Lý thuyết Hóa học Lớp 10 - Chương Oxi - Lưu huỳnh

LÝ THUYẾT CHƯƠNG OXI- LƯU HUỲNH

I. KHÁI QUÁT VỀ NHÓM OXI, LƯU HUỲNH

- Nhóm VIA gồm các nguyên tố: O, S, Se và Te, Po.

+ O là nguyên tố phổ biến nhất trên trái đất.

+ S có nhiều trong lòng đất.

+ Se là chất bán dẫn màu nâu đỏ.

+ Te là chất rắn, màu xám, thuộc loại nguyên tố hiếm.

+ Po là nguyên tố kim loại có tính phóng xạ.

- Cấu hình e lớp ngoài cùng: ns2np4.

Cấu hình e lớp ngoài cùng

- O trong hợp chất thường có mức oxi hóa -2. S, Se, Te ngoài mức oxi hóa -2 khi liên kết với các nguyên tố có độ âm điện lớn hơn còn có số oxi hóa +4; +6. - Các nguyên tố trong nhóm oxi đều là nguyên tố phi kim mạnh (trừ Po), chúng có tính oxi hóa mạnh và tính oxi hóa giảm dần từ O đến Te. - Hợp chất với H2 (H2X) là chất khí, mùi khó chịu và độc hại. Dung dịch trong nước của chúng có tính axit yếu. - Hợp chất hidroxit (H2XO4) là những axit.

- Hay gặp nhất trong nhóm là O, S và các hợp chất của chúng. Cụ thể về chúng như sau:

II. OXI, OZON VÀ HIĐRO PEOXIT 1. Oxi a. Tính chất vật lí

Là chất khí không màu, không mùi, nặng hơn không khí. Ít tan trong nước.

b. Tính chất hóa học

Là một phi kim hoạt động (do có độ âm điện lớn 3,44 chỉ kém F).

* Tác dụng với kim loại

Tác dụng với hầu hết kim loại (trừ Ag, Au và Pt) → oxit. Các phản ứng thường xảy ra ở nhiệt độ cao.

DeThi.edu.vn

2Mg + O2 → 2MgO 3Fe + 2O2 → Fe3O4 (thường tạo hỗn hợp 4 chất rắn) * Tác dụng với phi kim

- Oxi phản ứng với hầu hết các phi kim (trừ halogen) tạo thành oxit axit hoặc oxit không tạo muối.

- Các phản ứng thường xảy ra ở nhiệt độ cao.

S + O2 → SO2 C + O2 → CO2 2C + O2 → 2CO N2 + O2 → 2NO (30000C, có tia lửa điện) * Tác dụng với hợp chất có tính khử 2CO + O2 → 2CO2 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 c. Ứng dụng

- Có vai trò quyết định đối với sự sống của người và động vật. Oxi không thể thiếu đối với quá trình hô hấp.

- Oxi cũng được dùng nhiều trong công nghiệp hóa chất, luyện thép, y khoa, hàn cắt kim loại...

2. Ozon

Cấu tạo phân tử O3

a. Tính chất vật lí

Là chất khí, mùi đặc trưng, màu xanh nhạt. Khi hóa lỏng có màu xanh đậm. Tan trong nước nhiều hơn oxi.

b. Tính chất hóa học Có tính oxi hóa mạnh hơn oxi: O3 + 2KI + H2O → 2KOH + I2 + O2 2Ag + O3 → Ag2O + O2 (phản ứng xảy ra ngay ở nhiệt độ thường). c. Ứng dụng

DeThi.edu.vn

- Lượng nhỏ ozon trong không khí có tác dụng làm cho không khí trong lành.

- Trong thương mại dùng để tẩy trắng các loại tinh bột, dầu ăn và nhiều chất khác.

- Trong đời sống được dùng để khử trùng nước ăn, khử mùi, bảo quản hoa quả.

- Trong y khoa được dùng chữa sâu răng.

3. Điều chế oxi và ozon

- Điều chế oxi:

+ Trong phòng thí nghiệm: nhiệt phân các hợp chất giàu Oxi.

2KClO3 → 2KCl + 3O2 (MnO2) 2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2 2KNO3 → 2KNO2 + O2 2H2O2 → 2H2O + O2 (MnO2)

+ Trong công nghiệp:

* Điện phân nước:

2H2O → 2H2 + O2 (H2SO4, NaOH, NaCl ...) * Chưng cất phân đoạn không khí lỏng.

DeThi.edu.vn

- Điều chế ozon: phóng điện qua bình đựng khí oxi.

3O2 ↔ 2O3 (tia lửa điện) 4. Hiđro peoxit

- Là chất lỏng không màu, nặng hơn nước tan trong nước theo bất kì tỉ lệ nào.

- Công thức phân tử H2O2 và có cấu tạo dạng H - O - O - H. - Trong H2O2, O có số oxi hóa -1 là mức trung gian giữa -2 và 0 nên H2O2 có cả tính khử và tính oxi hóa. - Là hợp chất kém bền, dễ bị phân hủy. Phản ứng phân hủy H2O2 tỏa nhiều nhiệt và xảy ra nhanh khi có mặt xúc tác MnO2: 2H2O2 → 2H2O + O2 a. H2O2 là chất oxi hóa H2O2 + KNO2 → KNO3 + H2O H2O2 + 2KI → I2 + 2KOH b. H2O2 là chất khử Ag2O + H2O2 → 2Ag + H2O + O2 5H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 5SO2 + K2SO4 + 8H2O III. LƯU HUỲNH VÀ HỢP CHẤT CỦA LƯU HUỲNH 1. Lưu huỳnh a. Tính chất vật lí

Là chất bột màu vàng, không tan trong nước. S có 6e ở lớp ngoài cùng → dễ nhận 2e thể hiện tính oxi hóa mạnh. Tính oxi hóa của S yếu hơn so với O.

b. Tính chất hóa học

Các mức oxi hóa có thể có của S: -2, 0, +4, +6. Ngoài tính oxi hóa, S còn có tính khử.

* Tính oxi hóa

- Tác dụng với hiđro:

H2 + S → H2S (3500C)

- Tác dụng với kim loại

+ S tác dụng với nhiều kim loại → muối sunfua (trong đó kim loại thường chỉ đạt …