Trả lời nhanh
Khi SO2 dư hoặc tỉ lệ mol KOH : SO2 = 1 : 1 thì phản ứng là KOH + SO2 → KHSO3. Nếu KOH dư (tỉ lệ 2 : 1) thì tạo K2SO3: 2KOH + SO2 → K2SO3 + H2O. Muối tạo ra phụ thuộc vào lượng chất đem phản ứng.
Phương trình hoá học của KOH và SO2
SO2 là oxit axit (ứng với axit yếu H2SO3), còn KOH là bazơ tan mạnh. Vì vậy hai chất phản ứng với nhau tạo muối sunfit và nước. Do H2SO3 là axit hai nấc nên có thể tạo hai loại muối.
- Tạo muối axit (SO2 dư): KOH + SO2 → KHSO3
- Tạo muối trung hoà (KOH dư): 2KOH + SO2 → K2SO3 + H2O
Điều kiện: nhiệt độ thường, KOH ở dạng dung dịch. Hiện tượng: dung dịch vẫn trong suốt, không có kết tủa hay bay hơi, nên muốn nhận biết phải dựa vào lượng chất hoặc thử sản phẩm.
Về dòng “KOH + KHSO3” trong tên bài
Nhiều bạn thấy chuỗi “SO2 → KHSO3 → KOH” và nghĩ KHSO3 cho thêm KOH vẫn ra KHSO3. Thực ra không phải. Muối axit KHSO3 còn nguyên tử H có tính axit nên tiếp tục phản ứng với KOH để thành muối trung hoà:
KHSO3 + KOH → K2SO3 + H2O
Cộng hai phương trình (KOH + SO2 → KHSO3 rồi KHSO3 + KOH → K2SO3 + H2O) ta được đúng phương trình tạo K2SO3 ở trên. Đây là cách nhớ: SO2 cứ “ăn” từng KOH một, KOH đầu tiên tạo muối axit, KOH thứ hai biến muối axit thành muối trung hoà.
Cách xác định muối tạo thành theo tỉ lệ mol
Đặt T = nKOH : nSO2. Ta có bảng:
| Tỉ lệ T | Sản phẩm | Chất dư |
|---|---|---|
| T ≤ 1 | Chỉ KHSO3 | SO2 dư (hoặc vừa đủ khi T = 1) |
| 1 < T < 2 | Hỗn hợp KHSO3 và K2SO3 | Cả hai phản ứng hết |
| T ≥ 2 | Chỉ K2SO3 | KOH dư (hoặc vừa đủ khi T = 2) |
Với trường hợp 1 < T < 2, gọi x = nKHSO3, y = nK2SO3 rồi lập hệ:
- Bảo toàn lưu huỳnh: x + y = nSO2
- Bảo toàn kali: x + 2y = nKOH
Tính chất của sản phẩm
- KHSO3 và K2SO3 đều tan trong nước, nên không có kết tủa như khi dùng Ca(OH)2 hay Ba(OH)2.
- Cả hai muối đều tác dụng với axit mạnh giải phóng SO2 có mùi hắc: K2SO3 + 2HCl → 2KCl + SO2↑ + H2O và KHSO3 + HCl → KCl + SO2↑ + H2O.
- K2SO3 dễ bị oxi không khí oxi hoá: 2K2SO3 + O2 → 2K2SO4.
Phản ứng giữa kiềm và SO2 cũng là cơ sở để hấp thụ khí SO2 độc hại trong phòng thí nghiệm hoặc xử lý khí thải.
Lỗi sai thường gặp
- Luôn viết sản phẩm là K2SO3 mà không xét tỉ lệ mol.
- Nhầm SO2 (khí lưu huỳnh đioxit) với SO3; SO3 tạo K2SO4, KHSO4.
- Quên cân bằng: 2KOH + SO2 cần hệ số 2 ở KOH.
- Tính nhầm số mol KOH khi cho thể tích và nồng độ: n = CM × V (V tính bằng lít).
Bài tập vận dụng (ví dụ tự đặt)
Bài 1. Dẫn 0,1 mol SO2 vào dung dịch chứa 0,15 mol KOH. Tính khối lượng muối thu được.
Giải: T = 0,15 : 0,1 = 1,5, nằm giữa 1 và 2 nên tạo hai muối. Ta có x + y = 0,1 và x + 2y = 0,15, suy ra y = 0,05 và x = 0,05. M(KHSO3) = 120, M(K2SO3) = 158. Khối lượng muối = 0,05 × 120 + 0,05 × 158 = 6 + 7,9 = 13,9 g.
Bài 2. Sục 2,24 lít SO2 (đktc) vào 200 mL dung dịch KOH 0,25M. Tính khối lượng muối.
Giải: nSO2 = 0,1 mol; nKOH = 0,2 × 0,25 = 0,05 mol. T = 0,5 < 1 nên chỉ tạo KHSO3, KOH hết, SO2 dư 0,05 mol. nKHSO3 = 0,05 mol, khối lượng = 0,05 × 120 = 6 g.
Bài 3. Cho 0,1 mol SO2 tác dụng với 0,3 mol KOH. Tính khối lượng chất rắn khi cô cạn dung dịch (bỏ qua sự oxi hoá).
Giải: T = 3 > 2 nên chỉ tạo K2SO3 = 0,1 mol (158 × 0,1 = 15,8 g), KOH dư 0,1 mol (56 × 0,1 = 5,6 g). Khối lượng chất rắn = 15,8 + 5,6 = 21,4 g.
Câu hỏi thường gặp
KOH + SO2 ra chất gì?
Tạo muối sunfit và nước. Nếu SO2 dư (tỉ lệ KOH : SO2 ≤ 1) thu được KHSO3; nếu KOH dư (tỉ lệ ≥ 2) thu được K2SO3 và H2O.
KHSO3 tác dụng với KOH ra gì?
KHSO3 là muối axit nên phản ứng với KOH tạo muối trung hoà: KHSO3 + KOH → K2SO3 + H2O.
Phản ứng KOH với SO2 có hiện tượng gì?
Không có hiện tượng đặc trưng: dung dịch vẫn trong suốt vì cả KHSO3 và K2SO3 đều tan. Khí SO2 bị hấp thụ dần và mùi hắc giảm đi.
Làm sao xác định muối khi cho SO2 vào dung dịch KOH?
Tính tỉ lệ T = nKOH : nSO2. T ≤ 1 tạo KHSO3, 1 < T < 2 tạo cả hai muối, T ≥ 2 tạo K2SO3.