Bài giảng Lưu huỳnh trioxit axit sunfuric

Bài 1: Nêu tính chất hoá học điển hỡnh của khí H2S và hoàn thành các phương trỡnh sau:  H2S + Cl2  H2S + O2 Đỏp ỏn: Tính chất hóa học điển hỡnh của khí H2S: tính khử mạnh: H2S + Cl2 S + 2HCl 2H2S + O2 2S + 2H2O2 H2S + 3 O2 2SO2 + 2H2Ot°t° Kiểm tra bài cũ1axit sunfuricBài 2: Hóy nờu tớnh chất húa học cơ bản của SO2 ? Hoàn thành dóy biến húa, ghi dừ điều kiện phản ứng (nếu cú): S  SO2  S  H2S  CuS  SO2 Đỏp ỏn: Tớnh chất húa học cơ bản của SO2 là: oxit axit, thể hiện tớnh khử và tớnh oxi húa. (1) S + O2  SO2 (2) SO2 + 2H2S  3H2S + 2H2O (3) S + H2  H2S (4) H2S + CuO  CuS + H2O (5) 2CuS + 3O2  2 SO2 + 2 CuO(2)(3)(4)(5)t°t°(1)2axit sunfuricBài: LƯU HUỲNH TRIOXIT  AXIT SUNFURICPhạm Hoàng Phi3axit sunfuricI. Lưu huỳnh trioxit SO3Cấu tạo phõn tử - Nguyờn tử S cú cấu hỡnh electron lớp ngoài cựng là:  3s23p43d0 được phõn bố trong cỏc orbitan: - ở trạng thỏi kớch thớch cú cấu hỡnh e lớp ngoài là: 3s13p33d2 được phõn bố như sau:    3s23p43d0       3s13p33d2 4axit sunfuricI. Lưu huỳnh trioxit SO3Cấu tạo phõn tử S cú 6 e độc thõn  cú thể liờn kết với 6 e độc thõn của 3 nguyờn tử O tạo ra 6 liờn kết cụng húa trị. Mỗi nguyờn tử O liờn kết với nguyờn tử S bằng một liờn kết đụi: 5axit sunfuricI. Lưu huỳnh trioxit SO3Cấu tạo phõn tử Theo quy tắc bỏt tử, cụng thức cấu tạo của SO3 được viết là:  Trong hợp chất SO3, nguyờn tố S cú số oxi hoỏ cực đại là + 6.6axit sunfuricI. Lưu huỳnh trioxit SO3 Tớnh chất của SO3Tớnh chất vật lý Ở nhiệt độ thường SO3: - là chất lỏng, khụng màu. - tan vụ hạn trong nước và trong axit sunfuric. - t0 núng chảy: 170C. - t0 sụi: 450C 7axit sunfuricI. Lưu huỳnh trioxit SO3 2. Tớnh chất của SO3b. Tớnh chất húa học: là oxit axit - tỏc dụng rất mạnh với H2O tạo thành axit sunfuric và tỏa nhiều nhiệt: - tỏc dụng với oxit bazơ, bazơ tạo thành muối sunfat(cỏc em tự cho vớ dụ minh hoạ).SO3 + H2O H2SO48axit sunfuricI. Lưu huỳnh trioxit SO3  2. Tớnh chất của SO3c. Ứng dụng và điều chế - SO3 ớt cú ứng dụng thực tiễn, là sản phẩm trung gian để sản xuất axit H2SO4 cú tầm quan trọng bậc nhất trong cụng nghiệp. -Trong cụng nghiệp SO3 được điều chế bằng cỏch oxi húa SO2 ở nhiệt độ cao cú chất xỳc tỏc:2SO2 + O2 2SO3450°C- 500°CV2O59axit sunfuricII. Axit sunfuric H2SO41. Cấu tạo phõn tử Theo qui tắc bỏt tửTrong hợp chất H2SO4, nguyờn tử S cú số oxi hoỏ là + 610axit sunfuricII. Axit sunfuric H2SO4 Cấu tạo axit sunfuric trong khụng gian11axit sunfuricII. Axit sunfuric H2SO42. Tớnh chất vật lý - là chất lỏng, sỏnh như dầu,khụng màu, khụng bay hơi, nặng gần gấp 2 lần nước(H2SO4 cú D =1,84 g/cm3). - H2SO4 đặc dễ hỳt ẩmdựng làm khụ khớ ẩm. - H2SO4 tan nhiều trong H2O  hiđrat H2SO4.nH2O và toả nhiều nhiệt.Chỳ ý: Khi pha loóng axit H2SO4 đặc phải rút từ từ axit vào H2O và khuấy nhẹ bằng đũa thuỷ tinh, tuyệt đối khụng làm ngược lại.12axit sunfuricII. Axit sunfuric H2SO4  3. Tớnh chất húa họcTớnh chất của dung dịch axit loóng giống t/c chung của axit + Làm đổi màu qựy tớm sang hồng + Tỏc dụng với kim loại đứng trước hidro (xem phim) H2SO4 + Fe FeSO4 + H2 + Tỏc dụng với oxit bazơ và bazơ (xem phim) 3H2SO4 + Fe2O3 Fe2(SO4)3 + 3H2O H2SO4 + Cu(OH)2 CuSO4 + 2H2O (xem phim)+ Tỏc dụng với muối (xem phim) H2SO4 + CaCO3 CaSO4 + H2O + CO213axit sunfuricII. Axit sunfuric H2SO4 3. Tớnh chất húa họcb. Tớnh oxi hoỏ mạnh của axit H2SO4 đặc- H2SO4 đặc, nóng tác dụng với hầu hết cỏc kim loại (trừ Au, Pt), không giải phóng ra H2 mà tạo sản phẩm chứa S: SO2, S, H2S; đưa kim loại đến số oxi hóa cao. 2H2SO4 + Cu = CuSO4 + 2H2O+ SO2- H2SO4 đặc tác dụng với một số phi kim (C,S,P,...)  tạo sản phẩm cú số oxi hóa cao 2H2SO4 + C = 2H2O + 2SO2 + CO2 H2SO4 + 2HI = I2+ 2H2O + SO2+2o+4+6+6oo+4+4+4-1+614axit sunfuricII. Axit sunfuric H2SO4 3. Tớnh chất húa học b. Tớnh oxi húa mạnh của axit H2SO4 đặc - Chiếm nước kết tinh của nhiều muối hiđrat hoặc chiếm cỏc nguyờn tố H và O(thành phần của H2O) trong nhiều hợp chất. (xem phim) CuSO4.5H2O CuSO4 + 5H2O màu xanh màu trắng H2SO4 đặc + C12H12O11  C + H2SO4. nH2O đường ăn than dạng hidrat axit - H2SO4 đặc dõy vào tay sẽ bị bỏng rất nặng, vỡ vậy khi sử dụng axit sunfuric phải hết sức cẩn thận.Chú ý: Fe, Al, Cr thụ động trong H2SO4 đặc nguội  dùng vận chuyển, đựng H2SO4 đặc,nguội H2SO4 đặc15axit sunfuricII. Axit sunfuric H2SO4 4. Ứng dụng là húa chất hàng đầu trong nhiều ngành sản xuất.- Sản xuất axit H2SO4 ngày càng tăng. năm sản phẩm(triệu tấn) 1900 4,2 1937 18,8 1960 47những năm 80 100 - hàng năm trờn thế giới s/x khoảng 160 triệu tấn axit H2SO4.16axit sunfuricII. Axit sunfuric H2SO4 5. Sản xuất axit sunfuric Trong cụng nghiệp s/x axit H2SO4 bằng phương phỏp tiếp xỳc, gồm 3 cụng đoạn chớnh:a. S/x SO2 (tuỳ thuộc nguyờn liệu mà cỏch thức khỏc nhau):- Đốt quặng pirit: 4FeS2 + 11 O2 2Fe2O3 + 8SO2- Oxi húa S: S + O2 SO2 b. S/x SO3: c. S/x axit H2SO4:- Hấp thụ SO3 oleum(H2SO4.nSO3) H2SO4 + nSO3 H2SO4.nSO3 - dựng lượng H2O thớch hợp pha loóng oleum axit H2SO4 H2SO4.nSO3+ nH2O (n+1) H2SO4 2SO2 + O2 2SO3V2O5450°C- 500°C17axit sunfuricIII. Muối sunfat.Nhận biết ion sunfat SO42-Muối sunfat gồm cú 2 loại:Muối trung hũa(muối sunfat) chứa cỏc ion SO42-, phần lớn đều tan(trừ BaSO4, CaSO4,PbSO4): K2SO4,Muối axit(muối hiđro sunfat) chứa ion HSO4- : KHSO4, NaHSO4, Ca(HSO4)2, .2. Nhận biết: dựng dd muối bari hoặc dd Ba(OH)2 để nhận biết ion SO42-: (xem phim) H2SO4 + BaCl2 BaSO4 + 2HCl Na2SO4 + Ba(OH)2 BaSO4 + 2 NaOHtrắng18axit sunfuricCủng cốH2SO4Tính axitTính oxi hóaTính phân li(quì tớm hồng)T/d với BazơT/d với Oxit bazơT/d với MuốiOxi hóa KLOxi hóa PKOxi hóa một số H/C khác19axit sunfuricChỳc cỏc em học tốt20axit sunfuric