Lưu huỳnh | S (CTCT, Tính chất vật lí, hóa học, Điều chế, Mindmap)

Bài viết tìm hiểu về Lưu huỳnh (S) do Topbee biên soạn tổng hợp kiến thức trọng tâm về Lưu huỳnh (S): Công thức hóa học, Tính chất vật lí, hóa học, Điều chế, Mindmap giúp học sinh ôn tập và bổ sung kiến thức cũng như hoàn thành tốt các bài kiểm tra môn Hóa học.

Lưu huỳnh tồn tại ở đâu?

- Lưu huỳnh là nguyên tố hóa học có kí hiệu là S, số hiệu nguyên tử là 16 trong bảng tuần hoàn hóa học.

- Trong tự nhiên, S tồn tại ở các dạng:

+ Đơn chất: trong các mỏ lưu huỳnh

+ Hợp chất: FeS₂ (quặng pirit sắt); muối sunfat, muối sunfua,…

+ Thành phần hợp chất hữu cơ,…

Cấu tạo nguyên tử 

- Cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴

Viết gọn: [Ne]3s²3p⁴

- Lưu huỳnh là một phi kim ở ô số 16, nhóm VIA, chu kì 3.

-  Mạng tinh thể lưu huỳnh là mạng phân tử

- Lưu huỳnh có xu hướng nhận thêm 2 electron để đạt cấu hình bền của khí hiếm gần nó nhất là Ar.

S + 2e ⟶ S^2-

- Có 4 đồng vị bền: ³²S, ³³S, ³⁴S và ³⁶S

Tính chất vật lý

-  Lưu huỳnh là chất rắn màu vàng chanh, không mùi, không vị.

- Không tan trong nướcnhưng tan nhiều trong các dung môi hữu cơ như : rượu, benzen...

- Phi kim này dẫn điện và dẫn nhiệt kém. 

- Nguyên tử khối: 32 g/mol

-  Lưu huỳnh có 2 dạng thù hình

+ Lưu huỳnh Sα tà phương, lưu huỳnh Sβ đơn tà 

+ Dạng vô định hình (lưu huỳnh dẻo). 

-  Ở trạng thái rắn, mỗi phân tử lưu huỳnh gồm 8 nguyên tử khép kín thành vòng.

- Nhiệt độ sôi: 444,6^oC 

- Nhiệt độ nóng chảy: 112,8^oC.

Tính chất hóa học

 Lưu hình vừa thể hiện tính oxi hóa với các mức oxi hóa khác nhau, bao gồm: -2, 0, +4, +6, lại vừa thể hiện tính khử. 

Ở nhiệt độ cao, lưu huỳnh tác dụng với hidro tạo ra khí hidro sunfua và tác dụng với kim loại tạo ra muối 

*Tác dụng với hidro

Khi dẫn khí H₂ vào ống thí nghiệm đựng lưu huỳnh đang sôi, lưu huỳnh phản ứng hóa học trực tiếp với Hidro. 

Quan sát thí nghiệm, ta nhận thấy có khí mùi trứng thối xuất hiện, đó là hiđro sunfua.

Phương trình phản ứng:  

H₂ + S → H₂S    (t⁰ = 350⁰)

*Tác dụng với kim loại

Tác dụng với kim loại là một trong những tính chất hóa học đặc trưng của lưu huỳnh. 

Khi đun nóng, lưu huỳnh có khả năng tác dụng với nhiều kim loại tạo ra nhiều hợp chất khác nhau.

Ví dụ: 

+ Khi trộn hỗn hợp bột sắt và lưu huỳnh, sau đó đun nhẹ. Quan sát phản ứng, ta thấy phản ứng tỏa nhiều nhiệt và xảy ra mạnh hơn theo

phương trình:

Fe + S → FeS 

+ Lưu huỳnh tác dụng với kẽm và nhôm cũng xảy ra phản ứng mạnh kèm theo sự lóe sáng. Những sợi đồng mảnh có thể cháy trong lưu

huỳnh tạo ra CuS có màu đen.

+ Thủy ngân phản ứng với lưu huỳnh ở ngay nhiệt độ thường theo phương trình: 

Hg + S → HgS. 

Trong phản ứng này, S thể hiện tính oxi hóa, nó oxi hóa Fe⁰, Hg⁰ thành Fe²⁺ và Hg²⁺, oxi hóa H⁰ thành H¹.

