Giải nhanh bài tập hóa hữu cơ lớp12 CĐ 06 OXI LƯU HUỲNH 2

Phương pháp giải + Với Oxi phản ứng đưa kim loại lên số oxi hóa cao hoặc thấp, còn với S phản ứng đưa kim loại lên số oxi hóa thấp hơn. + Phương trình phản ứng tổng quát: 2M + xO2 → 2M2Ox. 2M + xS → M2Sx. + Phương pháp giải: áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố.

C PHÂN DẠNG BÀI TẬP VÀ VÍ DỤ MINH HỌA

Dạng 1 Đơn chất Oxi, lưu huỳnh tác dụng với kim loại.

Phương pháp giải + Với Oxi phản ứng đưa kim loại lên số oxi hóa cao hoặc thấp, còn với S phản

ứng đưa kim loại lên số oxi hóa thấp hơn.

+ Phương trình phản ứng tổng quát:

2M + xO2 → 2M2Ox

2M + xS → M2Sx

+ Phương pháp giải: áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, bảo toàn

electron, bảo toàn nguyên tố.

Bảo toàn khối lượng :

Trong ph�n �ng h�a h�c, c�c nguy� n t� lu�n ���c b� o to�n (kh�ng ��i) kh�i l��ng nguy� n t� kh�ng ��i;

s� mol nguy� n t� kh�ng ��i.

(S� nguy�n t� s� mol ch� t) = (S� nguy�n t� s� mol ch� t)

���

�

PS : Các bài toán xây dựng dựa trên nhiều phản ứng oxi hóa khử, ta không

nên giải theo phương pháp truyền thống mà nên ưu tiên phương pháp bảo toàn như bảo toàn khối lượng, bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố.

Cách 2: Dùng bảo toàn nguyên tố và bảo toàn khối lượng.

Cách này không cần viết và cân bằng phương trình phản ứng

Gọi a là số mol mỗi kim loại Cu, Al trong hỗn hợp X

Cách 2: Nếu Mg dư, S dư hay cả hai cùng dư thì tất cả các chất sau phản

ứng đều là chất rắn Về nguyên tắc của định luật bảo toàn khối lượng thì tổng khối lượng của nó sẽ bằng tổng khối lượng các chất trước phản ứng, mặc dù ta không cần biết sau phản ứng chứa những chất nào và với lượng là bao nhiêu

Bảo toàn khối lượng � m Rắn = m Mg + m S = 4,8 + 3,2 = 8,0 gam � Đáp án A.

Ví dụ 3: Đốt cháy hoàn toàn 13 gam một kim loại hóa trị II trong oxi dư đếnkhối lượng không đổi thu được 16,2 gam chất rắn X Kim loại đó là:

Cách 2: Chúng ta không cần viết phương trình phản ứng, mà chỉ áp dụng các

định luật bảo toàn

Ví dụ 4: Cho 7,2 gam kim loại M , có hoá trị không đổi trong hợp chất, phản

gam chất rắn Y và thể tích hỗn hợp khí đã phản ứng là 5,6 lít (ở đktc) Kim loại

M 24 (Mg) 22,4

Cách 1: Hầu hết học sinh sẽ quen hơn, tuy nhiên việc viết phương trình

phản ứng, cân bằng, gọi ẩn và lập hệ 3 phương trình 4 ẩn sau đó biện luận sẽ rất khó khăn

Cách 2: Chỉ sử dụng các định luật bảo toàn của hóa học mà không cần viết

phương trình hóa học, nó sẽ dễ dàng hơn cho việc giải toán Vì cách này chúng

ta chưa quen nên ban đầu có thể sẽ bỡ ngỡ, khó hiểu, nhưng khi chúng ta thànhthạo thì đây là cách tối ưu Chúng ta nên sử dụng cách này

Dạng 2 Hỗn hợp khí và Phản ứng ozon phân.

