S + HNO3 → H2SO4 + NO2 + H2O | S ra NO2

Phản ứng S + HNO₃ → H₂SO₄ + NO₂ + H₂O

1. Phương trình S thể hiện tính khử

S + 6HNO₃ → H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O

S thể hiện tính khử khi tác dụng có tính oxi hóa mạnh.

2. Điều kiện phản ứng xảy ra giữa S và HNO₃ 

Nhiệt độ, HNO_{3 đặc}.

3. Bản chất của các chất tham gia phản ứng

3.1. Bản chất của S (Lưu huỳnh)

- Trong phản ứng trên S là chất khử.

- S thể hiện tính khử khi tác dụng với các chất có tính oxi hoá mạnh như H₂SO₄ đặc, HNO₃ đặc, ...

3.2. Bản chất của HNO₃ (Axit nitric)

- Trong phản ứng trên HNO₃ là chất oxi hoá.

- HNO₃ là một monoaxit mạnh, có tính oxi hóa mạnh có thể nitrat hóa nhiều hợp chất vô cơ.

4. Tính chất hóa học của lưu huỳnh 

4.1. Tác dụng với kim loại và hidro

S thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với kim loại và hidro.

• Tác dụng với hiđro:

H₂ + S → H₂S (350^oC)

• Tác dụng với kim loại (có t^o, tạo sản phẩm có số oxh thấp của kim loại).

Fe + S FeS

Zn + S ZnS

Hg + S HgS

(Thủy phân sunfua, phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường nên thường dùng S khử độc Hg)

Chú ý: Một số muối sunfua có màu đặc trưng: CuS, PbS, Ag₂S (màu đen); MnS (màu hồng); CdS (màu vàng) → thường được dùng để nhận biết gốc sunfua.

- Muối sunfua được chia thành 3 loại:

+ Loại 1. Tan trong nước gồm Na₂S, K₂S, CaS và BaS, (NH₄)₂S.

+ Loại 2. Không tan trong nước nhưng tan trong axit mạnh gồm FeS, ZnS, ...

+ Loại 3. Không tan trong nước và không tan trong axit gồm CuS, PbS, HgS, Ag₂S, ...

4.2. Tác dụng với phi kim và hợp chất

S thể hiện tính khử khi tác dụng với 1 số phi kim và 1 số hợp chất có tính oxi hóa.

• Tác dụng với oxi:

S + O₂ SO₂

S + F₂ SF₆

• Tác dụng với các chất có tính oxi hóa mạnh:

S + H₂SO_{4 đặc}  3SO₂ + 2H₂O

S + 4HNO_{3 đặc}  2H₂O + 4NO₂ + SO₂

5. Tính chất hóa học của HNO₃

- Axit nitric là một dung dịch nitrat hydro có công thức hóa học HNO₃ . Đây là một axit khan, là một monoaxit mạnh, có tính oxy hóa mạnh có thể nitrat hóa nhiều hợp chất vô cơ, có hằng số cân bằng axit (pKa) = −2.

- Axit nitric là một monoproton chỉ có một sự phân ly nên trong dung dịch, nó bị điện ly hoàn toàn thành các ion nitrat NO₃− và một proton hydrat, hay còn gọi là ion hiđroni.

                 H₃O+ HNO₃ + H₂O → H₃O+ + NO3-

- Axit nitric có tính chất của một axit bình thường nên nó làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ.

- Tác dụng với bazo, oxit bazo, muối cacbonat tạo thành các muối nitrat

                  2HNO₃ + CuO → Cu(NO₃)₂ + H₂O

                  2HNO₃ + Mg(OH)₂ → Mg(NO₃)₂ + 2H₂O

                  2HNO₃ + CaCO₃ → Ca(NO₃)₂ + H₂O + CO₂

- Axit nitric tác dụng với kim loại: Tác dụng với hầu hết các kim loại trừ Au và Pt tạo thành muối nitrat và nước .

                  Kim loại + HNO_{3 đặc} → muối nitrat + NO + H₂O ( t^o)

                  Kim loại + HNO_{3 loãng} → muối nitrat + NO + H₂O

                  Kim loại + HNO_{3 loãng lạnh} → muối nitrat + H₂

                  Mg(rắn) + 2HNO_{3 loãng lạnh} → Mg(NO₃)₂ + H₂ (khí)

- Nhôm, sắt, crom thụ động với axit nitric đặc nguội do lớp oxit kim loại được tạo ra bảo vệ chúng không bị oxy hóa tiếp.

