Trả lời nhanh
Na2SO3 tạo ra Na2SO4 theo hai hướng. Phản ứng trao đổi với axit: Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + SO2↑ + H2O, trong đó số oxi hoá của S không đổi. Phản ứng oxi hoá bởi O2, Br2, KMnO4, H2O2…: S+4 bị oxi hoá thành S+6 nên sinh ra muối sunfat.
1. Phản ứng Na2SO3 + H2SO4
Phương trình phân tử:
Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + SO2↑ + H2O
Phương trình ion thu gọn: SO32− + 2H+ → SO2↑ + H2O
- Loại phản ứng: trao đổi. Axit mạnh (H2SO4) đẩy axit yếu, kém bền (H2SO3) ra khỏi muối. H2SO3 phân huỷ ngay thành SO2 và H2O.
- Điều kiện: xảy ra ở nhiệt độ thường; đun nhẹ giúp khí thoát nhanh hơn.
- Hiện tượng: có khí không màu, mùi hắc (mùi như diêm cháy) thoát ra; nếu dùng Na2SO3 rắn thì chất rắn tan dần.
- Ứng dụng: đây là cách điều chế SO2 trong phòng thí nghiệm (Na2SO3 rắn + dung dịch H2SO4 khoảng 70–80%).
2. Vì sao có thể nói “Na2SO3 ra Na2SO4” bằng phản ứng oxi hoá?
Trong Na2SO3, lưu huỳnh có số oxi hoá +4, là mức trung gian giữa −2 và +6. Vì vậy ion SO32− vừa có tính khử, vừa có tính oxi hoá, nhưng tính khử là nổi trội. Gặp chất oxi hoá, S+4 bị oxi hoá lên S+6 và tạo ra Na2SO4.
| Chất oxi hoá | Phương trình | Dấu hiệu nhận biết |
|---|---|---|
| O2 (không khí) | 2Na2SO3 + O2 → 2Na2SO4 | Xảy ra chậm, không có hiện tượng rõ; dung dịch sunfit để lâu bị biến chất |
| Nước brom | Na2SO3 + Br2 + H2O → Na2SO4 + 2HBr | Dung dịch brom màu nâu đỏ nhạt dần rồi mất màu |
| Nước clo | Na2SO3 + Cl2 + H2O → Na2SO4 + 2HCl | Mất màu vàng lục của nước clo |
| H2O2 | Na2SO3 + H2O2 → Na2SO4 + H2O | Không có hiện tượng đặc trưng |
| KMnO4 trong H2SO4 | 5Na2SO3 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 5Na2SO4 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O | Dung dịch tím mất màu |
3. Cân bằng phản ứng với KMnO4 bằng phương pháp thăng bằng electron
- Chất khử: S+4 → S+6 + 2e (nhân 5).
- Chất oxi hoá: Mn+7 + 5e → Mn+2 (nhân 2).
- Đặt hệ số: 5Na2SO3, 2KMnO4, sinh ra 5Na2SO4 và 2MnSO4.
- Cân bằng K, gốc SO4 và H: cần 3H2SO4, sinh ra 1K2SO4 và 3H2O.
- Kiểm tra O: vế trái 15 + 8 + 12 = 35; vế phải 20 + 8 + 4 + 3 = 35. Đúng.
4. Mẹo nhớ và lỗi sai thường gặp
- Mẹo: thấy “Na2SO3 + axit” thì nghĩ đến khí SO2; thấy “Na2SO3 + chất oxi hoá” thì nghĩ đến Na2SO4.
- Lỗi 1: viết Na2SO3 + H2SO4 thành sản phẩm là H2SO3. Đây là axit không bền, phải viết thành SO2 + H2O.
- Lỗi 2: cho rằng H2SO4 đặc oxi hoá được Na2SO3. Hai chất này cùng có S ở mức +4 và +6 kề nhau, không có phản ứng oxi hoá khử, chỉ có phản ứng trao đổi.
- Lỗi 3: quên “↑” cho SO2, hoặc quên nước brom/clo cần có H2O tham gia.
- Lỗi 4: nhầm với phản ứng Na2SO3 + SO2 + H2O → 2NaHSO3, là phản ứng khi SO2 dư, không tạo Na2SO4.
5. Bài tập vận dụng
Ví dụ mẫu. Cho 12,6 g Na2SO3 tác dụng hết với dung dịch H2SO4 loãng. Tính thể tích SO2 (đktc) và khối lượng Na2SO4.
M(Na2SO3) = 126 g/mol nên n = 12,6 : 126 = 0,1 mol. Theo phương trình, n(SO2) = n(Na2SO4) = 0,1 mol. Vậy V(SO2) = 0,1 × 22,4 = 2,24 lít; m(Na2SO4) = 0,1 × 142 = 14,2 g.
Bài 1. Cho 6,3 g Na2SO3 vào dung dịch H2SO4 dư. Tính V khí (đktc) và khối lượng muối Na2SO4 thu được.
Đáp án: n = 0,05 mol; V(SO2) = 0,05 × 22,4 = 1,12 lít; m(Na2SO4) = 0,05 × 142 = 7,1 g.
Bài 2. Để 25,2 g Na2SO3 bị oxi hoá hoàn toàn thành Na2SO4 bằng O2, cần bao nhiêu lít O2 (đktc)? Khối lượng Na2SO4 thu được là bao nhiêu?
Đáp án: n(Na2SO3) = 0,2 mol; n(O2) = 0,1 mol nên V = 2,24 lít; m(Na2SO4) = 0,2 × 142 = 28,4 g. Kiểm tra bảo toàn khối lượng: 25,2 + 0,1 × 32 = 28,4 g.
Bài 3. Dung dịch chứa 0,05 mol Na2SO3 làm mất màu vừa đủ bao nhiêu gam Br2 trong nước?
Đáp án: tỉ lệ 1 : 1 nên n(Br2) = 0,05 mol; m = 0,05 × 160 = 8 g.
Câu hỏi thường gặp
Na2SO3 + H2SO4 ra chất gì?
Tạo Na2SO4, khí SO2 mùi hắc và nước: Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + SO2↑ + H2O.
Phản ứng Na2SO3 + H2SO4 có phải phản ứng oxi hoá khử không?
Không. S trong Na2SO3 có số oxi hoá +4 và vẫn là +4 trong SO2; các nguyên tố khác cũng không đổi số oxi hoá, nên đây là phản ứng trao đổi.
Na2SO3 bị oxi hoá thành Na2SO4 bởi những chất nào?
Các chất oxi hoá như O2, nước brom, nước clo, H2O2, KMnO4 trong môi trường axit. Khi đó S+4 bị oxi hoá thành S+6.
Dung dịch Na2SO3 để lâu ngoài không khí có biến đổi không?
Có. Na2SO3 bị oxi của không khí oxi hoá dần thành Na2SO4 theo phương trình 2Na2SO3 + O2 → 2Na2SO4 nên dung dịch bị giảm chất lượng.