Mở đầu SGK Hóa 11 Chân trời sáng tạo Bài 6 (trang 35): Sulfur (lưu huỳnh) còn được gọi là lưu hoàng, sinh diêm vàng, diêm sinh, đã được biết đến từ thời cổ đại. Nguyên tố sulfur có những tính chất gì và được ứng dụng vào sản xuất, đời sống của con người như thế nào?
Trả lời:
- Tính chất:
+ Tính chất vật lí: Chất rắn màu vàng, không tan trong nước, tan nhiều trong dung môi hữu cơ.
+ Tính chất hóa học: Sulfur vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử
- Ứng dụng: khoảng 90% lượng sulfur sản xuất được dùng để điều chế H2SO4 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,...
1. Đơn chất sulfur
a. Trạng thái tự nhiên của lưu huỳnh
Câu hỏi 1 SGK Hóa 11 Chân trời sáng tạo Bài 6 (trang 35): Quan sát hình 6.1 và 6.2 hãy cho biết trong tự nhiên lưu huỳnh tồn tại ở những dạng chất nào?
Trả lời:
- Trong tự trong tự nhiên lưu huỳnh tồn tại ở dạng
+ Đơn chất lưu huỳnh
+ Hợp chất có nhiều trong các khoáng vật tự nhiên như quặng pyrite, quặng gypsum, quặng barite,...
b. Cấu tạo, tính chất vật lí cơ bản của sulfur đơn chất
Câu hỏi 2 SGK Hóa 11 Chân trời sáng tạo Bài 6 (trang 36): Quan sát Hình 6.3, hãy nêu một số tính chất vật lí của sulfur.
- Tính chất vật lí: sulfur là chất rắn, màu vàng, không tan trong nước, tan nhiều trong các dung môi hữu cơ như benzene, carbon disulfide...
Câu hỏi 3 SGK Hóa 11 Chân trời sáng tạo Bài 6 (trang 36): Quan sát hình 6.4, mô tả cấu tạo phân tử sulfua
Trả lời:
- Phân tử có 8 nguyên tử liên kết cộng hóa trị với nhau tạo mạch vòng.
c. Tính chất hóa học của sulfur đơn chất
Câu hỏi 4 SGK Hóa 11 Chân trời sáng tạo Bài 6 (trang 36): Nêu hiện tượng xảy ra ở Thí nghiệm 1. Xác định vai trò của các chất trong phản ứng của Fe và S ở thí nghiệm này.
Trả lời:
- Hiện tượng: Khi đốt nóng hỗn hợp, lưu huỳnh nóng chảy, hỗn hợp cháy sáng đỏ và chuyển thành hợp chất màu đen (FeS).
- Phương trình: Fe + S → FeS
+ Fe có số oxi hóa tăng từ 0 lên +2, Fe là chất khử
+ S có số oxi hóa giảm từ 0 xuống -2, S là chất oxi hóa.
Câu hỏi 5 SGK Hóa 11 Chân trời sáng tạo Bài 6 (trang 37): Nêu hiện tượng xảy ra và xác định vai trò của S, O2 trong phương trình hoá học của phản ứng ở Thí nghiệm 2.
Trả lời:
- Hiện tượng: Sulfur cháy trong không khí với ngọn lửa nhỏ, màu xanh nhạt; cháy trong không khí mãnh liệt hơn.
- Phương trình hoá học:
Chất khử: S; chất oxi hoá: O2.
Luyện tập SGK Hóa 11 Chân trời sáng tạo Bài 6 (trang 37): Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra khi cho nhôm (aluminium) và kẽm (zinc) tác dụng với sulfur.
Lời giải:
PTHH:
2Al + 3S Al2S3
Zn + S ZnS
d. Ứng dụng của sulfur đơn chất
Vận dụng SGK Hóa 11 Chân trời sáng tạo Bài 6 (trang 37): Thủy ngân rất độc khi hít phải hơi thủy ngân có thể gây hại cho hệ thần kinh, hệ tiêu hóa và hệ miễn dịch, gây nhiễm độc phổi và thận, gây nguy cơ dẫn đến tử vong. Hãy nêu cách xử lý thủy ngân khi nhiệt kế thủy ngân không may bị vỡ.
Lời giải:
- Thủy ngân rất dễ tan trong không khí --> nên đóng cửa, tránh gió lùa và giảm nhiệt độ trong phòng.
- Khi xử lý hãy đeo găng tay do thuỷ ngân còn gây độc khi tiếp xúc trực tiếp với da.
- Hót các hạt thủy ngân bằng giấy mỏng một cách nhẹ nhàng, tránh để chúng phân chia thành những hạt nhỏ hơn nữa, cho vào hộp kín. (Nếu giọt thủy ngân quá nhỏ, có thể dùng giấy, khăn ướt lau nhẹ.)
- Để hạn chế hơi độc từ thủy ngân, có thể dùng bột lưu huỳnh (diêm sinh) rắc vào nơi rơi vãi thủy ngân, dùng chổi quét đi quét lại nhiều lần để thu gom cả bột lưu huỳnh và thủy ngân. Do lưu huỳnh tác dụng với thủy ngân kim loại tạo thành HgS không bay hơi. Ngoài lưu huỳnh, có thể xử lý tương tự với lòng đỏ trứng.
- Thủy ngân đã thu gom bắt buộc phải được đựng riêng, có dán nhãn lưu ý để được phân loại rác, tuyệt đối không để chung vào rác thải sinh hoạt hay đổ xuống hệ thống nước thải công cộng gây ô nhiễm nguồn nước ngầm.
- Sau khi xử lý thủy ngân xong, hãy mở cửa làm thông thoáng khu vực bị nhiễm độc, lau dọn khu vực này bằng xà phòng. Quần áo bị dính thủy ngân cần được ngâm, giặt trong nước lạnh khoảng 1 giờ, rồi ngâm tiếp bằng nước nóng 70-80 độ C, xả bằng nước lạnh.