Phương pháp giải + Để định lượng (mol, khối lượng, thể tích ) của chất trong hỗn hợp các khí

không phản ứng với nhau thì phương pháp sơ đồ đường chéo qđược sử dụng tương đối hiệu quả.

Ví dụ 1: Hỗn hợp khí X gồm ozon và oxi có tỉ khối đối với hiđro bằng 18.

Phần trăm theo thể tích mỗi khí trong hỗn hợp X lần lượt là:

2

2

O O

Ví dụ 2: Hỗn hợp X gồm SO2 và O2 có tỉ khối hơi đối với H2 bằng 24 Cần

với H2 bằng 22,4 Biết thể tích các khí đo trong cùng điều kiện nhiệt độ và ápsuất

Hướng dẫn giải:

Ta có: Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp X là: M X  24.2 48 

Sơ đồ đường chéo:

Ví dụ 4: Phóng điện qua O2 được hỗn hợp khí có khối lượng mol trung bình là

33 g/mol Hiệu suất của phản ứng ozon hóa là

Phương trình phản ứng: 3O 2 �����tia l�a �i�n 2O 3

Sơ đồ đường chéo:

thể tích nạp đều ở điều kiện tiêu chuẩn Thành phần phần trăm về thể tích của ozon trong hỗn hợp sau phản ứng gần nhất với giá trị nào sau đây?

Sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng:

Cứ 1 mol O3 tạo thành có khối lượng nhiều hơn 1 mol O2 là: 48-32 = 16 gam

Vậy x mol O3 tạo thành có khối lượng nhiều hơn x mol O2 là 0,04 gam

� Đáp án D

Ví dụ 6: Hỗn hợp X gồm O2 và O3 có tỉ khối so với H2 bằng 20 Để đốt cháyhoàn toàn 4,48 lít khí CH4 cần V lít hỗn hợp khí X Các khí đo ở điều kiện tiêuchuẩn Gía trị của V là:

Cách 2: Sử dụng các định luật bảo toàn.

Cách 1: Phải viết phương trình phản ứng, cân bằng và lập phương trình toán

học Cách này thường hạn chế khi gặp những bài toán phúc tạp gồm nhiều chất, nhiều phản ứng hóa học

Cách 2: Không cần viết và cân bằng các phản ứng hóa học mà ta chỉ cần viết

bài toán dưới dạng sơ đồ hóa Sau đó sử dụng các định luật bảo toàn để giải

Nó sẽ áp dụng dễ dàng cho những bài toán gồm nhiều chất, qua nhiều giai đoạn

và nhiều phản ứng hóa học Chúng ta nên làm quen và sử dụng cách này cho các bài toán sau này

Dạng 3 Tính oxi hóa mạnh của Ozon.

Phương pháp giải + Ozon có tính oxi hóa rất mạnh, mạnh hơn oxi, nó oxi hóa nhiều đơn chất và

hợp chất.

giàu oxi, kém bền nhiệt.

Phương trình phản ứng: 2 KMnO4 ��� t 0 K2MnO4 + MnO2 + O2

Để V đạt giá trị lớn nhất thì phản ứng phải xảy ra hoàn toàn, suy ra:

- Một số muối sunfua không tan trong nước, nhưng tan trong dung dịch axit như FeS, ZnS, MgS

- Một số muối sunfua không tan trong nước và cũng không tan trong các dung dịch axit (HCl, H 2 SO 4 loãng, HNO 3 loãng ) như CuS, PbS

+ Hầu hết muối sunfat đều tan trong nước Một số muối sunfat không tan trong

PbSO 4

+ Khi giải bài tập chúng ta nên áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng

► Các ví dụ minh họa ◄

Ví dụ 1: Hấp thụ 7,84 lít (đktc) khí H2S vào 64 gam dung dịch CuSO4 10%,

sau phản ứng hoàn toàn thu được m gam kết tủa đen Gía trị của m là:

phần trăm về khối lượng của FeS trong hỗn hợp X gần nhất với giá trị nào sauđây?

