S ra SO2: Phương trình S + O2 → SO2 và bài tập

Trả lời nhanh

Lưu huỳnh tác dụng với oxi tạo khí sulfur dioxide: S + O₂ → SO₂ (điều kiện: đun nóng, phản ứng cháy). Hiện tượng: S cháy với ngọn lửa xanh nhạt, sinh ra khí không màu, mùi hắc. Phản ứng đã cân bằng sẵn với hệ số 1 : 1 : 1; trong đó S là chất khử, O₂ là chất oxi hoá.

Phương trình hoá học S ra SO₂

Phương trình đầy đủ:

S + O₂ ^t°→ SO₂

Thông tin	Nội dung
Chất tham gia	Lưu huỳnh (S, chất rắn màu vàng) và khí oxi (O₂)
Điều kiện	Nhiệt độ (đốt nóng để bắt đầu cháy)
Sản phẩm	Sulfur dioxide (SO₂), còn gọi là lưu huỳnh đioxit
Loại phản ứng	Hoá hợp, oxi hoá – khử, toả nhiệt

Hiện tượng khi đốt lưu huỳnh

Cho một ít bột S vào muỗng sắt, đốt trên ngọn đèn cồn: S nóng chảy rồi cháy với ngọn lửa màu xanh nhạt trong không khí.
Đưa muỗng vào lọ đựng khí oxi: ngọn lửa chuyển sang xanh sáng, rõ hơn vì nồng độ O₂ cao.
Khí sinh ra không màu, mùi hắc, gây ho, sặc. Đây chính là SO₂.

Lưu ý an toàn: SO₂ độc, gây kích ứng đường hô hấp nên thí nghiệm này phải làm trong tủ hút hoặc nơi thoáng gió, dưới sự hướng dẫn của thầy cô.

Cân bằng bằng phương pháp thăng bằng electron

Xác định số oxi hoá trước và sau phản ứng:

S⁰ → S⁺⁴ + 4e (S nhường electron, bị oxi hoá, là chất khử).
O₂⁰ + 4e → 2O⁻² (O₂ nhận electron, bị khử, là chất oxi hoá).

S nhường 4e, một phân tử O₂ nhận đúng 4e nên hệ số là 1 : 1 → 1 SO₂. Phương trình cân bằng: S + O₂ → SO₂.

Mẹo nhớ: số nguyên tử mỗi loại đã bằng nhau (1 S, 2 O ở cả hai vế) nên không cần thêm hệ số nào. Nhiều bạn thừa tay viết “2SO₂” hoặc “2S” làm phương trình mất cân bằng.

Tính toán theo phương trình

Tỉ lệ mol: n_S : n_O₂ : n_SO₂ = 1 : 1 : 1. Ở điều kiện tiêu chuẩn (đktc), 1 mol khí chiếm 22,4 lít.

Ví dụ 1. Đốt cháy hoàn toàn 6,4 g S. Tính thể tích O₂ cần dùng và khối lượng SO₂ tạo thành (đktc).

n_S = 6,4 : 32 = 0,2 mol.
n_O₂ = n_SO₂ = 0,2 mol.
V_O₂ = 0,2 × 22,4 = 4,48 lít; m_SO₂ = 0,2 × 64 = 12,8 g.

Ví dụ 2 (chất dư). Đốt 1,6 g S trong 0,56 lít O₂ (đktc). Tính khối lượng SO₂.

n_S = 1,6 : 32 = 0,05 mol; n_O₂ = 0,56 : 22,4 = 0,025 mol.
Tỉ lệ 1 : 1 nên O₂ hết trước, S dư. Tính theo O₂: n_SO₂ = 0,025 mol.
m_SO₂ = 0,025 × 64 = 1,6 g.

Ví dụ 3 (hiệu suất). Đốt 16 g S, hiệu suất phản ứng 80%. Tính thể tích SO₂ thu được (đktc).

n_S = 16 : 32 = 0,5 mol; n_SO₂ lí thuyết = 0,5 mol.
Thực tế: 0,5 × 80% = 0,4 mol → V = 0,4 × 22,4 = 8,96 lít.

Ngoài đốt cháy, S còn ra SO₂ bằng cách nào?

Lưu huỳnh bị oxi hoá lên mức +4 khi gặp chất oxi hoá mạnh. Ví dụ điển hình ở chương trình lớp 10:

S + 2H₂SO₄ (đặc, nóng) → 3SO₂↑ + 2H₂O

Cân bằng electron: S⁰ → S⁺⁴ + 4e (1 lần); S⁺⁶ + 2e → S⁺⁴ (2 lần). Vì vậy cần 2 phân tử H₂SO₄ cho 1 nguyên tử S, tạo 3 phân tử SO₂. Hiện tượng: S tan dần, có khí mùi hắc thoát ra.

Tính chất liên quan của SO₂ sau khi tạo thành

Tác dụng với oxi (xúc tác V₂O₅, 450–500 °C): 2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃ – bước then chốt sản xuất sulfuric acid.
Là oxide acid: SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O; SO₂ + H₂O ⇌ H₂SO₃.
Vừa là chất khử vừa là chất oxi hoá: SO₂ + 2H₂S → 3S↓ + 2H₂O (xuất hiện kết tủa vàng).

Lỗi sai thường gặp

Viết sản phẩm là SO₃: đốt S trong oxi chỉ cho SO₂. SO₃ chỉ tạo thêm khi có xúc tác, nhiệt độ cao.
Quên điều kiện t° khiến phương trình thiếu ý nghĩa thực tế.
Tính thể tích khí bằng 22,4 khi đề cho điều kiện khác (ví dụ 25 °C, 1 bar thì dùng 24,79 lít/mol).
Không xét chất dư khi đề cho đồng thời lượng S và lượng O₂.

Bài luyện tập

Đốt cháy hoàn toàn 9,6 g S. Tính thể tích SO₂ (đktc).
Đáp án: n_S = 0,3 mol → V = 0,3 × 22,4 = 6,72 lít.
Cần bao nhiêu lít không khí (đktc, O₂ chiếm 20% thể tích) để đốt cháy hết 3,2 g S?
Đáp án: n_O₂ = n_S = 0,1 mol → V_O₂ = 2,24 lít → V_{không khí} = 2,24 : 0,2 = 11,2 lít.
Đốt 3,2 g S với 3,2 g O₂. Tính khối lượng SO₂ và chất còn dư.
Đáp án: n_S = 0,1 mol; n_O₂ = 0,1 mol → vừa đủ, m_SO₂ = 6,4 g, không có chất dư.

Câu hỏi thường gặp

S + O2 ra gì?

S + O2 ra khí SO2 (sulfur dioxide) khi đun nóng: S + O2 → SO2. Khí này không màu, mùi hắc, độc.

Đốt S trong oxi dư có tạo SO3 không?

Không. Dù O2 dư, sản phẩm trực tiếp vẫn chỉ là SO2. Muốn có SO3 phải oxi hoá tiếp SO2 với xúc tác V2O5 ở khoảng 450–500 °C.

Trong phản ứng S + O2 → SO2, chất nào là chất khử?

S là chất khử vì số oxi hoá tăng từ 0 lên +4; O2 là chất oxi hoá vì số oxi hoá giảm từ 0 xuống −2.

Ngoài O2, chất nào khác oxi hoá S thành SO2?

H2SO4 đặc, nóng: S + 2H2SO4 (đặc, nóng) → 3SO2 + 2H2O.