Mời các quý thầy cô và các em học sinh cùng tham khảo và tải về chi tiết tài liệu dưới đây:
CHUYÊN ĐỀ 6 : NHÓM OXI
A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT
1. Vị trí, cấu tạo của các nguyên tố nhóm oxi
a. Vị trí trong bảng tuần hoàn :
Các nguyên tố nhóm oxi thuộc nhóm VIA trong bảng tuần hoàn gồm các nguyên tố :8O (oxi), 16S (lưu huỳnh), 34Se (selen), 52Te (telu), 84Po (poloni là nguyên tố phóng xạ).
b. Cấu tạo nguyên tử :
● Giống nhau :
Chúng đều có 6 electron ngoài cùng, cấu hình eletron lớp ngoài cùng là ns2np4 và có 2 electron độc thân, do đó dễ dàng nhận 2 electron để đạt cấu hình bền vững của khí hiếm. Vậy tính oxi hóa là tính chất chủ yếu của các nguyên tố nhóm oxi.
● Khác nhau :
Từ O đến Te, bán kính nguyên tử tăng dần, lực hút của hạt nhân với các electron ở lớp ngoài cùng giảm dần, do đó tính phi kim giảm dần.
Ở oxi, lớp electron ngoài cùng không có phân lớp d nên không có trạng thái kích thích, do đó oxi chỉ có mức oxi hóa –2 (trừ một số trường hợp đặc biệt). Ở các nguyên tố khác (S, Se, Te) có phân lớp d còn trống nên có các trạng thái kích thích : Các eletron ở phân lớp np và ns có thể “nhảy” sang phân lớp nd để tạo ra các cấu hình electron có 4 hoặc 6electron độc thân.
Vì vậy ngoài số oxi hóa –2 như oxi, các nguyên tố S, Se, Te còn có các số oxi hóa +4, +6
(Trong các hợp chất với các nguyên tố có độ âm điện lớn hơn)
2. Oxi
a. Tác dụng hết với hầu hết các kim loại (trừ vàng, bạc và bạch kim)
2Mg + O2=>2MgO Magie oxit
4Al + 3O2 ⎯⎯→2Al2O3 Nhôm oxi
3Fe + 2O2⎯⎯→Fe3O4 Oxit sắt từ (FeO, Fe2O3)
b. Tác dụng trực tiếp với các phi kim (trừ các halogen)
S + O2⎯⎯→tSO2
C + O2⎯⎯→tCO2
N2 + O2 ⎯⎯→t2NO (to khoảng 3000oC hay hồ quang điện)
2H2 + O2⎯⎯→t2H2O (nổ mạnh theo tỉ lệ 2 : 1 về số mol)
3. Ozon
O2 và O3 là 2 dạng thù hình của nguyên tố oxi
O3 có tính oxi hóa rất mạnh và mạnh hơn O2. Vì vậy oxi phản ứng được với những chất nào thì ozon cũng phản ứng được với những chất đó nhưng với mức độ mạnh hơn. Ngoài ra có những chất oxi không oxi hóa được nhưng ozon có thể oxi hóa được. Ví dụ :
O3 + 2KI + H2O →I2 + 2KOH + O2 (1)
O2 + 2KI + H2O : Không phản ứng
Do tạo ra KOH nên O3 làm xanh quì tẩm dung dịch KI (dùng để nhận biết ozon) 2Ag + O3→Ag2O + O2 (2)
2Ag + O2⎯⎯→Không phản ứng
● Chú ý : Phản ứng (1), (2) dùng để chứng minh tính oxi hóa của O3 mạnh hơn O2.
4. Hiđro peoxit H2O2
Trong H2O2 nguyên tố oxi có số oxi hóa –1 là số oxi hóa trung gian giữa –2 và 0, do đó H2O2 vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa.
a. Tính khử
H2O2 thể hiện tính khử khi tác dụng với chất có tính oxi hóa :
H2O2 + Ag2O →2Ag
+ H2O + O2
5H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4→2MnSO4 + K2SO4 + 5O2+ 8H2O.
b. Tính oxi hóa
H2O2 thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với chất có tính khử :
H2O2 + 2KI → I2 + 2KOH
H2O2 + KNO2 → KNO3 + H2O
c. H2O2 là chất kém bền
2H2O2 ⎯⎯⎯⎯→ MnO , t 2
2H2O + O2
5. Lưu huỳnh
Do vậy khi tham gia phản ứng với các nguyên tố có độ âm điện lớn hơn, nguyên tử lưu huỳnh có thể tạo nên những hợp chất cộng hóa trị, trong đó nó có số oxi hóa là +4 hoặc +6.