Cách 2: Dùng định luật bảo toàn.

Bảo toàn nguyên tố S FeS H S 2 PbS

ứng hoàn toàn thu được m gam kết tủa Gía trị của m là:

Cách 2: Dùng định luật bảo toàn

Cả sơ đồ bài toán ta thấy Fe và Zn đều nhường 2 electron còn S nhận 2

Hướng dẫn giải:

Phương trình phản ứng: Na2SO4 + BaCl2 �� � BaSO4 �(trắng) + 2NaCl

Phản ứng đến khi kết tủa không đổi, tức là Na2SO4 đã hết

trường hợp như bảng sau:

+ Khi giải bài tập chúng ta nên áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng

2,24

n

1,7 22,4

Ví dụ 2: Cho 2,24 lít SO2 (đktc) hấp thụ hết vào 150 ml dung dịch NaOH 1Mthu được dung dịch Y Khối lượng muối có trong dung dịch Y là:

1,5 22,4

HSO SO

Cách 2: Bảo toàn nguyên tố.

Bảo toàn nguyên tố S � 1n NaHSO 3  1n Na SO 2 3  1n SO 2  0,1 (1);

Bảo toàn nguyên tố Na � 1n NaHSO 3  2n Na SO 2 3  1n NaOH  0,15 (2);

Nhận xét: Trong các cách giải trên thì cách 1 chỉ áp dụng cho các bài toán

đơn giản, có ít phương trình phản ứng, cách này học sinh chúng ta quen ở các lớp học trước đây nên thấy dễ hiểu Cách 3 về bản chất của các công thức giải nhanh đó là hệ qủa rút ra từ các định luật bảo toàn của hóa học, tức là từ cách

2 Như vậy chúng ta nên sử dụng cách 2, sử dụng các định luật bảo hóa học để giải các bài tập sau này

Ví dụ 3: Đốt cháy hoàn toàn 6,8 gam khí H2S thu được V lit SO2 (đktc) và m

thì thu được dung dịchY Nồng độ phần trăm của chất tan có phân tử khối lớnhơn trong Y là:

NaOH

2 3 SO

Ví dụ 4: Đốt cháy hoàn toàn m gam S có trong oxi dư, hấp thụ toàn bộ sản

phẩm cháy vào 120 ml dung dịch NaOH 1M thì thu được dung dịch chứa 2

muối có cùng nồng độ mol Giá trị của m là

(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT Chuyên Đại học Vinh, năm 2016)

Hướng dẫn giải:

Phản ứng của lưu huỳnh cháy trong khí oxi: O2 + S ��� t 0 SO2;

SO2 tác dụng với dung dịch NaOH thu được 2 muối là NaHSO3 và Na2SO3

Vì 2 muối có nồng độ bằng nhau nên chúng có số mol bằng nhau

NaHSO Na SO

�

Bảo toàn nguyên tố Na � 1.n NaHSO 3  2.n Na SO 2 3  1.n NaOH  0,12 � n NaHSO 3  n Na SO 2 3  0,04 mol;

Bảo toàn nguyên tố S � n S  1.n NaHSO 3  1.n Na SO 2 3  0,08 mol � m S  0,08.32 2,56gam  � Đáp

án B

Ví dụ 5: Dẫn 3,36 lít khí H2S (đktc) vào 250 ml dung dịch KOH 2M, sau khi

phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu được m gam rắn khan Gía trị của m là:

3,36

n

3,33 22,4

Bảo toàn nguyên tố S � 1n K S 2  1n H S 2  0,15 (1);

Bảo toàn nguyên tố K � 1n KOH ban �� u  2n K S 2  1n KOH d� � n KOH d�  0,5 0,15.2 0,2 (2);  

Từ (1), (2) � mR�n mK S2  mKOH d� 0,15.110 0,2.56 27,7gam   � Đáp án D.