Câu hỏi 6 SGK Hóa 11 Chân trời sáng tạo Bài 6 (trang 37): Hãy nêu một số ứng dụng của sulfur đơn chất trong đời sống và sản xuất.
Trả lời:
- Khoảng 90% lượng sulfur sản xuất được dùng để điều chế H2SO4
- 10% 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,...
2. Sulfur dioxide
Câu hỏi 7 SGK Hóa 11 Chân trời sáng tạo Bài 6 (trang 38): Xác định tính oxi hoá, tính khử của mỗi chất trong các phản ứng hoá học (1) và (2).
Trả lời:
- Phản ứng (1):
Trong phản ứng (1): SO2 đóng vai trò là chất khử; NO2 đóng vai trò là chất oxi hoá.
- Phản ứng (2):
Trong phản ứng (2): SO2 đóng vai trò là chất oxi hoá, H2S đóng vai trò là chất khử.
Câu hỏi 8 SGK Hóa 11 Chân trời sáng tạo Bài 6 (trang 38): Nêu một số nguồn phát thải sulfur dioxide và tác hại của loại khí này.
Trả lời:
- Một số nguồn phát thải sulfur dioxide
+ Trong tự nhiên: Núi lửa phun trào, các quá trình phân hủy, thối rữa xác động thực vật, các phản ứng hóa học giữa những khí tự nhiên hình thành các khí sulfur, ….
+ Tác động của con người: từ các trung tâm nhiệt điện, từ các lò nung, lò hơi khí đốt nhiên liệu than, dầu và khí đốt có chứa lưu huỳnh hay các hợp chất có chứa lưu huỳnh, phương tiện giao thông, một số công đoạn trong công nghiệp hóa chất, luyện kim,....
- Tác hại của SO2
+ Tác hại đối với sức khỏe: có thể gây rối loạn chuyển hoá đường và protein, gây thiếu vitamin B và C, gây tắc nghẽn mạch máu cũng như làm giảm khả năng vận chuyển oxygen của hồng cầu, gây co hẹp dây thanh quản, khó thở,...
+ Tác hại đối với môi trường: là một trong những nguyên nhân chính gây mưa acid.
Câu hỏi 9 SGK Hóa 11 Chân trời sáng tạo Bài 6 (trang 38): Giải thích sự hình thành mưa acid từ sulfur dioxide.
Trả lời:
- Với xúc tác là các ion kim loại trong khói bụi, SO2 bị oxi hóa và hòa tan trong nước mưa tạo thành sulfuric acid (H2SO4) gây ra mưa acid.
2SO2 + O2 + 2H2O → 2H2SO4
Vận dụng SGK Hóa 11 Chân trời sáng tạo Bài 6 (trang 39): Em hãy tìm hiểu và đề xuất một số giải pháp phù hợp với lứa tuổi học sinh giúp giảm thiểu lượng sulfur dioxide thải vào không khí.
Lời giải:
Một số biện pháp phù hợp với lứa tuổi học sinh giúp giảm thiểu lượng sulfur dioxide thải vào không khí:
- Sử dụng tiết kiệm nhiên liệu khi đun nấu …
- Tuyên truyền vận động mọi người sử dụng các nguồn nhiên liệu sinh học thân thiện với môi trường.
- Tuyên truyền vận động mọi người sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời, năng lượng gió …
Bài tập
Bài tập 1 SGK Hóa 11 Chân trời sáng tạo Bài 6 (trang 39): Tính chất nào sau đây không phải tính chất vật lí của sulfur
A. Màu vàng ở điều kiện thường
B. Thể rắn ở điều kiện thường
C. Không tan trong benzene
D. Không tan trong nước
Đáp án C. Không tan trong benzene
Bài tập 2 SGK Hóa 11 Chân trời sáng tạo Bài 6 (trang 39): Số oxi hoá của sulfur trong phân tử SO2 là
A. +4
B. -2
C. +6
D. 0
Số oxi hóa của S trong SO2 là +4
→ Đáp án A.
Bài tập 3 SGK Hóa 11 Chân trời sáng tạo Bài 6 (trang 39): Cho các phản ứng sau:
a) S + O2 $\overset{t^{o}}{\rightarrow}$ SO2.
b) Hg + S → HgS.
c) S + 6HNO3 → H2SO4 + 6NO2 + 2H2O.
d) Fe + S $\overset{t^{o}}{\rightarrow}$ FeS.
Có bao nhiêu phản ứng trong đó sulfur đóng vai trò là chất khử?
A. 1.
B. 2.
C. 3.
D. 4.
Đáp án đúng: B
Phản ứng trong đó sulfur đóng vai trò là chất khử là: (a); (c).
Bài tập 4 SGK Hóa 11 Chân trời sáng tạo Bài 6 (trang 39): Khí SO2 do các nhà máy thải ra là nguyên nhân chính trong việc gây ô nhiễm môi trường. Theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng không khí xung quanh (QCVN 05:2013/BTNMT) thì nếu lượng SO2 vượt quá 350 μg/m3 không khí đó được trong 1 giờ ở một thành phố thì coi như không khí bị ô nhiễm. Nếu người ta lấy 50 lít không khí trong 1 giờ ở một thành phố và phân tích thấy có 0,012 mg SO2 thì không khí ở đó có bị ô nhiễm không?
Lời giải:
Đổi 0,012 mg = 12 µg, 50 lít = 0.05m³
Lượng SO2 trong không khí đó được trong 1 giờ ở thành phố đó là: 12/0,05 = 240 μg/m3 < 350 μg/m3
=> không khí ở đó không bị ô nhiễm