Mg + S → MgS: Phương trình, điều kiện, hiện tượng

Trả lời nhanh

Phương trình: Mg + S → MgS (điều kiện: đun nóng). Phản ứng thuộc loại hoá hợp và là phản ứng oxi hoá – khử: Mg nhường 2 electron (chất khử), S nhận 2 electron (chất oxi hoá). Sản phẩm là magie sunfua MgS, chất rắn màu trắng; phản ứng toả nhiều nhiệt nên hỗn hợp bột Mg và S cháy sáng.

Phương trình hoá học Mg + S

Mg + S —t°→ MgS

Điều kiện: đun nóng (đốt hỗn hợp bột Mg và bột S đã trộn đều).
Loại phản ứng: hoá hợp, đồng thời là oxi hoá – khử.
Tỉ lệ mol: 1 mol Mg phản ứng vừa đủ với 1 mol S, tạo 1 mol MgS.

Hiện tượng quan sát được

Khi đun nóng hỗn hợp bột magie và bột lưu huỳnh (màu vàng), phản ứng bắt đầu rồi tự tiếp diễn, phát ra ánh sáng chói và toả nhiều nhiệt. Sau phản ứng thu được chất rắn màu trắng là MgS (sản phẩm thực tế có thể lẫn tạp chất nên hơi ngả màu).

Lưu ý an toàn: Mg bột mịn trộn với S phản ứng rất mạnh, có thể gây nổ nhỏ. Vì vậy trong thực tế chỉ làm thí nghiệm với lượng rất nhỏ, đeo kính bảo hộ và không trộn sẵn quá nhiều.

Cân bằng bằng phương pháp electron

Xác định số oxi hoá: Mg và S ở dạng đơn chất đều bằng 0; trong MgS, Mg có số oxi hoá +2, S có số oxi hoá −2.

Quá trình oxi hoá: Mg⁰ → Mg⁺² + 2e
Quá trình khử: S⁰ + 2e → S⁻²
Số electron cho = số electron nhận (đều bằng 2) nên hệ số đều là 1.

Chất	Vai trò	Quá trình
Mg	Chất khử (bị oxi hoá)	Nhường 2e
S	Chất oxi hoá (bị khử)	Nhận 2e

Vì sao S thể hiện tính oxi hoá ở phản ứng này?

Lưu huỳnh có số oxi hoá trung gian (−2, 0, +4, +6) nên vừa có thể là chất oxi hoá, vừa là chất khử. Khi gặp kim loại hoạt động mạnh như Mg, S nhận electron và xuống mức −2 – mức bền nhất của nó. Với phi kim có tính oxi hoá mạnh hơn như O₂, S lại đóng vai trò chất khử (S + O₂ → SO₂).

Mẹo nhớ: “Kim loại + S → muối sunfua, S luôn xuống −2”. Muối sunfua của kim loại hoá trị n có dạng M₂S_n; với Mg (hoá trị II) ra MgS.

Tính chất của sản phẩm MgS

Tác dụng với axit mạnh, giải phóng khí H₂S mùi trứng thối: MgS + 2HCl → MgCl₂ + H₂S↑
Bị thuỷ phân trong nước: MgS + 2H₂O → Mg(OH)₂↓ + H₂S↑

Vì thế MgS không tồn tại lâu trong môi trường ẩm; đây cũng là lý do ít gặp dung dịch MgS trong bài tập.

So sánh với một số kim loại khác tác dụng với S

Phản ứng	Điều kiện	Ghi chú
Hg + S → HgS	Nhiệt độ thường	Dùng bột S để xử lí thuỷ ngân rơi vãi
Fe + S → FeS	Đun nóng	Fe lên mức +2 (S oxi hoá yếu hơn O₂, Cl₂)
Zn + S → ZnS	Đun nóng	Kim loại hoá trị II, cùng dạng với Mg
Mg + S → MgS	Đun nóng	Phản ứng mạnh, toả nhiều nhiệt

Lỗi sai thường gặp

Viết sản phẩm là Mg₂S hoặc MgS₂: sai vì Mg hoá trị II, S hoá trị II nên công thức là MgS.
Quên điều kiện nhiệt độ, hoặc cho rằng phản ứng xảy ra ngay ở nhiệt độ thường (chỉ Hg mới như vậy).
Xác định nhầm vai trò: S là chất oxi hoá chứ không phải chất khử ở phản ứng này.

Bài tập vận dụng

Bài 1. Đun nóng 2,4 g Mg với 3,2 g S. Tính khối lượng MgS thu được (Mg = 24, S = 32).

Giải: n_Mg = 2,4 : 24 = 0,1 mol; n_S = 3,2 : 32 = 0,1 mol. Hai chất vừa đủ nên n_MgS = 0,1 mol, M = 56, suy ra m = 5,6 g.

Bài 2. Đun nóng 4,8 g Mg với 4,8 g S (hiệu suất 100%). Chất nào dư, dư bao nhiêu gam?

Giải: n_Mg = 0,2 mol; n_S = 4,8 : 32 = 0,15 mol. S thiếu nên hết, n_MgS = 0,15 mol (m = 8,4 g). Mg dư 0,2 − 0,15 = 0,05 mol, tức 1,2 g.

Bài 3. Khi 0,1 mol Mg phản ứng hết với S, có bao nhiêu mol electron được trao đổi?

Giải: Mỗi nguyên tử Mg nhường 2e nên 0,1 mol Mg nhường 0,2 mol electron; đúng bằng số mol electron mà S nhận.

Câu hỏi thường gặp

Mg tác dụng với S tạo ra chất gì?

Tạo magie sunfua MgS, chất rắn màu trắng, theo phương trình Mg + S → MgS khi đun nóng.

Trong phản ứng Mg + S, chất nào là chất khử?

Mg là chất khử vì nhường 2 electron (0 lên +2); S là chất oxi hoá vì nhận 2 electron (0 xuống −2).

Phản ứng Mg + S có xảy ra ở nhiệt độ thường không?

Không. Phản ứng cần đun nóng để khơi mào, sau đó toả nhiều nhiệt nên tự tiếp diễn và cháy sáng.

MgS có tan trong nước không?

MgS bị nước thuỷ phân tạo Mg(OH)2 và khí H2S: MgS + 2H2O → Mg(OH)2 + H2S, nên không tồn tại bền trong nước.