Các cách phân biệt CO2 và SO2 (2024) hay nhất

Phương pháp phân biệt khí CO₂ và SO₂

I. Kiến thức chung

1. Khí CO₂

- CO₂ là công thức hóa học của khí Carbon Dioxide.

- Khí CO₂ tồn tại bầu trong khí quyển.

- CO₂ được cấu thành từ một nguyên tử Carbon và hai nguyên tử Oxi.

- CO₂ sinh ra từ núi lửa, các sản phẩm cháy của các hợp chất hữu cơ và từ hoạt động hô hấp của các loài sinh vật sống hiếu khí.

a) Tính chất vật lí của CO₂

- Ở điều kiện bình thường, khí CO₂ không mùi, không màu nhưng có vị chua nhẹ.

- CO₂ chỉ chiếm một phần nhỏ trong không khí, khoảng 0,035%. Nặng hơn không khí gấp 1,54 lần.

- Carbon dioxide không tham gia phản ứng cháy.

- Nhiệt độ hóa lỏng là -78 độ C.

- Chúng có thể bị phân hủy ở nhiệt độ cao 2000 ^oC thành O₂ và CO.

b) Tính chất hóa học của CO₂

- CO₂ ở nhiệt độ cao tính oxi hóa được thể hiện rõ khi tác dụng với các chất khử mạnh.

CO₂ + C → 2CO

CO₂ + 2Mg → 2MgO + C

- CO₂ tan được trong nước tạo thành axit cacbonic (axit yếu)

CO₂ + H₂O→ H₂CO₃

- Phản ứng với oxit Bazơ tạo thành muối:

CaO + CO₂ → CaCO₃

c) Ứng dụng của khí CO₂

- Trong công nghiệp: Trong bình cứu hỏa chứa nhiều chất không duy trì sự cháy như N₂ và CO₂ (đây cũng chính là điểm giống nhau giữa N₂ và CO₂), vì vậy CO₂ có thể được dùng trong lĩnh vực chữa cháy. Ứng dụng trong công nghệ hàn, bơm xe đạp và có trong áo phao cứu hộ

- Trong đời sống:. Là nguyên liệu tham gia sản xuất nên đá khô. Được ứng dụng trong lĩnh vực dược phẩm, công nghệ hóa chất. Dùng trong nhà kính để cung cấp khí cho thực vật. Tiêu diệt sâu bọ,..

- Trong ngành thực phẩm: Dùng CO₂ để tạo gas cho nước giải khát, loại bỏ chất cafein có trong cà phê, thành phần trong bột nở để làm bánh,…

Tuy nhiên: Nếu nồng độ khí CO₂ thải ra môi trường ngày càng tăng sẽ dẫn đến hiệu ứng nhà kính. Nó làm trái đất nóng lên tác động trực tiếp đến cuộc sống con người.

2. Khí SO₂ 

a) Tính chất vật lí của khí SO₂

- SO₂ là công thức hóa học có tên gọi khác như lưu huỳnh đioxit.

- Chúng được biết đến là khí trơ, không màu, nặng hơn không khí. Nó có mùi hắc, là loại khí độc.

- Nhiệt độ nóng chảy của SO₂: -72,4 ^oC và nhiệt độ sôi là -10 ^oC. Tính khử mạnh nên có khả năng làm mất màu dung dịch Brom, cánh hoa hồng. Nhờ tính chất này, chúng ta có thể phân biệt CO₂ với SO₂ dễ dàng hơn

- Lưu huỳnh đioxit được sinh ra từ quá trình đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch như than dầu hoặc từ nấu chảy các quặng nhôm, sắt,..

b) Tính chất hóa học của SO₂

Lưu huỳnh đioxit mang đầy đủ tính chất hóa học của một oxit axit.

Tính chất hóa học của SO₂:

- Tác dụng với nước tạo thành dung dịch axit.

SO₂ + H₂O → H₂SO₃

- Tác dụng với dung dịch bazơ tạo thành muối và nước.

SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O

- Tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối.

SO₂ + Na₂O → Na₂SO₃

c) Ứng dụng của khí SO₂

- Tham gia sản xuất axit sunfuric (H₂SO₄), là nguyên liệu để tẩy trắng giấy, dung dịch đường.

- SO₂ có thể dùng làm chất bảo quản cho các loại mứt sấy khô, làm chất chống oxy hóa khi sản xuất rượu vang.

d) Phương pháp điều chế khí SO₂

- Phương pháp điều chế SO₂ trong phòng thí nghiệm là phương pháp đẩy không khí.

Ta cho muối sunfit tác dụng với các loại axit mạnh như H₂SO₄ và HCl.

Na₂SO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂O +SO₂

Hoặc bạn có thể cho Cu tác dụng với H₂SO₄ đặc để sản xuất khí SO₂ trong phòng thí nghiệm.

Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + H₂O

- Điều chế SO₂ trong công nghiệp: Đốt Pirit sắt

Thu khí SO₂ bằng cách:

Đốt lưu huỳnh trong không khí: S + O₂ → SO₂

Đốt cháy H₂S trong oxi dư: 2H₂S + 3O₂ → 2SO₂ + 2H₂O

II. Tổng hợp các phương pháp phân biệt CO₂ và SO₂

1. Phân biệt CO₂ và SO₂ bằng dung dịch KMnO₄

- Có thể phân biệt khí CO₂ và khí SO₂ bằng dung dịch KMnO₄

chỉ có khí SO₂ làm màu dung dịch thuốc tím sẽ bị nhạt đi

5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O → K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 2H₂SO₄

2. Phân biệt khí CO₂ và SO₂ bằng dung dịch H₂S

Khí SO₂ phản ứng tạo ra bột màu vàng

SO₂ + 2H₂S → 3S↓ + 2H₂O

3. Phân biệt khí CO₂ và SO₂ bằng dung dịch I₂

 Khí SO₂ phản ứng với dung dịch I₂: Dung dịch I₂ có màu vàng

SO₂ + I₂ + 2H₂O → H₂SO₄ + 2HI

4. Phân biệt SO₂ và CO₂ bằng các cánh hoa hồng

- Để phân biệt SO₂ và CO₂ không dùng thuốc thử thì ta chỉ cần sử dụng cánh hoa hồng để nhận biết.

- Như chúng ta đã biết thì khí SO₂ là 1 chất khử mạnh khi số oxi hóa của lưu huỳnh đang ở mức là +4 có thể lên đến mức +6 khi thích hợp.

- Và cánh hoa hồng chứa chất red rose pigment chính là 1 trong những yếu tố làm thay đổi số oxi hóa của S. Chất này tạo màu đỏ cho hoa hồng và khi gặp khí SO₂ thì chúng sẽ nhanh chóng bị oxi hóa biến thành reduced pigment có màu trắng.

- Bằng cách thử này và quan sát hiện tượng thì chúng ta dễ dàng nhận ra được đâu là SO₂ và đâu là CO₂ vì khí CO₂ sẽ không làm mất màu cánh hoa hồng.

5. Phân biệt SO₂ và CO₂ bằng dung dịch Br₂

- Trong 2 khí CO₂ và SO₂ thì chỉ có khí SO₂ là có tính khử nên sử dụng chất oxi hóa sẽ nhận biết được khí này.

- Khí SO₂ làm mất màu dung dịch Br₂

SO₂ + Br₂ + 2H₂O → H₂SO₄ + 2HBr

Ngoài ra, nhận biết SO₂ và CO₂ thì chúng ta có thể dùng quỳ tím ẩm, dung dịch Ca(OH)₂, dung dịch Ba(OH)₂.

III. Một bài tập nhận viết có khí SO₂ và CO₂

Câu 1. Không thể nhận biết các khí CO₂, SO₂ và O₂ đựng trong các bình riêng biệt nếu chỉ dùng

A. nước brom và tàn đóm cháy dở.

B. nước brom và dung dịch Ba(OH)₂.

C. nước vôi trong và nước brom.

D. tàn đóm cháy dở và nước vôi trong.

Lời giải:

Đáp án D

O₂ có thể nhận biết bằng tàn đóm cháy dở

CO₂ và SO₂ đều tạo kết tủa trắng với nước vôi trong

→ Không nhận biết được.

Câu 2. Để phân biệt CO₂ và SO₂ chỉ cần dùng thuốc thử là?

A. Dung dịch Ba(OH)₂

B. CaO

C. Dung dịch NaOH

D. Nước brom

Lời giải:

Chọn đáp án D

SO₂ + Br_{2 +} 2H₂O $\to$ H₂SO₄ + 2HBr 

Nên SO₂ làm mất màu nước brom

Câu 3. Cho hỗn hợp các chất khí sau: N₂, CO₂, SO₂, Cl₂, HCl. Làm thế nào để thu được nitơ tinh khiết từ hỗn hợp khí trên. Giải thích cách làm và viết các phương trình hoá học (nếu có).

Lời giải:

Cho hỗn hợp các chất khí đi từ từ qua dung dịch NaOH lấy dư. Các khí CO₂, SO₂, Cl₂, HCl phản ứng với NaOH, tạo thành các muối tan trong dung dịch. Khí nitơ không phản ứng với NaOH sẽ thoát ra ngoài. Cho khí nitơ có lẫn một ít hơi nước đi qua dung dịch H₂SO₄ đậm đặc, hơi nước sẽ bị H₂SO₄ hấp thụ, ta thu được khí nitơ tinh khiết.

Các phương trình hoá học:

CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O

Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

HCl + NaOH → NaCl + H₂O

Câu 4. Trình bày cách tinh chế khí CO₂ từ hỗn hợp khí gồm SO₂, CO₂, Cl₂.

Lời giải: