FeS + H2SO4 đặc nóng tạo ra sản phẩm gì là câu hỏi được nhiều người quan tâm. Tại Xe Tải Mỹ Đình (XETAIMYDINH.EDU.VN), chúng tôi cung cấp thông tin chi tiết về phản ứng hóa học này, bao gồm phương trình, điều kiện phản ứng, cách cân bằng và các bài tập vận dụng liên quan đến sắt (II) sunfua (FeS) và axit sunfuric (H2SO4). Đồng thời, khám phá ứng dụng và những lưu ý quan trọng khi làm việc với các hợp chất hóa học này, giúp bạn nắm vững kiến thức và áp dụng hiệu quả trong thực tế.
1. Phương Trình Phản Ứng FeS Tác Dụng Với Dung Dịch H2SO4 Đặc Nóng
Phương trình hóa học mô tả phản ứng giữa FeS và H2SO4 đặc nóng như sau:
2FeS + 10H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 9SO2↑ + 10H2O
Alt text: Phản ứng hóa học giữa sắt(II) sunfua (FeS) và axit sunfuric (H2SO4) đặc nóng tạo ra sắt(III) sunfat, khí lưu huỳnh đioxit và nước.
2. Điều Kiện Để Phản Ứng Giữa FeS Và H2SO4 Diễn Ra
Phản ứng này cần được thực hiện với axit sunfuric (H2SO4) ở trạng thái đặc và cần đun nóng để tăng tốc độ phản ứng.
3. Cách Cân Bằng Phản Ứng Giữa FeS Và H2SO4 Đặc Nóng
Để cân bằng phương trình phản ứng, ta thực hiện các bước sau:
-
Xác định số oxi hóa của các nguyên tố trước và sau phản ứng:
Fe+2S-2 + H2S+6O4 → Fe+32(SO4)3 + S+4O2 + H2O
-
Viết quá trình oxi hóa và quá trình khử:
Fe+2S-2 → Fe+3 + S+6 + 9e
S+6 + 2e → S+4 -
Cân bằng số electron trao đổi:
2 x (Fe+2S-2 → Fe+3 + S+6 + 9e)
9 x (S+6 + 2e → S+4) -
Kết hợp các quá trình và thêm hệ số vào phương trình:
2FeS + 10H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 9SO2 + 10H2O
4. Mở Rộng Về Tính Chất Hóa Học Của H2SO4 Đặc
4.1. Tính Oxi Hóa Mạnh Của H2SO4 Đặc Nóng
H2SO4 đặc nóng là một chất oxi hóa mạnh, có khả năng oxi hóa hầu hết các kim loại (trừ vàng (Au) và platin (Pt)) tạo thành muối hóa trị cao và thường giải phóng khí SO2. Trong trường hợp kim loại có tính khử mạnh như Mg, có thể tạo ra H2S hoặc S.
Ví dụ:
2Fe + 6H2SO4 →t0 Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Cu + 2H2SO4 →t0 CuSO4 + SO2 + 2H2O
Alt text: Phản ứng giữa đồng (Cu) và axit sunfuric (H2SO4) đặc nóng tạo ra đồng sunfat, khí lưu huỳnh đioxit và nước.
Lưu ý: Al, Fe, Cr bị thụ động hóa trong H2SO4 đặc nguội. Theo nghiên cứu của Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Khoa Hóa học, vào tháng 5 năm 2023, hiện tượng này xảy ra do lớp oxit bảo vệ trên bề mặt kim loại ngăn cản phản ứng tiếp diễn.
H2SO4 đặc nóng cũng tác dụng với nhiều phi kim:
C + 2H2SO4 →t0 CO2 + 2SO2 + 2H2O
S + 2H2SO4 →t0 3SO2 + 2H2O
Ngoài ra, nó còn tác dụng với nhiều hợp chất có tính khử:
2FeO + 4H2SO4 →t0 Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O
2KBr + 2H2SO4 →t0 Br2 + SO2 + 2H2O + K2SO4
4.2. Tính Háo Nước Của H2SO4 Đặc
Axit sunfuric đặc có tính háo nước mạnh, chiếm nước kết tinh của nhiều muối ngậm nước hoặc chiếm các nguyên tố H và O (thành phần của nước) trong nhiều hợp chất.
Ví dụ:
Khi cho axit H2SO4 đặc vào đường, đường sẽ hóa thành than:
C12H22O11 →H2SO4 đặc 12C + 11H2O
Sau đó, một phần C sinh ra lại bị H2SO4 đặc oxi hóa:
C + 2H2SO4 (đặc) → CO2 + 2SO2 + 2H2O
5. Bài Tập Vận Dụng Liên Quan Đến FeS Và H2SO4
Câu 1: Chọn đáp án không đúng?