- Tác dụng với phi kim (các nguyên tố á kim, ngoại trừ silic và halogen) tạo thành nito dioxit nếu là axit nitric đặc và oxit nito với axit loãng và nước, oxit của phi kim.

                  C + 4HNO_{3 đặc} → 4NO₂ + 2H₂O + CO₂

                  P + 5HNO_{3 đặc} → 5NO₂ + H₂O + H₃PO₄

                  3C + 4HNO_{3 loãng} → 3CO₂ + 4NO + 2H₂O

- Tác dụng với oxit bazo, bazo, muối mà kim loại trong hợp chất này chưa lên hóa trị cao nhất:

                   FeO + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 2H₂O

                   FeCO₃ + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 2H₂O + CO₂

- Tác dụng với hợp chất:

                   3H₂S + 2HNO₃ (>5%) → 3S_{kết tủa} + 2NO + 4H₂O

                    PbS + 8HNO_{3 đặc} → PbSO_{4 kết tủa}  + 8NO₂ + 4H₂O

                    Ag₃PO₄ tan trong HNO₃, HgS không tác dụng với HNO₃.

- Tác dụng với nhiều hợp chất hữu cơ: Axit nitric có khả năng phá hủy nhiều hợp chất hữu cơ, nên sẽ rất nguy hiểm nếu để axit này tiếp xúc với cơ thể người.

6. Bài tập vận dụng 

Câu 1. Dẫn khí SO₂ qua 200 ml dung dịch Ca(OH)₂ xM thu được 21,7 g kết tủa, thêm tiếp dung dịch NaOH đến dư vào lại thu thêm 10,85 gam kết tủa nữa. Tính x

A. 0,75M

B. 1,5M

C. 0,5M

D. 0,25M

Lời giải:

Đáp án: A

Thêm NaOH lại thu thêm kết tủa, chứng tỏ trong dung dịch tồn tại muối Ca(HSO₃)₂, mà vẫn có kết tủa

→ tồn tại 2 muối

n↓(1) = 21,7/217 = 0,1 mol

n↓(2) = 10,85/217 = 0,05 mol

Ca(OH)₂ + SO₂ → CaSO₃ ↓+ H₂O

0,1 0,1

Ca(OH)₂ + 2SO₂ → Ca(HSO₃)₂

0,05 ← 0,05

Ca(HSO₃)₂ + 2NaOH → CaSO₃ ↓ + Na₂SO₃ + 2H₂O

0,05 ← 0,05

n_Ca(OH)2 = 0,1 + 0,05 = 0,15 mol → a = = 0,75M

Cách 2: ∑n↓ = 0,1 + 0,05 = 0,15 mol

Ca(OH)₂ → CaSO₃

0,15 ← 0,15

→ a = 0,15/0,2 = 0,75M

Câu 2. Đung nóng 9,75 gam kali với một phi kim X dư thu được 13,75 gam muối. Hỏi X là phi kim nào sau đây?

A. Cl

B. Br

C. S

D. N

Lời giải:

Đáp án: C

Câu 3. Chỉ ra câu trả lời không đúng về khả năng phản ứng của lưu huỳnh?

A. S vừa có tính oxi hoá vừa có tính khử.

B. Hg phản ứng với S ngay nhiệt độ thường.

C. Ở nhiệt độ thích hợp, S tác dụng với hầu hết các phi kim và thể hiện tính oxi hóa.

D. Ở nhiệt độ cao, S tác dụng với nhiều kim loại và thể hiện tính oxi hoá.

Lời giải:

Đáp án: C

Câu 4. Lưu huỳnh tác dụng với axit sunfuric đặc, nóng: S + 2H₂SO₄ → 3SO₂ + 2H₂O. Trong phản ứng này, tỉ lệ số nguyên tử lưu huỳnh bị khử : số nguyên tử lưu huỳnh bị oxi hóa là

A. 1 : 2

B. 1 : 3

C .3 : 1

D. 2 : 1

Lời giải:

Đáp án: D

S + 2H₂SO₄ → 3SO₂ + 2H₂O

S là chất khử, H₂SO₄ là chất oxi hóa

=> tỉ lệ số nguyên tử lưu huỳnh bị khử : số nguyên tử lưu huỳnh bị oxi hóa là 2 : 1

Câu 5. Hơi thủy ngân rất độc, do đó phải thu hồi thủy ngân rơi vãi bằng cách

A. Nhỏ nước brom lên giọt thủy ngân.

B. Nhỏ nước ozon lên giọt thủy ngân.

C. Rắc bột lưu huỳnh lên giọt thủy ngân.

D. Rắc bột photpho lên giọt thủy ngân.

Lời giải:

Đáp án: C