Điều chế SO3 trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp như thế nào?

Ôn tập môn Hóa học 10

Điều chế SO3 trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp như thế nào? được chúng tôi sưu tầm và tổng hợp lí thuyết trong chương trình giảng dạy. Nội dung tài liệu sẽ giúp các bạn học sinh học tốt môn Hóa học lớp 10 hiệu quả hơn. Mời các bạn tham khảo.

Điều chế SO₃ trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp

Khái niệm
Cấu tạo và liên kết
Tính chất
Ứng dụng
Bài tập liên quan

Câu hỏi: Điều chế SO₃ trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp như thế nào?

Lời giải:

Trong công nghiệp người ta sản xuất lưu huỳnh trioxit bằng cách oxy hóa lưu huỳnh dioxide bởi oxy với sự có mặt của chất xúc tác là vanađi (V) oxit. Phản ứng xảy ra như sau:

2SO₂ + O₂ → 2SO₃ (với xúc tác V₂O₅, ở nhiệt độ cao khoảng 450–500 ℃)

SO₂ cũng có thể phản ứng với O₂ ở nhiệt độ thấp hơn với xúc tác là NO₂ để tạo SO₃

2SO₂ + O₂ → 2SO₃ (nhiệt độ cao, chất xúc tác NO₂)

Quá trình phản ứng diễn ra như sau: ban đầu NO₂ phản ứng với SO₂ tạo SO₃

SO₂ + NO₂ → SO₃ + NO

Sau đó O₂ lại phản ứng tiếp với NO tạo NO₂. Quá trình trên được lặp lại nhiều lần.

Khái niệm

Lưu huỳnh trioxit (còn gọi là anhydride sunfuric, sulfur trioxit, sulfane) là một hợp chất vô cơ với công thức hóa học SO₃. Nó là chất lỏng không màu, tan vô hạn trong nước và axit sunfuric. Lưu huỳnh trioxit khô tuyệt đối không ăn mòn kim loại. Ở thể khí, đây là một chất gây ô nhiễm nghiêm trọng và là tác nhân chính trong các trận mưa axit. SO₃ được sản xuất đại trà để dùng trong điều chế axit sunfuric.

Cấu tạo và liên kết

Khí SO₃ có cấu tạo phân tử tam diện phẳng và đối xứng, như được dự đoán trước bởi lý thuyết VSEPR.

Nguyên tử lưu huỳnh có số oxy hóa là +6, điện tích là 0 và bao quanh bởi 6 cặp electron.

Tính chất

Lưu huỳnh đioxit là chất khử và chất oxi hóa

Lưu huỳnh đioxit là chất khử

Khi dẫn khí SO₂vào dung dich Br có màu vàng nâu nhạt. Dung dịch brom bị mất màu

SO₂ + Br₂ + 2H₂O →2HBr + H₂SO₄

SO₂đã khử Br₂ có màu thành HBr không màu

Lưu huỳnh đoxit là chất oxi hóa

Khi dẫn khí SO₂ vào dung dịch axit H₂S dung dịch bị vẩn đục màu vàng:

SO₂ + 2H₂S → 3S + 2H₂O , SO₂ đã oxi hóa H₂S thành S

Trong hợp chất SO₂, nguyên tố lưu huỳnh có số oxi hóa +4, là số oxi hóa trung gian giữa các số oxi hóa −2 và +6. Do vậy, khi tham gia phản ứng oxi hóa - khử, SO₂ có thể bị khử hoặc bị oxi hóa.

Thí dụ:

Lưu huỳnh đioxit là chất khử khi tác dụng với những chất oxi hóa mạnh, như halogen, kali pemanganat,...:

SO₂ + Br₂ + 2H₂O→2HBr + H₂SO₄

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

Lưu huỳnh đioxit là chất oxi hóa khi tác dụng với chất khử mạnh hơn, như H₂S, Mg,...:

Ứng dụng

Lưu huỳnh trioxit ít có ứng dụng trong thực tế, nhưng lại là sản phẩm trung gian để sản xuất axit sunfuric.

Bài tập liên quan

Bài 1 trang 138 SGK Hóa 10

Lưu huỳnh đioxit có thể tham gia những phản ứng sau:

SO₂ + Br₂ + 2H₂O → 2HBr + H₂SO₄ (1)

SO₂ + 2H₂S → 3S + 2H₂O (2)

Câu nào sau đây diễn tả không đúng tính chất của các chất trong những phản ứng trên?

Phản ứng (1): SO₂là chất khử, Br₂là chất oxi hóa.
Phản ứng (2): SO₂là chất oxi hóa, H₂S là chất khử.
Phản ứng (2): SO₂vừa là chất khử, vừa là chất oxi hóa.
Phản ứng (1): Br₂là chất oxi hóa, phản ứng (2): H₂S là chất khử.

Đáp án hướng dẫn giải

C đúng.

Bài 2 trang 138 SGK Hóa 10

Hãy ghép cặp chất và tính chất của chất sao cho phù hợp:

Các chất	Tính chất của chất
A. S	a) Chỉ có tính oxi hóa
B. SO₂	b) Chỉ có tính khử
C. H₂S	c) Có tính oxi hóa và tính khử
D. H₂SO₄	d) Không có tính oxi hóa và tính khử