Trả lời nhanh
SO2 tác dụng với CaO tạo ra canxi sunfit: SO2 + CaO → CaSO3. SO2 là oxit axit còn CaO là oxit bazơ, nên khi gặp nhau chúng hoá hợp thành muối. Phản ứng xảy ra khi đun nóng, sản phẩm CaSO3 là chất rắn màu trắng. Không có sự thay đổi số oxi hoá nên đây không phải phản ứng oxi hoá – khử.
Phương trình phản ứng SO2 và CaO
SO2 + CaO t°→ CaSO3
Phản ứng đã cân bằng sẵn với hệ số 1 – 1 – 1. Số nguyên tử mỗi nguyên tố hai bên đều bằng nhau: 1 Ca, 1 S và 3 O.
Vì sao hai chất này phản ứng được với nhau?
Quy tắc cần nhớ rất đơn giản: oxit axit + oxit bazơ → muối. Hãy kiểm tra từng chất:
- SO2 là oxit của phi kim lưu huỳnh, tan trong nước tạo axit sunfurơ H2SO3 nên là oxit axit.
- CaO là oxit của kim loại canxi, tan trong nước tạo bazơ Ca(OH)2 nên là oxit bazơ.
- Gốc axit sunfit (=SO3) kết hợp với kim loại canxi hoá trị II thành muối CaSO3.
Có thể hình dung đơn giản: SO2 “mang tính axit”, CaO “mang tính bazơ”, hai tính chất trái dấu trung hoà nhau và để lại muối.
Điều kiện và hiện tượng
- Điều kiện: nhiệt độ cao. Với CaO khô, phản ứng xảy ra tốt hơn khi đun nóng; còn nếu có hơi ẩm thì CaO trước hết sẽ hút nước thành Ca(OH)2.
- Hiện tượng: không có dấu hiệu dễ quan sát như sủi bọt hay đổi màu. Khí SO2 (mùi hắc) bị giữ lại, còn chất rắn màu trắng vẫn là chất rắn màu trắng. Muốn nhận biết, người ta thường phân tích sản phẩm hoặc đo lượng khí hấp thụ.
Ứng dụng: khử SO2 trong khí thải
SO2 sinh ra khi đốt than, dầu chứa lưu huỳnh và là nguyên nhân gây mưa axit. Trong các nhà máy nhiệt điện hay lò nung, người ta cho khí thải đi qua vôi sống hoặc vôi tôi để giữ SO2 lại. Quá trình thường diễn ra theo ba bước:
- Nung đá vôi: CaCO3 t°→ CaO + CO2.
- CaO hấp thụ SO2: SO2 + CaO → CaSO3.
- Trong không khí giàu oxi, CaSO3 tiếp tục bị oxi hoá: 2CaSO3 + O2 → 2CaSO4. Sản phẩm CaSO4 (thạch cao) bền, có thể tận dụng làm vật liệu xây dựng.
Các phản ứng dễ nhầm lẫn
| Chất phản ứng | Phương trình | Ghi chú |
|---|---|---|
| SO2 + Ca(OH)2 (dư) | SO2 + Ca(OH)2 → CaSO3↓ + H2O | Nước vôi trong hoá đục |
| SO2 dư tiếp tục vào | CaSO3 + SO2 + H2O → Ca(HSO3)2 | Kết tủa tan lại |
| SO3 + CaO | SO3 + CaO → CaSO4 | Muối sunfat, không phải sunfit |
| CO2 + CaO | CO2 + CaO → CaCO3 | Cùng kiểu phản ứng với SO2 |
Chú ý phân biệt hậu tố: gốc sunfit (SO3) ứng với S hoá trị IV, còn gốc sunfat (SO4) ứng với S hoá trị VI.
Lỗi sai thường gặp
- Viết sản phẩm là CaSO4. Chỉ khi chất tham gia là SO3 hoặc khi CaSO3 bị oxi hoá thêm thì mới có CaSO4.
- Cho rằng SO2 “khử” CaO vì SO2 có tính khử. Thực tế ở phản ứng này SO2 thể hiện tính chất của oxit axit, không đổi số oxi hoá.
- Quên rằng phải loại bỏ hơi ẩm khi tính toán với CaO khan, dẫn đến nhầm với phản ứng của Ca(OH)2.
Bài tập vận dụng
Bài 1. Cho 5,6 gam CaO phản ứng hết với SO2 dư. Tính khối lượng muối thu được.
Đáp án: n(CaO) = 5,6 : 56 = 0,1 mol. Theo phương trình n(CaSO3) = 0,1 mol, khối lượng = 0,1 × 120 = 12 gam.
Bài 2. Dẫn 1,12 lít SO2 (đktc) vào dung dịch Ca(OH)2 dư. Tính khối lượng kết tủa.
Đáp án: n(SO2) = 0,05 mol nên n(CaSO3) = 0,05 mol, khối lượng = 0,05 × 120 = 6 gam.
Bài 3. Hai bình khí không màu là SO2 và CO2. Cả hai đều làm đục nước vôi trong. Làm thế nào để phân biệt?
Đáp án: dùng dung dịch brom (hoặc thuốc tím). SO2 làm mất màu nước brom vì có tính khử: SO2 + Br2 + 2H2O → H2SO4 + 2HBr; CO2 không có hiện tượng này.
Ghi nhớ nhanh
SO2 + CaO → CaSO3 là phản ứng hoá hợp giữa oxit axit và oxit bazơ. Khi cần phân biệt sunfit với sunfat hay với phản ứng của nước vôi trong, em chỉ cần xét lại trạng thái chất và số oxi hoá của lưu huỳnh.
Câu hỏi thường gặp
SO2 tác dụng với CaO tạo ra chất gì?
Tạo canxi sunfit CaSO3 theo phương trình SO2 + CaO → CaSO3, là phản ứng giữa oxit axit và oxit bazơ.
SO2 + CaO có phải phản ứng oxi hoá khử không?
Không. Lưu huỳnh vẫn ở số oxi hoá +4 trước và sau phản ứng, canxi vẫn là +2, nên không có sự thay đổi số oxi hoá.
CaSO3 có bền trong không khí không?
Không bền hoàn toàn. Khi có oxi, CaSO3 bị oxi hoá dần thành CaSO4: 2CaSO3 + O2 → 2CaSO4.