4 (loãng) đẩy axit yếu H2S ra khỏi muối sunfua tan. Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường, có khí mùi trứng thối thoát ra. Nếu dùng H2SO4 đặc thì H2S bị oxi hoá tiếp nên sản phẩm khác.
Phương trình phản ứng Na2S + H2SO4
Phương trình phân tử:
Na2S + H2SO4 (loãng) → Na2SO4 + H2S↑
Phương trình ion đầy đủ: 2Na+ + S2− + 2H+ + SO42− → 2Na+ + SO42− + H2S↑
Phương trình ion thu gọn: S2− + 2H+ → H2S↑
Phương trình đã cân bằng sẵn, hệ số các chất đều bằng 1. Phản ứng không có sự thay đổi số oxi hoá nên không phải phản ứng oxi hoá – khử.
Điều kiện và hiện tượng nhận biết
- Điều kiện: nhiệt độ thường, dùng dung dịch H2SO4 loãng.
- Hiện tượng: dung dịch Na2S (không màu) khi nhỏ axit vào sủi bọt khí; khí không màu, mùi trứng thối đặc trưng.
- Nhận biết khí H2S: dẫn khí qua dung dịch CuSO4 hoặc Pb(NO3)2 thấy kết tủa đen (CuS, PbS).
Lưu ý an toàn: H2S rất độc. Khi làm thí nghiệm phải làm lượng nhỏ, trong tủ hút hoặc nơi thoáng khí.
Vì sao phản ứng xảy ra?
Điều kiện để phản ứng trao đổi trong dung dịch xảy ra là tạo ra chất khí, kết tủa hoặc chất điện li yếu. Ở đây H2S là axit rất yếu (yếu hơn cả H2CO3), lại ít tan và dễ bay ra khỏi dung dịch. Ion S2− là bazơ khá mạnh nên kết hợp ngay với H+ của axit.
Mẹo nhớ: “Muối sunfua tan + axit mạnh → khí H2S”. Tương tự Na2S + HCl → 2NaCl + H2S↑.
Trường hợp axit dư và H2SO4 đặc
| Điều kiện | Sản phẩm chính | Giải thích |
|---|---|---|
| H2SO4 loãng | Na2SO4 + H2S↑ | Phản ứng trao đổi, không đổi số oxi hoá |
| H2SO4 đặc, nóng, dư | Na2SO4 + SO2 + H2O | S2− (hoặc H2S) bị H2SO4 đặc oxi hoá |
Với H2SO4 đặc, nóng, dư, phương trình tổng quát là:
Na2S + 4H2SO4 (đặc, nóng) → Na2SO4 + 4SO2↑ + 4H2O
Cách cân bằng: S−2 → S+4 + 6e; S+6 + 2e → S+4. Nhân quá trình thứ hai với 3, nên 1 Na2S ứng với 3 SO2 từ chất oxi hoá, cộng thêm 1 H2SO4 tạo muối, tổng 4 phân tử axit. Kiểm tra: mỗi vế có 5 nguyên tử S, 16 nguyên tử O, 8 nguyên tử H.
Tuỳ nồng độ và lượng axit, sản phẩm khử còn có thể là lưu huỳnh (S vàng) do phản ứng H2S + H2SO4 (đặc) → S↓ + SO2↑ + 2H2O. Ở chương trình phổ thông, đề thường ghi rõ “loãng” hay “đặc”, bạn cần đọc kỹ.
Lỗi sai thường gặp
- Viết sản phẩm là H2SO3 hoặc SO2 khi axit loãng. Với axit loãng chỉ có H2S.
- Quên mũi tên ↑ cho khí H2S.
- Viết Na2S ở dạng kết tủa trong phương trình ion. Na2S tan tốt nên phải tách thành ion; H2S là khí, giữ nguyên phân tử.
- Nhầm với phản ứng của CuS, PbS (không tan trong axit loãng) – các sunfua này không phản ứng như Na2S.
Bài tập vận dụng
Bài 1. Cho 7,8 gam Na2S tác dụng hết với dung dịch H2SO4 loãng dư. Tính thể tích khí H2S (đkc, 24,79 L/mol) và khối lượng Na2SO4 tạo thành.
Giải: M(Na2S) = 78 g/mol nên n = 7,8 : 78 = 0,1 mol. Theo phương trình, n(H2S) = n(Na2SO4) = 0,1 mol. V(H2S) = 0,1 × 24,79 = 2,479 L. m(Na2SO4) = 0,1 × 142 = 14,2 g.
Bài 2. Dẫn toàn bộ khí sinh ra ở Bài 1 vào dung dịch CuSO4 dư. Viết phương trình và tính khối lượng kết tủa.
Giải: H2S + CuSO4 → CuS↓(đen) + H2SO4. n(CuS) = 0,1 mol; M(CuS) = 96 g/mol nên m = 9,6 g.
Bài 3. Có hai lọ mất nhãn chứa dung dịch Na2S và Na2SO4. Nêu cách phân biệt chỉ bằng một thuốc thử.
Đáp án: Dùng dung dịch H2SO4 loãng (hoặc HCl). Lọ nào sủi bọt khí mùi trứng thối là Na2S; lọ còn lại không có hiện tượng là Na2SO4.
Tóm tắt
- Na2S + H2SO4 loãng → Na2SO4 + H2S↑.
- Ion thu gọn: S2− + 2H+ → H2S↑.
- Với H2SO4 đặc, nóng: Na2S + 4H2SO4 → Na2SO4 + 4SO2 + 4H2O.
Câu hỏi thường gặp
Na2S tác dụng với H2SO4 loãng tạo ra chất gì?
Tạo natri sunfat Na2SO4 và khí hiđro sunfua H2S: Na2S + H2SO4 → Na2SO4 + H2S↑. Khí H2S không màu, mùi trứng thối.
Phản ứng Na2S + H2SO4 có phải phản ứng oxi hoá – khử không?
Với H2SO4 loãng thì không, vì số oxi hoá của các nguyên tố không đổi (đây là phản ứng trao đổi). Với H2SO4 đặc, nóng thì có, vì S(-2) bị oxi hoá lên S(+4) thành SO2.
Làm sao nhận biết khí H2S sinh ra?
Ngửi thấy mùi trứng thối (chỉ ngửi nhẹ vì khí độc), hoặc dẫn khí qua dung dịch CuSO4 hay Pb(NO3)2 thấy xuất hiện kết tủa đen CuS, PbS.
Phương trình ion thu gọn của Na2S + H2SO4 là gì?
S2- + 2H+ → H2S↑. Các ion Na+ và SO4 2- không tham gia nên được lược bỏ.