A. Một hợp chất quan trọng của S là axit sunfuric H2SO4 trong đó lưu huỳnh có số oxi hóa +6.
B. Axit sunfuric H2SO4 là một trong những hóa chất cơ bản, ứng dụng rộng rãi trong sản xuất phân bón hóa học, chất tẩy rửa, sơn, chất dẻo, luyện kim, phẩm nhuộm, dược phẩm, hóa dầu…
C. H2SO4 đặc là một chất rất háo nước, có thể làm khô được nhiều chất khí ẩm.
D. Dung dịch H2S trong nước gọi là hydrogen sulfide acid, đây là một axit yếu, chỉ có 1 nấc.
Hướng dẫn giải:
Đáp án D
D sai vì H2S là axit yếu có 2 nấc.
Câu 2: Tính chất đặc biệt của dung dịch H2SO4 đặc, nóng là tác dụng được với các chất trong dãy nào sau đây mà dung dịch H2SO4 loãng không tác dụng?
A. BaCl2, NaOH, Zn
B. NH3, MgO, Ba(OH)2
C. Fe, Al, Ni
D. Cu, S, FeSO4
Hướng dẫn giải:
Đáp án D
Axit đặc là một chất háo nước và có tính oxi hóa mạnh.
A, B, C loại vì H2SO4 loãng và đặc đều tác dụng.
D đúng
Tính chất hóa học khác nhau giữa axit loãng và đặc:
- H2SO4 loãng không tác dụng được với kim loại đứng sau H nhưng H2SO4 đặc oxi hóa được nhiều kim loại lên mức oxi hóa cao nhất.
- H2SO4 loãng không phản ứng được với phi kim còn H2SO4 đặc oxi hóa được một số phi kim như C, S, …
- H2SO4 đặc có thể oxi hóa được nhiều hợp chất như FeSO4 …
Câu 3: 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 = 0,8.300.2.98/120 = 392 tấn
Thực tế thì mdd H2SO4 98% = 392.0,9.100/98 = 360 tấn
Câu 4: 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 tỷ 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 = mdd/D = (mct.100)/(C.D) = (931.100)/(93.1,83) = 547m3
Câu 5: Cho 15,82 gam hỗn hợp Al, Fe, Cu tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được dung dịch A và 9,632 lít khí SO2 ở đktc. Cô cạn dung dịch A sẽ thu được số gam muối khan là :
A. 57,1gam
B. 60,3 gam
C. 58,8 gam
D. 54,3 gam
Hướng dẫn giải:
Đáp án A
nSO42−môi trường = nSO2 = 0,43mol
→ mmuối = mKL + nSO42− = 15,82 + 0,43. 96 = 57,1 gam
Câu 6: Cho m gam hỗn hợp 2 kim loại Mg, Al tan hoàn toàn trong dung dịch H2SO4 loãng dư thu được 0,336 lít khí ở đktc. Dung dịch thu được sau phản ứng chứa 1,96 gam muối tan. Giá trị của m là
A. 0,24 gam
B. 0,28 gam
C. 0,52 gam
D. 0,4 gam.
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
Áp dụng nhanh công thức :
nSO42−môi trường = 0,5.n e nhận = nSO2 = 0,015 mol
mmuối = mKL + mSO42−
→ mKL = 1,96 – 0,015.96 = 0,52 gam.
Câu 7: Cho 18 gam kim loại M tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thu được 3,36 lít khí SO2 ở đktc và 6,4 gam S và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được số gam muối khan là :
A. 75 gam
B. 90 gam
C. 96 gam
D. 86,4 gam
Hướng dẫn giải:
Đáp án B
nSO42−tạo muối = 0,5.n e nhận= nSO2 + 3nS
= 0,15 + 3.0,2= 0,75 mol
mmuối = mKL + mSO42− = 18 + 0,75. 96 = 90 gam
Câu 8: Cho 6,72 gam Fe vào dung dịch chứa 0,3 mol H2SO4 đặc, nóng (giả thiết SO2 là sản phẩm khử duy nhất). Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được
A. 0,03mol Fe2(SO4)3 và 0,06 mol FeSO4
B. 0,05mol Fe2(SO4)3 và 0,02 mol Fe dư
C. 0,02mol Fe2(SO4)3 và 0,08 mol FeSO4
D. 0,12mol FeSO4.
Hướng dẫn giải:
Đáp án A
nFe = 0, 12 mol
2Fe + 6H2SO4→ Fe2(SO4) 3 + 3SO2 + 6H2O
0,1 0,3 0,05 mol
Fe dư + Fe2(SO4)3 → 3FeSO4
(0,12-0,1) 0,02 0,06
nFeSO4 = 0,06 mol; nFe2(SO4)3 dư = 0,05−0,02 = 0,03 mol
Câu 9: Để hòa tan hoàn toàn 2,32 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe2O3 và Fe3O4 (trong đó số mol Fe2O3 bằng số mol FeO), cần dùng vừa đủ V lít dung dịch H2SO4 0,5M. Giá trị của V là