Lưu huỳnh là chất oxi hóa nhưng yếu hơn O2, ngoài ra S còn đóng vai trò là chất khử khi tác dụng với oxi, flo và các chất có tính oxi hóa mạnh như HNO3, H2SO4 đặc, KMnO4, KClO3…
a. Tác dụng với kim loại và H2 tạo hợp chất sunfua (S2-)
b. Tác dụng với phi kim
c. Tác dụng với các hợp chất có tính oxi hóa mạnh
S là chất khử khi tác dụng với hợp chất oxi hóa tạo hợp chất chứa lưu huỳnh trong đó S có số oxi hóa là +4 hoặc +6
6. Hiđrosunfua (H2S)
a. Tính khử
H2S là chất khử mạnh vì trong H2S lưu huỳnh có số oxi hoá thấp nhất (–2).
H2S tác dụng hầu hết các chất oxi hóa tạo ra sản phẩm chứa lưu huỳnh, trong đó lưu huỳnh có số oxi hóa là 0, +4, +6.
b. Dung dịch H2S có tính axit yếu
Khi tác dụng dung dịch kiềm có thể tạo muối axit hoặc muối trung hoà
7. Lưu huỳnh (IV) oxit SO2
SO2 còn có các tên gọi khác là lưu huỳnh đioxit hay khí sunfurơ, hoặc anhiđrit sunfurơ.
● Nhận xét : Trong phân tử SO2 lưu huỳnh có số oxi hóa trung gian +4, do đó khí SO2 vừa là chất khử, vừa là chất oxi hoá.
a. Tính khử
b. Tính oxi hóa
c. SO2 là một oxit axit
8. Lưu huỳnh (VI) oxit SO3
SO3 còn có các tên gọi khác lưu huỳnh tri oxit, anhiđrit sunfuric.
a. SO3 là một oxit axit
– Tác dụng rất mạnh với nước tạo axit sunfuric và tỏa nhiều nhiệt SO3 + H2O →H2SO4 + Q
– Tác dụng với dung dịch bazơ tạo thành muối:
SO3 + 2NaOH →Na2SO4 + H2O
b. SO3 tan vô hạn trong H2SO4 tạo oleum : H2SO4.nSO3
Axit sunfuric H2SO4
Axit H2SO4 loãng là một axit mạnh, axit H2SO4 đặc là chất hút nước mạnh và oxi hóa mạnh.
a. Axit H2SO4 loãng là axit mạnh :
Làm đỏ quì tím, tác dụng kim loại (trước H) giải phóng H2, tác dụng bazơ, oxit bazơ và nhiều muối
b. Axit H2SO4 đặc là chất hút nước mạnh và oxi hóa mạnh
● Tác dụng với kim loại : Axit H2SO4 đặc oxi hoá hầu hết các kim loại (trừ Au và Pt) tạo muối hoá trị cao và thường giải phóng SO2 (có thể H2S, S nếu kim loại có tính khử mạnh).
Lưu ý : Al, Fe, Cr không tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nguội, vì kim loại bị thụ động hóa.
● Tác dụng với phi kim : Tác dụng với các phi kim dạng rắn (to) tạo hợp chất của phi kim ứng với số oxi hóa cao nhất.
● Tác dụng với các hợp chất có tính khử
● Hút nước một số hợp chất hữu cơ
10. Muối sunfua và nhận biết gốc sunfua (S2-)
Hầu như các muối sunfua đều không tan, chỉ có muối của kim loại kiềm và kiềm thổ tan (Na2S, K2S, CaS, BaS). Một số muối không tan và có màu đặc trưng CuS (đen), PbS (đen), CdS (vàng), SnS (đỏ gạch), MnS (hồng).
Để nhận biết S2-dùng dung dịch Pb(NO3)2
H2S + Pb(NO3)2 → PbS + 2HNO3
Na2S + Pb(NO3)2 → PbS + 2NaNO3
11. Muối sunfat và nhận biết gốc sunfat (SO42-)
Có hai loại muối là muối trung hòa (sunfat) và muối axit (hiđrosunfat).
Phần lớn muối sunfat tan, chỉ có BaSO4, PbSO4 không tan có màu trắng, CaSO4 ít tan có màu trắng.
Nhận biết gốc sunfat dùng dung dịch chứa ion Ba2+H2SO4 + BaCl2 → BaSO4 + 2HCl
Na2SO4 + BaCl2 → BaSO4 + 2NaCl
Xem thêm