Ví dụ 6: Đốt cháy hoàn toàn 8,96 lít H2S (đktc) trong oxi dư, rồi dẫn tất cả sản

phẩm vào 50 ml dung dịch NaOH 25% (d = 1,28) Nồng độ phần trăm của

muối trong dung dịch là :

HSO  hay NaHSO 3

Bảo toàn nguyên tố S � 1.n NaHSO 3  1.n SO 2  0,4 mol � m NaHSO 3  0,4.104 41,6 gam 

Khối lượng dung dịch sau phản ứng =

2 2

ddNaOH SO H O

m  m  m  50.1,28 0,4.64 0,4.18 96,8 gam   

3 NaHSO

Hướng dẫn giải:

2

H Fe

9,6 B�o to� n nguy� n t� S n = n = n = 0,1 mol;

B� o to� n electron � 2.n = 2.n � n  0,3 mol � m = 0,3.56 + 0,1.88 = 25,6 gam � Đáp án C.

Dạng 7 H 2 S, SO 2 tác dụng với chất oxi hóa mạnh.

Phương pháp giải

KMnO 4 , dung dịch Br 2 thì nguyên tử lưu huỳnh 2

S



, 4 S

Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn V lít khí H2S (đktc) bằng một lượng oxi vừa đủ

Ví dụ 2: Cho 5,6 lít (đktc) hỗn hợp khí X gồm H2S và SO2 tác dụng hết với1,25 lít dung dịch nước brom dư Thêm tiếp vào dung dịch sau phản ứngBa(NO3)2 dư, thu được m gam kết tủa trắng Giá trị của m là:

H2SO4 + Ba(NO3)2 �� � BaSO4 �(trắng) + 2HNO3;

lượng của H2S trong hỗn hợp X là:

Hướng dẫn giải:

4 2

H S

H S SO

làm ngược lại.

+Khi pha loãng hoặc trộn lẫn các dung dịch không phản ứng với nhau ta nên

sử dụng sơ đồ đường chéo

► Các ví dụ minh họa ◄

Ví dụ 1: Trộn 200 gam dung dịch H2SO4 12% với 300 gam dung dịch H2SO4

40% thu được 500 gam dung dịch H2SO4 a% Gía trị của a là:

Ví dụ 2: Cho 38,7 gam oleum H2SO4.2SO3 vào 100 gam dung dịch H2SO4

30%, thu được dung dịch X Nồng độ phần trăm của H2SO4 trong X là:

Ví dụ 3: Hoà tan 67,6 gam oleum H2SO4.xSO3 vào nước thu được dung dịch

X Sau đó cho từ từ một lượng dư BaCl2 vào X thấy có 186,4 gam kết tủa trắng.Công thức của oleum là:

A H2SO4.SO3 B H2SO4.2SO3 C H2SO4.3SO3 D H2SO4.4SO3.

+ Kim loại M (trước H) tác dụng với dung dịch H 2 SO 4 loãng:

2M + xH2SO4 �� � M2(SO4)x + xH2 � (x là hóa trị thấp nhất của kim loại)

Sử dụng định luật bảo toàn nguyên tố, khối lượng và bảo toàn electron ta có thểthiết lập được một số công thức:

2

2 2 4 24

2

2 4

H SO H SO

mu�i sunfat Kim lo� i SO Kimlo�i H

lượng, cũng như áp dụng linh hoạt các định luật bảo toàn electron, khối lượng, nguyên tố

► Các ví dụ minh họa ◄

9.1 Tác dụng với kim loại

Ví dụ 1: Cho m gam hỗn hợp X gồm Cu và Fe vào dung dịch H2SO4 loãng

Ví dụ 2: Hoà tan hoàn toàn 0,78 gam hỗn hợp kim loại Al, Mg bằng dung dịch

H2SO4 loãng, thấy thoát ra 896 ml khí H2 (đktc) Cô cạn dung dịch sau phản

ứng thu được bao nhiêu gam muối sunfat khan?

Ví dụ 3: Hòa tan hết 8 gam hỗn hợp X gồm Fe và Mg bằng dung dịch H2SO4

9.2 Tác dụng với bazo, oxit kim loại

Ví dụ 7: Hòa tan hết m gam hiđroxit của kim loại M có hóa trị không đổi cần

Cách 2: Dựa vào đáp án ta thấy có 3 trường hợp kim loại hóa trị II và chỉ có

1 kim loại hóa trị III Vậy ta giả sử kim loại ta cần tìm có hóa trị II

Ví dụ 8: Cho 35,3 gam hỗn hợp X gồm CuO và Al2O3 tan hoàn toàn trong

khối lượng của Al2O3 trong X là:

Cách 2: Sử dụng định luật bảo toàn

Bảo toàn nguyên tố Cu và Al � n CuSO 4  n CuO ; n Al (SO ) 2 4 3 = n Al O 2 3

Bảo toàn khối lượng

cạn dung dịch Y thu được m gam hỗn hợp muối sunfat khan Gía trị của m là:

Cách 1: Sử dụng định luật bảo toàn.

Bảo toàn nguyên tố H � n H O 2  n H SO 2 4  1,7.0,5 0,85 mol 

Bảo toàn khối lượng

Cách 2: Sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng

4 O(oxit) SO (mu�i) H SO

thoát ra Thành phần phần trăm khối lượng của Fe trong hỗn hợp X gần nhất

với gía trị nào sau đây?

Ví dụ 11: Cho 855 gam dung dịch Ba(OH)2 10% vào 200 gam dung dịch

phải dùng 125ml dung dịch NaOH 25% (d= 1,28) Nồng độ phần trăm củadung dịch H2SO4 là:

Ví dụ 12: Hoà tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm MgCO3, K2CO3, Na2CO3

trong dung dịch H2SO4 loãng, dư thu được dung dịch Y và 7,84 lít khí bay ra

(đkc) Khi cô cạn dung dịch Y thu được 38,2 muối khan Gía trị m là:

Cách 1: Sử dụng định luật bảo toàn.

Bảo toàn nguyên tố H H SO 2 4 H O 2 CO 2

Cách 2: Sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng

Ví dụ 13: Hòa tan 32,2 gam hỗn hợp X gồm 3 muối MgCO3 và CaCO3, K2CO3

(đktc) và dung dịch Y chứa 43 gam muối sunfat Gía trị của V là:

Cách 1: Sử dụng định luật bảo toàn.

Bảo toàn nguyên tố H � n CO 2  n H O 2  n H SO 2 4  a mol

Bảo toàn khối lượng � m mu�i cacbonat  m H SO 2 4  m mu�i sunfat  m H O 2  m CO 2

2 CO

32,2 98.a 43 18.a 44.a     a 0,3mol  V  0,3.22,4 6,72lit 

+ Phương pháp: Khi giải bài tập phần này ta nên áp dụng linh hoạt các định luật bảo toàn electron, khối lượng, nguyên tố

Ví dụ: Kim loại M + H 2 SO 4 đặc ��� t 0 muối sunfat M 2 (SO 4 ) x + sản phẩm khử (SO 2 , S, H 2 S) + H 2 O

► Các ví dụ minh họa ◄

Ví dụ 1: Cho 2,8 gam Fe kim loại tác dụng hoàn toàn với dung dịch H2SO4

nhất của S+6) Giá trị của V là:

Cách 2: Sử dụng định luật bảo toàn

Bảo toàn electron

2,8 3.

Ví dụ 2: Hoà tan hoàn toàn 0,8125 gam một kim loại M vào dung dịch H2SO4

đặc nóng thu được 0,28 kít khí SO2 (đktc) Kim loại đã dùng là:

Bảo toàn electron

0,28 2.

0,025 22,4

Al SO Al

mu�i ZnSO Zn

gam muối sunfat khan Gía trị của m là:

Hướng dẫn giải:

Ta nhận thấy sau phản ứng có 3 muối, tức là có 3 ẩn mà chỉ có 2 dữ kiện số liệu để lập được 2 phương trình toán học Vậy nên ta không thể giải bài toán này theo cách thông thường Bài toán này sẽ giải được theo công thức giải

nhanh (Công thức này được thiết lập dựa trên định luật bảo toàn electron , bảo toàn khối lượng và định luật bảo toàn điện tích)

4 mu�i sunfat Kim lo�i SO Kim lo�i SO

Ví dụ 5: Hòa tan 18,4 gam hỗn hợp X gồm Fe và Cu trong dung dịch H2SO4

lượng của Fe trong hỗn hợp X là:

Ta có:

2

X

Fe SO

Ví dụ 6: Khi cho 7,2 gam Al tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đậm đặc, thấy

có 49 gam H2SO4 tham gia phản ứng, tạo muối Al2(SO4 )3, H2O và sản phẩmkhử X Vậy X là:

(Đề thi thử THPT Cẩm Khê - Phú Thọ, lần 1 năm 2016)

Hướng dẫn giải:

Vì sản phẩm khử của H2SO4 đặc có nhiều dạng như SO2, S, H2S nên bài toán

sử dụng cách truyền thống (viết phương trình, cân bằng và đặt ẩn) sẽ không khả thi Vì vậy sử dụng định luật bảo toàn là cách hợp lí

Gọi sản phẩm khử là X và k là số electron mà H2SO4 nhận để tạo ra X

Dạng 11 Điều chế hợp chất chứa lưu huỳnh - Hiệu suất phản ứng.

Phương pháp giải

+ Để sản xuất axit sunfuric người ta chủ yếu sử dụng quặng pirit sắt (FeS2),

và qua 3 giai đoạn như sau:

FeS 2

0 2

O ,t (1)



������ SO 3 H O(3)2



����H 2 SO 4 + Trong thực tế, quá trình sản xuất luôn có hiệu suất H = a% < 100%.

Khi bài toán cho hiệu suất và yêu cầu xác định lượng chất ta cứ tính toán bình

► Các ví dụ minh họa ◄

Ví dụ 1: Nung một hỗn hợp X gồm SO2 và O2 có tỉ khối so với O2 là 1,6 vớixúc tác V2O5 thu được hỗn hợp Y Biết tỉ khối của X so với Y là 0,8 Tính hiệusuất của phản ứng tổng hợp SO3 ?

dX /O2 1,6 dX /Y 0,8

2

SO SO

80% FeS2) để sản xuất ra 39,2 tấn dung dịch H2SO4 40% Vậy hiệu suất chungcho cả quá trình sản xuất axít sunfuric từ quặng trên là:

Bảo toàn nguyên tố S � n H SO 2 4  2.n FeS 2  0,2 � m H SO (l� 2 4 thuy� t)  0,2.98 19,6 t�  n.

Lượng H2SO4 thực tế thu được là H SO (th�c t�) 2 4

Ví dụ 3: Có một loại quặng pirit chứa 96% FeS2 Nếu mỗi ngày nhà máy sản

xuất 100 tấn axit sunfuric 98% thì cần m tấn quặng pirit trên và biết hiệu suất

của cả quá trình sản xuất H2SO4 là 90% Gía trị của m là:

Ví dụ 1: Hỗn hợp khí X gồm H2S và H2 có tỉ khối so với hidro là 353 Đốt cháy

thành 2 phần bằng nhau Phần 1 dẫn vào bình đựng dung dịch NaOH dư thấykhối bình tăng thêm 18,2 gam Phần 2 cho tác dụng hết với dung dịch nước