SO2 + Mg: 2Mg + SO2 → 2MgO + S, điều kiện, hiện tượng

Trả lời nhanh

Magie khử được SO₂ ở nhiệt độ cao theo phương trình: 2Mg + SO₂ → 2MgO + S (điều kiện t°). Mg cháy sáng trong khí SO₂, tạo bột trắng MgO và chất rắn màu vàng là lưu huỳnh. Mg là chất khử (0 → +2), S trong SO₂ là chất oxi hoá (+4 → 0). Nếu Mg dư, S sinh ra còn tác dụng tiếp tạo MgS.

Phương trình hoá học Mg tác dụng SO₂

2Mg + SO₂ → 2MgO + S (nhiệt độ cao)

Điều kiện: đun nóng, đốt Mg rồi đưa vào bình chứa khí SO₂ khô.
Hiện tượng: dải Mg tiếp tục cháy với ánh sáng chói trong bình khí SO₂; thành bình xuất hiện bột trắng (MgO) và các hạt rắn màu vàng (S).
Loại phản ứng: phản ứng oxi hoá – khử, thuộc dạng kim loại mạnh đẩy phi kim ra khỏi oxit.

Cân bằng bằng phương pháp thăng bằng electron

Xác định số oxi hoá: Mg⁰ + S⁺⁴O₂ → Mg⁺²O + S⁰.

Quá trình	Bán phản ứng	Hệ số nhân
Oxi hoá Mg	Mg⁰ → Mg⁺² + 2e	×2
Khử S	S⁺⁴ + 4e → S⁰	×1

Số electron cho bằng số electron nhận (4e) nên hệ số Mg là 2, SO₂ là 1. Kiểm tra lại: vế trái 2 Mg, 1 S, 2 O; vế phải 2 Mg, 1 S, 2 O – cân bằng.

Vì sao Mg khử được SO₂?

SO₂ thường được nhớ là chất vừa khử vừa oxi hoá vì S ở mức +4, trung gian giữa −2 và +6. Gặp chất oxi hoá mạnh (O₂, Br₂, KMnO₄), SO₂ đóng vai chất khử. Gặp chất khử mạnh như Mg, H₂S thì nó đóng vai chất oxi hoá. Mg có tính khử mạnh và ái lực với oxi rất lớn nên “giật” oxi của SO₂ để tạo MgO bền.

Trường hợp Mg dư: tạo thêm MgS

Lưu huỳnh sinh ra ở nhiệt độ cao sẽ phản ứng với Mg còn dư:

Mg + S → MgS (t°)

Gộp hai phản ứng khi Mg dư (tỉ lệ mol Mg : SO₂ = 3 : 1):

3Mg + SO₂ → 2MgO + MgS (t°)

Kiểm tra: Mg 3 = 2 + 1; S 1 = 1; O 2 = 2. Vì vậy sản phẩm phụ thuộc tỉ lệ mol n(Mg) : n(SO₂):

Tỉ lệ ≤ 2 : 1: chủ yếu tạo MgO và S (Mg hết, SO₂ có thể dư).
Tỉ lệ từ 2 : 1 đến 3 : 1: hỗn hợp MgO, S và MgS.
Tỉ lệ ≥ 3 : 1: MgO và MgS (Mg còn dư nếu lớn hơn 3 : 1).

Ví dụ có lời giải

Ví dụ: Đốt cháy hoàn toàn 4,8 g Mg trong lượng vừa đủ khí SO₂ (giả sử chỉ xảy ra phản ứng tạo MgO và S). Tính thể tích SO₂ (đktc) và khối lượng chất rắn thu được.

n(Mg) = 4,8 : 24 = 0,2 mol.
Theo phương trình, n(SO₂) = 0,2 : 2 = 0,1 mol → V = 0,1 × 22,4 = 2,24 lít.
n(MgO) = 0,2 mol → m = 0,2 × 40 = 8 g; n(S) = 0,1 mol → m = 3,2 g.
Khối lượng chất rắn = 8 + 3,2 = 11,2 g. Kiểm tra bảo toàn khối lượng: 4,8 + 0,1 × 64 = 11,2 g. ✓

Lỗi sai thường gặp

Quên điều kiện nhiệt độ hoặc viết sản phẩm là MgSO₃ (không đúng, vì đây là phản ứng oxi hoá – khử chứ không phải phản ứng với oxit axit thông thường).
Viết hệ số 1 : 1 (Mg + SO₂ → MgO + S) – không cân bằng oxi.
Không chú ý Mg dư nên bỏ sót MgS khi giải bài tập hỗn hợp sản phẩm.

Mẹo nhớ: “Hai Mg lấy hai O, trả lại một S” – 2 nguyên tử Mg nhận 2 nguyên tử O của SO₂.

Bài luyện tập

Cho 2,4 g Mg tác dụng hết với SO₂ dư ở nhiệt độ cao (chỉ tạo MgO và S). Tính khối lượng S thu được.
Đáp án: n(Mg) = 0,1 mol → n(S) = 0,05 mol → m(S) = 1,6 g.
Nung 7,2 g Mg với 2,24 lít SO₂ (đktc) đến khi phản ứng hoàn toàn, không còn Mg và SO₂. Tính khối lượng mỗi chất rắn sinh ra.
Đáp án: n(Mg) = 0,3 mol; n(SO₂) = 0,1 mol, đúng tỉ lệ 3 : 1 nên 3Mg + SO₂ → 2MgO + MgS. Thu 0,2 mol MgO = 8 g và 0,1 mol MgS (M = 56) = 5,6 g. Tổng 13,6 g = 7,2 + 6,4 (bảo toàn khối lượng).
Hoà tan hỗn hợp rắn ở câu 2 vào dung dịch HCl dư, nêu hiện tượng và viết phương trình.
Đáp án: MgO + 2HCl → MgCl₂ + H₂O (chất rắn tan); MgS + 2HCl → MgCl₂ + H₂S↑ (có khí mùi trứng thối).

Câu hỏi thường gặp

Mg + SO2 ra gì?

Ở nhiệt độ cao, Mg khử SO2 tạo magie oxit và lưu huỳnh: 2Mg + SO2 → 2MgO + S. Nếu Mg dư, S tiếp tục phản ứng tạo MgS.

Trong phản ứng Mg + SO2, SO2 đóng vai trò gì?

SO2 là chất oxi hoá vì số oxi hoá của S giảm từ +4 xuống 0, còn Mg là chất khử (0 lên +2).

Hiện tượng khi đốt Mg trong khí SO2 là gì?

Mg tiếp tục cháy sáng chói trong bình khí SO2, sinh ra bột trắng MgO và các hạt rắn màu vàng của lưu huỳnh bám trên thành bình.

Khi Mg dư thì phương trình viết thế nào?

Lưu huỳnh sinh ra phản ứng với Mg dư: Mg + S → MgS. Gộp lại: 3Mg + SO2 → 2MgO + MgS (nhiệt độ cao).