Trả lời nhanh
SO2 tác dụng với H2S tạo ra lưu huỳnh theo phương trình: SO2 + 2H2S → 3S↓ + 2H2O. Trong phản ứng này SO2 là chất oxi hóa (S+4 xuống S0), còn H2S là chất khử (S−2 lên S0). Hiện tượng: xuất hiện chất rắn màu vàng và có hơi nước, giọt nước bám trên thành bình.
Phương trình hóa học SO2 + H2S
SO2 + 2H2S → 3S↓ + 2H2O
- Điều kiện: phản ứng xảy ra ngay ở nhiệt độ thường, nhất là khi có hơi ẩm hoặc khi hai khí hòa tan trong nước.
- Hiện tượng: có chất rắn màu vàng (lưu huỳnh) xuất hiện, làm đục thành bình hoặc dung dịch.
- Đây là phản ứng oxi hóa – khử, kiểu “phản ứng đồng quy”: hai chất chứa lưu huỳnh ở số oxi hóa khác nhau cùng tạo ra một sản phẩm S0.
Cân bằng bằng phương pháp thăng bằng electron
Làm theo bốn bước quen thuộc:
- Xác định số oxi hóa: S+4O2 + H2S−2 → S0 + H2O.
- Viết quá trình cho – nhận electron:
- Chất khử: S−2 → S0 + 2e
- Chất oxi hóa: S+4 + 4e → S0
- Nhân hệ số cho số electron bằng nhau: lấy 1 × (S+4 nhận 4e) và 2 × (S−2 nhường 2e).
- Đặt hệ số vào phương trình: 1SO2 + 2H2S → 3S + H2O, rồi cân bằng H và O: có 4 nguyên tử H ở vế trái nên cần 2H2O. Kiểm tra O: vế trái 2, vế phải 2. Đúng.
Mẹo nhớ: tỉ lệ mol SO2 : H2S = 1 : 2, tạo ra 3 mol S. Cứ thấy S+4 gặp S−2 thì nghĩ ngay đến S0, vì S+4 cần nhận 4e còn mỗi S−2 chỉ nhường 2e.
Vì sao SO2 vừa là chất khử vừa là chất oxi hóa?
Lưu huỳnh trong SO2 có số oxi hóa +4, nằm giữa −2 và +6. Vì vậy nó có thể tăng lên +6 (đóng vai trò chất khử, ví dụ khi tác dụng với Br2, KMnO4) hoặc giảm xuống 0 hay −2 (đóng vai trò chất oxi hóa). Với H2S – chất khử mạnh vì S ở mức thấp nhất −2 – SO2 buộc phải làm chất oxi hóa nên bị khử về S.
Các phản ứng khác cho SO2 ra S
| Chất tác dụng | Phương trình | Ghi chú |
|---|---|---|
| H2S | SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O | Xảy ra dễ, dùng nhận biết, loại bỏ khí độc |
| CO | SO2 + 2CO → S + 2CO2 | Nhiệt độ cao, có xúc tác; dùng xử lý khí thải chứa SO2 |
| C (than) | SO2 + C → S + CO2 | Nhiệt độ cao |
Với các chất khử mạnh khác ở nhiệt độ cao (như Mg), SO2 cũng có thể bị khử về S, thậm chí về muối sunfua; tuy nhiên khi làm bài chương trình phổ thông, em chú ý nhất phản ứng với H2S.
Lỗi sai thường gặp
- Viết SO2 + H2S → S + H2O rồi quên cân bằng, hoặc cân bằng thành 2H2S + SO2 → 2S + 2H2O (sai vì S không cân bằng electron: vế trái 3 S, vế phải 2 S).
- Ghi nhầm sản phẩm là SO3 hoặc H2SO4: SO2 không bị oxi hóa khi gặp chất khử mạnh như H2S.
- Nhầm vai trò: H2S là chất khử, SO2 là chất oxi hóa, không đảo ngược.
Ứng dụng và nhận biết
Phản ứng này giải thích vì sao ở vùng núi lửa, nơi có cả SO2 và H2S thoát ra, thường thấy lớp lưu huỳnh màu vàng đọng quanh miệng phun. Trong công nghiệp, người ta cũng dùng nguyên lý này để thu hồi lưu huỳnh từ khí thải chứa H2S (một phần H2S được đốt thành SO2 rồi cho phản ứng với phần H2S còn lại). Trong phòng thí nghiệm, dấu hiệu đục vàng cho biết hai khí đã phản ứng.
Bài tập vận dụng
Bài 1. Cho 3,36 lít khí H2S (đktc) phản ứng vừa đủ với khí SO2. Tính khối lượng S thu được và thể tích SO2 (đktc) đã dùng.
Giải: n(H2S) = 3,36 : 22,4 = 0,15 mol. Theo phương trình, n(SO2) = 0,15 : 2 = 0,075 mol, n(S) = 0,15 × 3 : 2 = 0,225 mol. Vậy m(S) = 0,225 × 32 = 7,2 g; V(SO2) = 0,075 × 22,4 = 1,68 lít.
Bài 2. Trộn 2,24 lít SO2 với 6,72 lít H2S (đều đktc) rồi cho phản ứng hoàn toàn. Tính khối lượng S và chất còn dư.
Giải: n(SO2) = 0,1 mol; n(H2S) = 0,3 mol. Để hết 0,1 mol SO2 cần 0,2 mol H2S, nên SO2 hết, H2S dư 0,1 mol (2,24 lít). n(S) = 0,1 × 3 = 0,3 mol → m(S) = 9,6 g.
Bài 3. Hoàn thành: SO2 + CO → ? (500 °C, xúc tác).
Đáp án: SO2 + 2CO → S + 2CO2.
Câu hỏi thường gặp
SO2 + H2S ra gì?
Phản ứng tạo lưu huỳnh và nước: SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O. Lưu huỳnh là chất rắn màu vàng, không tan trong nước.
Trong phản ứng SO2 + H2S, chất nào là chất khử?
H2S là chất khử vì S ở số oxi hóa −2 tăng lên 0. SO2 là chất oxi hóa vì S ở +4 giảm xuống 0.
Ngoài H2S, chất nào khử SO2 thành S?
Ở nhiệt độ cao, CO (có xúc tác) hoặc C có thể khử SO2 thành S: SO2 + 2CO → S + 2CO2 và SO2 + C → S + CO2.
Hiện tượng khi sục SO2 vào dung dịch H2S là gì?
Dung dịch bị vẩn đục màu vàng do lưu huỳnh tạo thành, lượng kết tủa tăng dần đến khi một trong hai chất hết.