Phản ứng FeS2 + O2 tạo ra Fe2O3 và SO2 thuộc loại phản ứng oxi hóa khử đã được cân bằng chính xác và chi tiết nhất. Bên cạnh đó là một số bài tập có liên quan về FeS2 có lời giải, mời các bạn đón xem:
4FeS2 + 11O2 →to 2Fe2O3 + 8SO2
1. Phương trình đốt cháy quặng pirit
4FeS2 + 11O2 →to2Fe2O3 + 8SO2↑
2. Điều kiện phản ứng FeS2 ra SO2
Đốt ở nhiệt độ cao.
3. Cách cân bằng phản ứng
Fe+2S−12 + O02 → Fe+32O3 + S+4O24×11×Fe+2S−12→Fe+3+2S+4+11eO02+4e→2O−2
Phản ứng được cân bằng: 4FeS2 + 11O2 →to2Fe2O3 + 8SO2↑
4. Ứng dụng của phản ứng
Là giai đoạn đầu trong quá trình sản xuất axit sunfuric.
5. Mở rộng quy trình sản xuất axit sunfuric trong công nghiệp
Axit sunfuric được sản xuất trong công nghiệp bằng phương pháp tiếp xúc. Phương pháp này có 3 công đoạn chính:
– Sản xuất sulfur dioxide (SO2)
Phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu có sẵn, người ta đi từ nguyên liệu ban đầu là lưu huỳnh hoặc pirit sắt FeS2…
+ Đốt cháy lưu huỳnh: S + O2 →to SO2
+ Đốt quặng pirit sắt FeS2: 4FeS2 + 11O2 →to 2Fe2O3 + 8SO2
– Sản xuất sulfur trioxide (SO3)
Oxi hoá SO2 bằng khí oxi hoặc không khí dư ở nhiệt độ 450 – 5000C, xúc tác V2O5:
2SO2 + O2 2SO3
– Hấp thụ SO3 bằng H2SO4
Dùng H2SO4 98% hấp thụ SO3, được oleum H2SO4.nSO3:
H2SO4 + nSO3 → H2SO4 .nSO3
Sau đó dùng lượng nước thích hợp pha loãng oleum, được H2SO4 đặc:
H2SO4.nSO3 + nH2O → (n + 1) H2SO4
6. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1: Cho các chất: FeS, FeS2 , FeO, Fe2O3. Chất chứa hàm lượng sắt lớn nhất là:
A. FeS
B. FeS2
C. FeO
D. Fe2O3
Hướng dẫn giải
Đáp án C
Hàm lượng Fe trong FeO là lớn nhất:
%Fe = 56.10056 + 16= 77,78%
Câu 2. Dãy các chất nào sau đây tác dụng với dung dịch axit sunfuric loãng?
A. Fe2O3, CuO, Al2O3, MgO
B. Fe2O3, CuO, Al2O3, CO
C. P2O5, CuO, Al2O3, MgO
D. P2O5, CuO, SO3, MgO
Hướng dẫn giải
Đáp án A
Dãy các chất tác dụng với dung dịch axit sunfuric loãng: Fe2O3, CuO, Al2O3, MgO
Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O
CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O
MgO + H2SO4 → MgSO4 + H2O
Al2O3 + 3H 2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2O
Câu 3. Hòa tan một oxit sắt vào dung dịch H2SO4 loãng dư được dung dịch X.
Chia dung dịch X làm 2 phần bằng nhau:
– Phần 1: Cho một ít vụn Cu vào thấy tan ra và cho dung dịch có màu xanh
– Phần 2: Cho một vài giọt dung dịch KMnO4 vào thấy bị mất màu.
Oxit sắt là
A. FeO.
B. Fe3O4.
C. Fe2O3.
D. FeO hoặc Fe2O3.
Hướng dẫn giải
Đáp án B
Cho Cu vào dung dịch thấy tan ra và có màu xanh chứng tỏ trong dung dịch có Fe3+:
Cu + 2Fe3+ → 2Fe2+ + Cu2+
Cho KMnO4 vào thấy dung dịch bị mất màu → chứng tỏ dung dịch có cả Fe2+ (xảy ra phản ứng oxi hóa khử giữa Fe2+ và KMnO4 do Mn+7 + 5e → Mn+2 và Fe+2 → Fe+3 + 1e.
Câu 4. Từ 1,6 tấn quặng pirit sắt có chứa 60% FeS2 có thể sản xuất được bao nhiêu tấn axit H2SO4? Biết hiệu suất của quá trình phản ứng là 90%. Kết quả gần nhất với đáp án nào sau đây?
A. 1,4 tấn
B. 1,5 tấn
C. 1,6 tấn
D. 1,5 tấn
Hướng dẫn giải
Đáp án A
Sơ đồ phản ứng: FeS2 → 2SO2 → 2SO3 → 2H2SO4
120 196
1,6.60% = 0,96 tấn → 1,568 tấn
=> khối lượng axit sunfuric thực tế thu được = 1,568.90% = 1,2544 tấn = 1411,2 kg
Đáp án cần chọn là: A
Câu 5: Dùng 300 tấn quặng pirit (FeS2) có lẫn 20% tạp chất để sản xuất axit H2SO4 có nồng độ 98%. Biết rằng hiệu suất phản ứng là 90%. Khối lượng axit H2SO4 98% thu được là
A. 320 tấn
B. 335 tấn
C. 350 tấn
D. 360 tấn
Hướng dẫn giải:
Đáp án D
Ta có sơ đồ :
FeS2 →2SO2 →2SO3 →2H2SO4
120 → 2.98 gam
300.0,8 → x tấn
→ Theo lý thuyết thì: mH2SO4=0,8.300.2.98120=392 tấn
Thực tế thì mdd H2SO4 98%=392.0,9.10098=360tấn
Câu 6: Từ 800 tấn quặng pirit sắt (FeS2) chứa 25% tạp chất không cháy, có thể sản xuất được bao nhiêu m3 dung dịch H2SO4 93% (D = 1,83 g/ml)? Giả thiết tỉ lệ hao hụt là 5%.
A. 547m3
B. 574 m3
C. 647m3
D. 674 m3
Hướng dẫn giải:
Đáp án A
mFeS2 = 800.75% = 600 tấn
Sơ đồ sản xuất H2SO4 từ FeS2:
FeS2 →2SO2 →2SO3 →2H2SO4
120 tấn 2.98 = 196 tấn
600 → 980 tấn
Do hao hụt 5% (hiệu suất 95%) nên lượng H2SO4 thu được là:
mH2SO4 = 980.95% = 931 tấn
V dd=mddD=mct.100C.D=931.10093.1,83=547m3
Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:
- 4FeS + 7O2 → 2Fe2O3 + 4SO2
- FeS +2HCl → FeCl2 + H2S ↑
- FeS + H2SO4 → H2S ↑+ FeSO4
- FeS + 6HNO3 → 2H2O + H2SO4 + 3NO ↑ + Fe(NO3)3
- Phương trình nhiệt phân: FeCO3 → FeO + CO2 ↑
- 4FeCO3 + O22 → 2Fe2O3 + 4CO2 ↑
- FeCO3 + 4HNO3 → 2H2O + NO2 ↑+ Fe(NO3)3+ CO2 ↑
- 2FeS + 10H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 9SO2↑ + 10H2O
- FeS2 + 8HNO3 → Fe(NO3)3 + 2H2SO4 + 5NO + 2H2O
- 2FeS2 + 14H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 15SO2↑ + 14H2O
- 2FeCO3 + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 2CO2↑ + 4H2O
- FeSO4 + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + H2SO4 + NO2↑ + H2O
- 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
