Chất nào sau đây được dùng để sản xuất vôi sống

I. Canxi oxit

- Công thức hóa học là CaO, tên thông thường là vôi sống, là chất rắn, màu trắng, nóng chảy ở nhiệt độ rất cao (khoảng 2585$°C$).

                  Hình 1: Vôi sống

1. Tính chất hóa học

CaO có đầy đủ tính chất hóa học của oxit bazơ.

a) Tác dụng với nước:

CaO (r)  +  $H_{2}O$ (l)  → Ca${\left(OH\right)}_2$ (r)

Phản ứng của CaO với nước gọi là phản ứng tôi vôi, phản ứng này tỏa nhiều nhiệt.

Chất Ca${\left(OH\right)}_2$tạo thành gọi là vôi tôi, là chất rắn màu trắng, ít tan trong nước, phần tan tạo thành dung dịch bazơ còn gọi là nước vôi trong.

Hình 2: CaO tác dụng với nước

CaO có tính hút ẩm mạnh nên được dùng để làm khô nhiều chất.

b) Tác dụng với axit tạo thành muối và nước.

Ví dụ: CaO tác dụng với dung dịch axit clohiđric HCl, phản ứng tỏa nhiều nhiệt, sinh ra canxi clorua Ca$C{l}_2$ tan trong nước.

              Hình 3: CaO tác dụng với HCl

Phương trình hóa học:

CaO + 2HCl → Ca$C{l}_2$ + H2O

Nhờ tính chất này, CaO được dùng để khử chua đất trồng trọt, xử lý nước thải của nhiều nhà máy hóa chất, …

c) Tác dụng với oxit axit tạo thành muối.

Ví dụ: Để một mẩu nhỏ CaO trong không khí ở nhiệt độ thường, CaO hấp thụ khí C$O_2$ để tạo thành canxi cacbonat CaC$O_3$.

Phương trình hóa học:

CaO(r) + C$O_2$ (k) $\stackrel{t^0}{\to }$  CaC$O_3$ (r)

Vì vậy CaO sẽ giảm chất lượng nếu lưu giữ lâu ngày trong tự nhiên.

2. Ứng dụng của canxi oxit

CaO có những ứng dụng chủ yếu sau đây:

- Phần lớn canxi oxit được dùng trong công nghiệp luyện kim và làm nguyên liệu cho công nghiệp hóa học.

- Ngoài ra, canxi oxit còn được dùng để khử chua đất trồng trọt, xử lí nước thải công nghiệp, sát trùng, diệt nấm, khử độc môi trường,…

- Canxi oxit có tính hút ẩm mạnh nên được dùng để làm khô nhiều chất.

                              Hình 4: Một số ứng dụng của canxi oxit

3. Sản xuất canxi oxit trong công nghiệp

Nguyên liệu để sản xuất canxi oxit là đá vôi (chứa CaC$O_3$). Chất đốt là than đá, củi, dầu, khí tự nhiên,…

Các phản ứng hóa học xảy ra khi nung đá vôi:

- Than cháy sinh ra khí C$O_2$ và tỏa nhiều nhiệt: 

C (r) + $O_2$ (k)  $\stackrel{t^0}{\to }$ C$O_2$ (k)

- Nhiệt sinh ra phân hủy đá vôi ở khoảng trên 900$°$C:

 CaC$O_3$ (r) $\stackrel{t^0}{\to }$  CaO (r) + C$O_2$ (k)

                                        Hình 5: Sơ đồ lò nung vôi

II. LƯU HUỲNH ĐIOXIT

 - Công thức hóa học là S$O_2$, tên gọi khác là khí sunfurơ.

1. Tính chất vật lí

Lưu huỳnh đioxit là chất khí không màu, mùi hắc, độc (gây ho, viêm đường hô hấp…), nặng hơn không khí.

2. Tính chất hóa học

Lưu huỳnh đioxit có đầy đủ tính chất hóa học của oxit axit.

a) Tác dụng với nước tạo thành dung dịch axit:

S$O_2$ + $H_2$O → $H_2$S$O_3$ (axit sunfurơ)

Hình 6: Khí S$O_2$ tác dụng với nước

S$O_2$ là chất gây ô nhiễm không khí, là một trong các nguyên nhân gây ra mưa axit.

b) Tác dụng với dung dịch bazơ tạo thành muối và nước:

Ví dụ: Dẫn khí S$O_2$ vào cốc đựng Ca${\left(OH\right)}_2$ thấy xuất hiện kết tủa trắng. Đó là muối CaS$O_3$ không tan.

S$O_2$ + Ca${\left(OH\right)}_2$ → CaS$O_2$ ↓ + $H_2$O

Khi S$O_2$ dư sẽ tiếp tục có phản ứng sau:

S$O_2$ (dư) + $H_2$O + CaS$O_3$ ↓ → Ca(HS$O_3$)2

Hình 7: Khí S$O_2$ tác dụng với dung dịch Ca${\left(OH\right)}_2$

Như vậy khi cho S$O_2$ tác dụng với dung dịch bazơ tùy theo tỉ lệ về số mol mà sản phẩm thu được là muối trung hòa, muối axit hoặc hỗn hợp cả hai muối.

c) Tác dụng với oxit bazơ (tan) tạo thành muối:

Lưu huỳnh đioxit tác dụng với oxit bazơ như $N{a}_2$O, CaO … tạo thành muối sunfit.

Ví dụ:

3. Ứng dụng của lưu huỳnh đioxit

- Phần lớn S$O_2$ dùng để sản xuất axit sunfuric ($H_2$S$O_4$).

- Ngoài ra, S$O_2$ còn dùng để làm chất tẩy trắng bột gỗ trong công nghiệp giấy, dùng làm chất diệt nấm mốc,…

Hình 8: Một số ứng dụng của lưu huỳnh đioxit

4. Điều chế lưu huỳnh đioxit

a) Trong phòng thí nghiệm: Cho muối sunfit tác dụng với axit mạnh như HCl, $H_2$S$O_4$.

Ví dụ:

$N{a}_2$S$O_3$ + $H_2$S$O_4$ → $N{a}_2$S$O_4$ + S$O_2$ ↑ + $H_2$O

Khí S$O_2$ được thu bằng phương pháp đẩy không khí.

Hình 9: Điều chế S$O_2$ trong phòng thí nghiệm

b) Trong công nghiệp: Đốt lưu huỳnh hoặc quặng pirit sắt (Fe$S_2$) trong không khí.

Ví dụ: