Trả lời nhanh
SO3 ra H2SO4 khi SO3 tác dụng với nước: SO3 + H2O → H2SO4. Đây là phản ứng hoá hợp, xảy ra ở nhiệt độ thường, rất mạnh và toả nhiều nhiệt. Sản phẩm là axit sunfuric, làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ. Tỉ lệ mol giữa SO3, H2O và H2SO4 là 1 : 1 : 1.
Phương trình hoá học SO3 + H2O
SO3 + H2O → H2SO4
- Loại phản ứng: hoá hợp (hai chất tạo thành một chất mới).
- Điều kiện: nhiệt độ thường, SO3 tiếp xúc trực tiếp với nước.
- Hiện tượng: SO3 tan nhanh trong nước, toả rất nhiều nhiệt, có thể làm nước nóng lên mạnh và bốc khói trắng là sương axit.
- Dung dịch thu được: làm quỳ tím hoá đỏ vì có H2SO4.
Số oxi hoá của lưu huỳnh trước và sau phản ứng đều là +6, nên đây không phải phản ứng oxi hoá – khử. Em cân bằng chỉ cần thấy mỗi nguyên tố có số nguyên tử bằng nhau ở hai vế: 1 S, 4 O, 2 H.
Vì sao SO3 phản ứng được với nước?
SO3 là oxit axit, ứng với axit H2SO4. Quy tắc quen thuộc: oxit axit + nước → axit tương ứng. Em có thể so sánh với CO2 + H2O ⇌ H2CO3 (phản ứng thuận nghịch, yếu hơn) hoặc P2O5 + 3H2O → 2H3PO4. Riêng SO3 phản ứng rất mạnh vì axit tạo thành là axit mạnh và phản ứng toả nhiệt lớn.
Trong công nghiệp, SO3 có hoà thẳng vào nước không?
Không. Nếu cho SO3 vào nước, phản ứng toả nhiều nhiệt làm axit tạo thành bốc hơi thành sương mù axit rất khó thu hồi và ăn mòn thiết bị. Vì thế nhà máy dùng cách gián tiếp, gồm bốn bước như hình:
- Đốt lưu huỳnh hoặc quặng pirit: S + O2 → SO2 (nhiệt độ cao); 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 (nhiệt độ cao).
- Oxi hoá SO2: 2SO2 + O2 ⇌ 2SO3 (xúc tác V2O5, khoảng 450°C).
- Hấp thụ SO3 bằng H2SO4 đặc 98% để được oleum: H2SO4 + nSO3 → H2SO4·nSO3.
- Pha oleum vào lượng nước thích hợp để thu H2SO4 theo nồng độ mong muốn.
Một số phản ứng khác của SO3
| Chất tác dụng | Phương trình | Sản phẩm |
|---|---|---|
| Oxit bazơ (CaO) | SO3 + CaO → CaSO4 | Muối sunfat |
| Bazơ (NaOH) | SO3 + 2NaOH → Na2SO4 + H2O | Muối sunfat và nước |
| Bazơ (Ca(OH)2) | SO3 + Ca(OH)2 → CaSO4 + H2O | CaSO4 ít tan |
Lỗi sai thường gặp
- Nhầm SO3 với SO2: SO2 + H2O ⇌ H2SO3 (axit sunfurơ, yếu), còn SO3 mới ra H2SO4.
- Viết hệ số “2” cho nước hoặc cho axit. Phương trình này đã cân bằng sẵn, hệ số đều là 1.
- Quên rằng pha loãng axit đặc phải rót axit vào nước, không rót ngược lại.
Bài tập vận dụng
- Tính khối lượng H2SO4 khi cho 16 g SO3 tác dụng hết với nước. Lời giải: n(SO3) = 16 : 80 = 0,2 mol, nên n(H2SO4) = 0,2 mol, khối lượng là 0,2 × 98 = 19,6 g.
- Hoà tan 8 g SO3 vào 92 g nước. Tính nồng độ phần trăm của dung dịch. Lời giải: n(SO3) = 0,1 mol, tạo 0,1 mol H2SO4 = 9,8 g. Khối lượng dung dịch là 8 + 92 = 100 g, nên C% = 9,8%.
- Viết phương trình khi cho SO3 vào dung dịch KOH dư. Đáp án: SO3 + 2KOH → K2SO4 + H2O.
Câu hỏi thường gặp
SO3 ra H2SO4 khi nào?
Khi SO3 tác dụng với nước ở nhiệt độ thường theo phương trình SO3 + H2O → H2SO4, phản ứng toả nhiều nhiệt.
SO3 + H2O có phải phản ứng oxi hoá – khử không?
Không. Số oxi hoá của S là +6 ở cả hai vế, nên đây chỉ là phản ứng hoá hợp.
Vì sao công nghiệp không hoà SO3 trực tiếp vào nước?
Vì phản ứng toả nhiệt rất lớn làm tạo sương mù axit khó thu hồi. Người ta hấp thụ SO3 bằng H2SO4 98% để được oleum rồi pha loãng.
Dung dịch tạo thành làm quỳ tím đổi màu gì?
Dung dịch H2SO4 làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ.