Tham khảo lời giải cho bài “Lưu huỳnh” trong SG:

• Giải Hóa Học Lớp 10 Nâng Cao

Cấu tạo phân tử và tính chất vật lí của lưu huỳnh biến đổi thế nào theo nhiệt độ ? Tính chất hoá học của lưu huỳnh có gì đặc biệt ? Hai dạng thù hình của lưu huỳnh Lưu huỳnh có hai dạng thù hình: Lưu huỳnh tà phương (Sa) và lưu huỳnh đơn tà (Sp). Chúng khác nhau về cấu tạo tinh thể và một số tính chất vật lí, nhưng tính chất hoá học giống nhau.Hai dạng lưu huỳnh S, và Sp có thể biến đổi qua lại với nhau theo điều kiện nhiệt độ (xem bảng sau).| Cấu tao tinh thể Lumuhu Wnh tà poh – và tính chất vật lí ưu huỳnh tà phương (Sa) Lưu huỳnh đơn tà (Sp)T \ ||Khối lượng riêng 2,07 g/cm3 1,96 g/cm3 Nhiệt độ nóng chảy 113°C 119°C Nhiệt độ bền | dưới 95,5°C từ 95,5 đến 119°C2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với cấu tạo phân tử và tính chất vật lí của lưu huỳnh Thí nghiệm : Cho một mẩu nhỏ lưu huỳnh vào ống nghiệm rồi đun trên ngọn lửa đèn cồn. Quan sát hiện tượng ta thấy:168 Ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ nóng chảy (dưới 113°C), S, và Sp là chất rắn, màu vàng. Phân tử lưu huỳnh gồm 8 nguyên tử liên kết cộng hoá trị với nhau tạo thành mạch vòng (hình 6.6). Ở nhiệt độ 119°C, lưu huỳnh nóng chảy thành chất lỏng màu vàng, rất linh động. Ở nhiệt độ này, các phân tử S chuyển động trượt trên nhau rất dễ dàng. Ở nhiệt độ 187°C, lưu huỳnh lỏng trở nên quánh nhớt, có màu nâu đỏ. Ở nhiệt độ này, mạch vòng của phân tử S8 bị đứt gẫy tạo thành những chuỗi có 8 nguyên tử S. Những chuỗi này liên kết với nhau tạo thành phân tử lớn, chứa tới hàng triệu nguyên tử (Sn). Những phân tử Sn chuyển động rất khó khăn (hình 6.7):ශ්‍රීට්s) сопcó cấu tạo vòng nguyên tử S: Sn Hình 6.7. Sự biến đổi Sa thành SnỞ nhiệt độ 445°C, lưu huỳnh sôi. Ở nhiệt độ này các phân tử lớn Sn bị đứt gẫythành nhiều phân tử nhỏ bay hơi. Thí dụ, ở 1400°Chơi lưu huỳnh là những phân tử S, ở nhiệt độ 1700°C hơi lưu huỳnh là những nguyên tử S.Để đơn giản, người ta dùng kí hiệu Smà không dùng công thức phân tử S8 trong các phản ứng hoá học.II – TÍNH CHẤT HOÁ HOC CỦA LUU HUYNH1Nguyên tử S có cấu hình electron là 1s^2s°2p63s°3p”. Ở trạng thái cơ bản, nguyên tử S có 2 electron độc thân. Ở trạng thái kích thích, nguyên tử S có 4 hoặc 6 electron độc thân. Bởi vậy, trong các hợp chất của S với những nguyên tố có độ âm điện nhỏ hơn (kim loại, hiđro,…), nguyên tố S có số oxi hoá -2. Trong các hợp chất cộng hoá trị của S với những nguyên tố có độ âm điện lớn hơn (oxi, clo,…), nguyên tố S có số oxi hoá +4 hoặc +6. Như vậy, đơn chất lưu huỳnh (số oxi hoá = 0) có số oxi hoá trung gian giữa -2 và +6. Khi tham gia phản ứng hoá học, nó thể hiện tính oxi hoá hoặc tính khử.. Lưu huỳnh tác dụng với kim loại và hiđroLưu huỳnh tác dụng với nhiều kim loại và hiđro ở nhiệt độ cao, sản phẩm là muối sunfua hoặc hiđro sunfua (hình 68 và 6.9):O O +3 -2 2Al4-3S – Al, S, 0 0 +1-2 H+ S → H.S Lưu huỳnh tác dụng với thuỷ ngân ở nhiệt độ thường tạo muối thuỷ ngân(II) sunfua :+2-2 Hg + S —» Hg SHình 68, Lưu huỳnh tác dụng vÕnhÕn Hình 6,9. Lưu huỳnh tác dụng với hiđro Trong những thí dụ trên, số oxi hoá của nguyên tố S giảm từ 0 xuống -2. S thể