Trả lời nhanh
ZnS tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng sinh ra khí H2S theo phương trình: ZnS + H2SO4 → ZnSO4 + H2S↑. Đây là phản ứng trao đổi, xảy ra ở nhiệt độ thường vì ZnS tan được trong axit mạnh và tạo ra chất khí H2S. Hiện tượng: chất rắn tan dần, có khí mùi trứng thối thoát ra.
Phương trình hoá học ZnS + H2SO4
ZnS + H2SO4 (loãng) → ZnSO4 + H2S↑
- Điều kiện: dung dịch H2SO4 loãng, nhiệt độ thường (đun nhẹ sẽ nhanh hơn).
- Hiện tượng: kẽm sunfua màu trắng (hoặc trắng ngà) tan dần, xuất hiện bọt khí không màu, mùi trứng thối.
- Loại phản ứng: trao đổi, không thay đổi số oxi hoá của nguyên tố nào (Zn luôn +2, S trong ZnS và H2S đều −2).
- Tỉ lệ mol: 1 : 1 : 1 : 1, các hệ số đều bằng 1 nên phương trình đã cân bằng.
Vì sao ZnS tan được trong H2SO4 loãng?
ZnS không tan trong nước nhưng là muối của axit yếu H2S. Ion H+ của axit mạnh kết hợp với S2− tạo H2S, một axit rất yếu và là chất khí dễ thoát ra khỏi dung dịch. Cân bằng hoà tan của ZnS vì thế bị kéo về phía tan.
Phương trình ion rút gọn:
ZnS + 2H+ → Zn2+ + H2S↑
Quy tắc nhớ: phản ứng trao đổi xảy ra khi tạo chất kết tủa, chất khí hoặc chất điện li yếu. Ở đây ta có chất khí H2S, nên phản ứng xảy ra được.
So sánh độ tan của một số muối sunfua
| Muối sunfua | Tan trong nước? | Tan trong HCl, H2SO4 loãng? |
|---|---|---|
| Na2S, K2S, BaS | Có | Có (tạo H2S) |
| ZnS, FeS | Không | Có (tạo H2S) |
| CuS, PbS, Ag2S | Không | Không |
Nhờ khác biệt này, người ta điều chế H2S trong phòng thí nghiệm bằng FeS hoặc ZnS với axit loãng, còn CuS, PbS (màu đen) là dấu hiệu nhận biết H2S.
Lưu ý: ZnS với H2SO4 đặc nóng cho sản phẩm khác
Với H2SO4 đặc, nóng, H2SO4 là chất oxi hoá mạnh nên S−2 bị oxi hoá, không còn H2S:
ZnS + 4H2SO4 (đặc, t°) → ZnSO4 + 4SO2↑ + 4H2O
Kiểm tra bảo toàn electron: S−2 → S+4 cho 6e; mỗi S+6 → S+4 nhận 2e, nên cần 3 phân tử H2SO4 làm chất oxi hoá, cộng 1 phân tử tạo muối ZnSO4 thành 4 phân tử axit.
Lỗi sai thường gặp
- Viết ZnS + H2SO4 → ZnSO4 + S + H2O (nhầm với phản ứng oxi hoá khử) khi đề nói axit loãng.
- Quên mũi tên ↑ cho H2S hoặc ghi ZnS là chất tan trong ion đầy đủ. ZnS là chất rắn không tan nên giữ nguyên dạng phân tử.
- Nhầm ZnS với CuS: CuS không tan trong H2SO4 loãng nên không có phản ứng.
Bài tập vận dụng
Bài 1. Cho 9,7 gam ZnS tác dụng hết với dung dịch H2SO4 loãng dư. Tính thể tích H2S (đkc, 24,79 L/mol) và khối lượng ZnSO4 tạo thành.
Giải: M(ZnS) = 97 nên n(ZnS) = 9,7 : 97 = 0,1 mol. Theo phương trình, n(H2S) = n(ZnSO4) = 0,1 mol. V(H2S) = 0,1 × 24,79 = 2,479 lít. m(ZnSO4) = 0,1 × 161 = 16,1 gam.
Bài 2. Để hoà tan vừa hết 0,1 mol ZnS cần bao nhiêu gam dung dịch H2SO4 20%?
Giải: n(H2SO4) = 0,1 mol, khối lượng chất tan = 0,1 × 98 = 9,8 gam. Khối lượng dung dịch = 9,8 : 0,2 = 49 gam.
Bài 3. Viết phương trình ZnS tác dụng với HCl và phương trình nhận biết khí H2S bằng dung dịch Pb(NO3)2.
Đáp án: ZnS + 2HCl → ZnCl2 + H2S↑. H2S + Pb(NO3)2 → PbS↓ (đen) + 2HNO3.
An toàn khi làm thí nghiệm
H2S là khí rất độc, dù ở nồng độ thấp đã có mùi trứng thối khó chịu. Thí nghiệm phải làm với lượng nhỏ, trong tủ hút hoặc nơi thoáng gió, và hấp thụ khí thừa bằng dung dịch kiềm như NaOH hoặc Pb(NO3)2.
Cùng chuyên đề: Bài nằm trong mục lục Các phương trình hóa học thường gặp: tổng hợp hơn 300 phản ứng có cân bằng. Bài trước: Zn + H2SO4 đặc nóng → ZnSO4 + SO2 + H2O: cân bằng, hiện tượng, bài tập. Bài sau: FeCl2 ra FeCl3: phương trình 2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3 và các cách khác.
Câu hỏi thường gặp
ZnS tác dụng với H2SO4 loãng tạo ra chất gì?
Tạo kẽm sunfat ZnSO4 và khí hiđro sunfua H2S: ZnS + H2SO4 → ZnSO4 + H2S↑.
Vì sao ZnS tan được trong axit còn CuS thì không?
ZnS có độ tan rất nhỏ nên H+ đủ để kéo S2− thành H2S thoát ra. CuS có tích số tan quá nhỏ, nên H2SO4 loãng hay HCl không hoà tan được.
ZnS tác dụng với H2SO4 đặc nóng có ra H2S không?
Không. H2SO4 đặc nóng oxi hoá S−2 lên S+4, sản phẩm là SO2: ZnS + 4H2SO4 → ZnSO4 + 4SO2 + 4H2O.
Phương trình ion rút gọn của ZnS + H2SO4 là gì?
ZnS + 2H+ → Zn2+ + H2S↑ (ZnS là chất rắn không tan nên giữ nguyên dạng phân tử).