S + H2SO4 đặc → SO2 + H2O: Cân bằng và hiện tượng

Trả lời nhanh

Phương trình đúng là S + 2H₂SO₄ (đặc) → 3SO₂↑ + 2H₂O, phản ứng xảy ra khi đun nóng. Lưu huỳnh là chất khử (S⁰ lên S⁺⁴), H₂SO₄ đặc là chất oxi hoá (S⁺⁶ xuống S⁺⁴). Sản phẩm khí SO₂ có mùi hắc, làm mất màu dung dịch nước brom.

Phương trình hoá học S tác dụng với H₂SO₄ đặc

S + 2H₂SO₄ (đặc) → 3SO₂↑ + 2H₂O (điều kiện: nhiệt độ, đun nóng)

Chất tham gia: lưu huỳnh (chất rắn màu vàng) và dung dịch axit sunfuric đặc.
Sản phẩm: khí lưu huỳnh đioxit SO₂ và nước.
Loại phản ứng: oxi hoá – khử, trong đó cả chất khử và chất oxi hoá đều có chung nguyên tố lưu huỳnh, cuối cùng cùng về mức oxi hoá +4.

Cân bằng bằng phương pháp thăng bằng electron

Ta xác định số oxi hoá của lưu huỳnh trước và sau phản ứng:

S⁰ + H₂S⁺⁶O₄ → S⁺⁴O₂ + H₂O

Quá trình oxi hoá: S⁰ → S⁺⁴ + 4e
Quá trình khử: S⁺⁶ + 2e → S⁺⁴
Cân bằng electron: nhân quá trình khử với 2 rồi cộng lại, ta được 1 S⁰ và 2 S⁺⁶.
Đặt hệ số: 1 S + 2 H₂SO₄ → 3 SO₂ (1 từ S và 2 từ axit) + H₂O.
Cân bằng H và O: 4 nguyên tử H ở vế trái nên có 2H₂O.

Kiểm tra: S có 1 + 2 = 3 ở cả hai vế; H có 4 ở cả hai vế; O có 8 ở vế trái và 3×2 + 2 = 8 ở vế phải. Phương trình đã cân bằng.

Hiện tượng nhận biết

Lưu huỳnh rắn màu vàng tan dần trong dung dịch axit đặc khi đun nóng.
Có khí không màu, mùi hắc (mùi diêm cháy) thoát ra, đó là SO₂. Khí này độc nên cần làm trong tủ hút hoặc nơi thoáng.
Có thể thử khí bằng giấy quỳ tím ẩm (hoá đỏ nhẹ), nước brom hoặc dung dịch KMnO₄ (bị mất màu).

Vì sao S lại phản ứng được với H₂SO₄ đặc?

Lưu huỳnh đơn chất có số oxi hoá 0, là mức trung gian nên vừa có tính khử vừa có tính oxi hoá. H₂SO₄ đặc nóng có tính oxi hoá mạnh nhờ S⁺⁶, nên oxi hoá được cả những phi kim như S, C, P.

Điểm thú vị: sản phẩm đều chỉ là SO₂ (S⁺⁴). Lưu huỳnh không bị oxi hoá lên +6 để tạo SO₃ hay H₂SO₄, vì H₂SO₄ đặc không thể oxi hoá S lên mức +6, nó đang ở mức đó rồi.

Lỗi sai thường gặp

Dùng H₂SO₄ loãng: S không phản ứng với H₂SO₄ loãng. Khi đề ghi “đặc”, cần nhớ thêm điều kiện đun nóng.
Viết sản phẩm là SO₃ hoặc H₂S: sản phẩm khử của H₂SO₄ đặc với S là SO₂. H₂S và S chỉ xuất hiện với chất khử rất mạnh như Mg, Zn.
Quên hệ số 3 của SO₂: nhiều bạn chỉ lấy 2 SO₂ từ axit mà quên SO₂ sinh ra từ S.

Mẹo nhớ: “S về +4”: S⁰ đi lên, S⁺⁶ đi xuống, hai bên gặp nhau ở +4. Tỉ lệ electron 4 : 2 nên cứ 1 S cần 2 H₂SO₄.

So sánh với một số phản ứng tương tự

Phản ứng	Phương trình	Sản phẩm khử
S + H₂SO₄ đặc	S + 2H₂SO₄ → 3SO₂ + 2H₂O	SO₂
C + H₂SO₄ đặc	C + 2H₂SO₄ → CO₂ + 2SO₂ + 2H₂O	SO₂
S + HNO₃ đặc	S + 6HNO₃ → H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O	NO₂

Nhận xét: HNO₃ đặc oxi hoá S lên +6 (tạo H₂SO₄), còn H₂SO₄ đặc chỉ đưa S lên +4.

Bài tập vận dụng

Bài 1. Đun nóng 3,2 gam lưu huỳnh với lượng dư H₂SO₄ đặc. Tính thể tích SO₂ (đktc).

Giải: n(S) = 3,2 : 32 = 0,1 mol. Theo phương trình, n(SO₂) = 3 × 0,1 = 0,3 mol, V = 0,3 × 22,4 = 6,72 lít.

Bài 2. Cần bao nhiêu gam H₂SO₄ nguyên chất để phản ứng vừa đủ với 3,2 gam S ở bài 1?

Giải: n(H₂SO₄) = 2 × 0,1 = 0,2 mol; m = 0,2 × 98 = 19,6 gam.

Bài 3. Phản ứng cho 0,15 mol SO₂. Tính khối lượng S đã phản ứng và số mol electron S nhường.

Giải: n(S) = 0,15 : 3 = 0,05 mol, m = 0,05 × 32 = 1,6 gam. Mỗi S nhường 4e nên số mol electron = 0,05 × 4 = 0,2 mol.

Câu hỏi thường gặp

S tác dụng với H2SO4 đặc tạo ra sản phẩm gì?

Tạo khí SO2 và nước theo phương trình S + 2H2SO4 (đặc) → 3SO2 + 2H2O, phản ứng xảy ra khi đun nóng.

Trong phản ứng S + H2SO4 đặc, chất nào là chất khử, chất nào là chất oxi hoá?

S là chất khử vì số oxi hoá tăng từ 0 lên +4. H2SO4 đặc là chất oxi hoá vì S+6 giảm xuống +4.

S có phản ứng với H2SO4 loãng không?

Không. H2SO4 loãng chỉ có tính oxi hoá yếu do ion H+, không oxi hoá được lưu huỳnh.

Làm sao nhận biết khí sinh ra là SO2?

SO2 có mùi hắc, làm mất màu dung dịch nước brom hoặc dung dịch thuốc tím, và làm đục nước vôi trong.