hiện tính oxi hoá. 2. Lưu huỳnh tác dụng với phi kimỞ nhiệt độ thích hợp, lưu huỳnh tác dụng được với một số phi kim như oxi, clo, flo :O O +4-2S+ O – SOO O +6-1S+3F, -> S F. Trong những phản ứng trên, số oxi hoá của nguyên tố Stăng từ 0 đến +4 hoặc +6, S thể hiện tính khử.III – ÚNG DUNG CỦA LUU HUYNH Lưu huỳnh là nguyên liệu quan trọng cho nhiều ngành công nghiệp: – 90% lượng lưu huỳnh sản xuất được dùng để điều chế H2SO4. – 10% lượng lưu huỳnh còn lại được dùng để lưu hoá cao su, chế tạo diêm, sản xuất chất tẩy trắng bột giấy, chất dẻo ebonit, dược phẩm, phẩm nhuộm, chất trừ sâu và chất diệt nấm trong nông nghiệp,…IV – SẢN XUẤT LUU HUYNH 1. Khai thác lưu huỳnh Để khai thác lưu huỳnh dạng tự do trong lòng đất, người ta dùng hệ thống thiết bị nén nước siêu nóng (170°C) vào mỏ lưu huỳnh để đẩy lưu huỳnh nóng chảy lên mặt đất (phương pháp Frasch). 2. Sản xuất lưu huỳnh từ hợp chất Trong công nghiệp luyện kim màu, người ta thu được một lượng lớn sản phẩm ụ là SO2. Trong khí tự nhiên, người ta cũng tách ra được một lượng đáng kể khí H2S. Từ những khí này, điều chế ra lưu huỳnh. a). Đốt H2S trong điều kiện thiếu không khí: 2HS + O – 2S+2H2O b). Dùng H2S khử SO2 : 2H.S +SO – 3S+2H2O Phương pháp này cho phép thu hồi trên 90% lượng lưu huỳnh có trong các khí thải độc hại SO2 và H2S.BẢI TÂP 1. Cấu hình electron nguyên tử nào là của lưu huỳnh ở trạng thái kích thích ? A. 1s22s22p33s23p4 1s22s22p4 C. 1s22s22p3s23p33d D. 1s22s22p3s23p6 Hãy chọn câu trả lời đúng. . Ta có thể dự đoán sự thay đổi về khối lượng riêng, về thể tích diễn ra như thế nào khi giữ lưu huỳnh đơn tà (Sn) vài ngày ở nhiệt độ phòng ? 3. Hãy viết các phương trình hoá học biểu diễn sự biến đổi số oxi hoá của nguyên tố lưu huỳnh theo sơ đồ sau:B.2s () , s (2), S (), s (), s4. Đun nóng một hỗn hợp bột gồm 2,97 g AI và 4,08 g S trong môi trường kín không cókhông khí, được sản phẩm là hỗn hợp rắn A. Ngâm A trong dung dịch HCI dư, thu đượchỗn hợp khí B.a). Hãy viết phương trình hoá học của các phản ứng.b). Xác định thành phần định tính và khối lượng các chất trong hỗn hợp A.c). Xác định thành phần định tính và thể tích các chất trong hỗn hợp khí B ở điều kiệntiêu chuấn.Nhiều nơi trên thế giới, lưu huỳnh lắng đọng thành những mỏ lớn. Những mỏ này nằm giữa lớp đá sâu hàng trăm mét trong lòng đất, do vậy việc khai thác lộ thiên là rất khó khăn. Hecman (1851–1914) đã phát minh ra phương pháp khai thác lưu huỳnh rất hiệu quả, được gọi là phương pháp Frasch (hình 6.10). Người ta khoan những lỗ khoan sâu tới mó lưu huỳnh rồi đặt vào đó hệ thống thiết bị gồm ba ống đồng tâm lồng vào nhau. Có đường kính lần lượt là 2,5 cm; 7,5 cm và 15 cm. Nước siêu nóng (170°C) được nén vào ống ngoài Cùng để làm nóng chảy lưu huỳnh. Không khí được nén vào ống trung tâm để tạo áp suất Cao. Hỗn hợp bọt của không khí, nước và lưu huỳnh nóng chảy được đẩy lên mặt đất , qua ống còn lại. Tách lưu huỳnh nóng chảy ra khỏi hỗn hợp, được lưu huỳnh Có độ tinh khiết 99,5%, Hiện nay, hơn 80% khối lượng lưu huỳnh được sản xuất trên thế giới bằng phương pháp Frasch.Bọt lưu huỳnh Không khí nóng chảyHình 6.10. Thiết bị khai thác lưu huỳnh (phương pháp Frasch)173