*Tác dụng với phi kim

+ Ở nhiệt độ thường, lưu huỳnh tác dụng với hầu hết các nguyên tố phi kim mạnh hơn như flo, oxi, clo… trừ iot và nitơ. 

+ Khi đốt cháy lưu huỳnh trong trong không khí ta được lưu huỳnh (IV) oxit với ngọn lửa màu xanh.

S + O₂ → SO₂ (nhiệt độ)

S + 3F₂ → SF₆ (nhiệt độ)

+ Trong các phản ứng này, lưu huỳnh thể hiện tính khử của mình khi khử O⁰ thành O^-2, khử F⁰ thành F^-1.

Điều chế

*Trong tự nhiên:

+ Phương pháp Frasch được ứng dụng để khai thác nguyên tố Lưu huỳnh ở các mỏ tự nhiên trong lòng đất

*Trong công nghiệp:

+ Phương pháp: đốt cháy H₂S và dùng H₂S để khử SO₂.

- Đốt H₂S trong điều kiện thiếu không khí:

2H₂S + 3O₂ → 2SO₂ + 2H₂O

- Sử dụng H₂S để khử SO₂:

SO₂ + 2H₂S → 3S↓ + 2H₂O

Ứng dụng

+ Lưu huỳnh được dùng chủ yếu để sản xuất axit sunfuric trong công nghiệp.

+ Lượng lớn lưu huỳnh dùng để luyện cao su làm tăng độ bền chắc và tính đàn hồi của cao su.

+ Được sử dụng trong những bình ác quy, bột giặt, các loại hóa chất… 

+ Thêm S vào cao su tạo chất dẻo ebonit dùng làm chất cách điện.

+ Lưu huỳnh dùng để trừ sâu cho một số loại cây, hỗ trợ sản xuất thuốc diệt nấm

+ Chế thuốc súng đen, thuốc đầu que diêm, chế mỡ chữa bệnh ngoài da ...

Một số hợp chất

*Lưu huỳnh đioxit (SO₂)

+ Là một khí không màu, không có mùi và nặng hơn không khí.

+ Dùng sản xuất hợp chất Axit Sunfuric H₂SO₄

+ Sử dụng làm chất tẩy trắng bột giấy và dung dịch đường

+ Ứng dụng trong làm chất bảo quản cho các loại thực phẩm sấy khô

*Lưu huỳnh trioxit (SO₃)

+ Tồn tại dưới dạng chất lỏng không màu, có thể hòa tan vô hạn trong nước và axit sunfuric

+ SO₃ là nguyên liệu trung gian để sản xuất axit sunfuric.

*Hiđro sunfua, axit sufuhiđric (H₂S)

+ Là chất khí, không màu, có mùi trứng thối đặc trưng, rất độc.

+ Nặng hơn không khí 

+ Trong tự nhiên, hiđro sunfua có trong một số nước suối, trong khí núi lửa và bốc ra từ xác chết động vật

Sơ đồ tư duy về Lưu huỳnh

Một số câu hỏi về Lưu huỳnh và hợp chất của Lưu huỳnh

Câu 1: Lưu huỳnh trioxit SO₃ tác dụng được với?

A. Nước, sản phẩm là bazơ.

B. Axit, sản phẩm là bazơ.

C. Nước, sản phẩm là axit

D. Bazơ, sản phẩm là axit.

Câu 2: Trình bày tính chất vật lý đặc trưng của lưu huỳnh.

Câu 3: “Khí SO₂ là một trong những khí chủ yếu gây mưa axit. Mưa axit phá hủy những công trình được xây dựng bằng đá, thép”. Hãy

giải thích và dẫn ra phản ứng hóa học để chứng minh nhận định trên.

Câu 4: Lưu huỳnh đioxit: 

(1) Là chất khí không màu, không mùi; 

(2) Nhẹ hơn không khí; 

(3) Tan nhiều trong nước; 

(4) Là oxit axit; 

(5) Là chất khử; 

(6) Là chất tẩy trắng, chống mốc; 

(7) Là chất oxi hóa; 

(8) Tác dụng với hiđro sunfua. 

Những ý đúng là

A. (1), (2), (4), (5), (6), (7), (8). 

B. (1), (3), (4), (5), (7), (8).

C. (3), (4), (5), (6), (7), (8). 

D. (2), (3), (4), (5), (7), (8).