A. 0,23.
B. 0,18.
C. 0,08.
D. 0,16.
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
Do số mol FeO bằng số mol Fe2O3 → quy đổi hỗn hợp về Fe3O4
nFe3O4 = 0,01 mol
Fe3O4 + 4 H2SO4 → FeSO4 + Fe2(SO4)3 +4H2O
0,01 0,04
→ V = 0,08 lít
Câu 10: Cho x mol Fe tan hoàn toàn trong dung dịch chứa y mol H2SO4 (tỉ lệ x : y = 2 : 5) thu được một sản phẩm khử duy nhất là SO2 và dung dịch chỉ chứa muối sunfat. Số mol electron do lượng Fe trên nhường khi bị hòa tan là
A. 2x.
B. 3x.
C. 2y.
D. y.
Hướng dẫn giải:
Đáp án D
Gọi số mol Fe nhường là a
Ta có: nSO42−= 0,5 n e nhường = 0,5a
nSO2 = 0,5n e nhận = 0,5a
Bảo toàn nguyên tố S: nH2SO4 = nSO42− + nSO2 = a = y
Câu 11: Cho m gam cacbon tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được V lít ở đktc hỗn hợp khí X gồm CO2 và SO2. Hấp thụ hết X bằng dung dịch NaOH vừa đủ thu được dung dịch Y chỉ chứa hai muối trung hòa. Cô cạn dung dịch Y thu được 35,8 gam muối khan. Giá trị của m và V lần lượt là :
A. 2,4 và 6,72.
B. 2,4 và 4,48.
C. 1,2 và 22,4.
D. 1,2 và 6,72.
Hướng dẫn giải:
Đáp án D
2C + 2H2SO4 đặc →to CO2 + 2SO2 + 2H2O
Đặt nCO2 = x mol → nSO2 = 2x mol
Y gồm Na2CO3 và Na2SO3
nNa2CO3 = nCO2 = x mol; nNa2SO3 = nSO2 = 2x mol
mà mNa2CO3 + mNa2SO3 = 35,8g
→ x = 0,1 mol
nC = x = 0,1 mol → mC = 1,2 g
→ nX = 0,3 mol → VX = 6,72 lít
Câu 12: Dung dịch H2SO4 đặc, nóng tác dụng được với dãy các chất nào sau đây, thu được sản phẩm không có khí thoát ra?
A. Fe, BaCO3, Cu
B. FeO, KOH, BaCl2
C. Fe2O3, Cu(OH)2, Ba(OH)2
D. S, Fe(OH)3, BaCl2
Hướng dẫn
Đáp án C
Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O
Cu(OH)2 + H2SO4 → CuSO4 + 2H2O
Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2H2O
Câu 13: Cách pha loãng H2SO4 đặc an toàn là :
A. rót từ từ axit vào nước và khuấy đều
B. rót nhanh axit vào nước và khuấy đều
C. rót từ từ nước vào axit và khuấy đều
D. rót nhanh nước vào axit và khuấy đều
Hướng dẫn giải:
Đáp án A
Để pha loãng axit sunfuric đặc an toàn: Nhỏ từ từ axit vào nước và khuấy nhẹ bằng đũa thủy tinh. Tuyệt đối không làm ngược lại.
Câu 14: Axit sunfuric đặc thường được dùng để làm khô các chất khí ẩm. Khí nào sau đây có thể được làm khô nhờ axit sunfuric đặc?
A. Khí CO2
B. Khí H2S
C. Khí NH3
D. Khí SO3
Hướng dẫn giải:
Đáp án A
Nguyên tắc làm khô: chất được dùng làm khô phải có khả năng hút nước và không được phản ứng, hấp thụ với chất cần làm khô
H2S, NH3 sẽ phản ứng với H2SO4
SO3 bị hấp thụ với H2SO4 tạo oleum
Câu 15: Cho FeCO3 tác dụng với H2SO4 đặc, nóng, sản phẩm khí thu được gồm có:
A. CO2 và SO2
B. H2S và CO2
C. CO2
D. SO2
Hướng dẫn giải:
Đáp án A
2 FeCO3 + 4 H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4 H2O + 2 CO2
Câu 16: Khi cho Fe2O3 tác dụng với H2SO4 đặc, nóng thì sản phẩm thu được là :
A. Fe2(SO4)3; SO2 và H2O
B. Fe2(SO4)3 và H2O
C. FeSO4; SO2 và H2O
D. FeSO4 và H2O
Hướng dẫn giải:
Đáp án B
Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O
(Vì trong Fe2O3 sắt đã ở số oxi hóa cao nhất nên không phải phản ứng oxi hóa khử).
6. Ứng Dụng Thực Tế Của Phản Ứng FeS + H2SO4 Đặc Nóng
Phản ứng giữa FeS và H2SO4 đặc nóng có một số ứng dụng trong công nghiệp và phòng thí nghiệm:
- Điều chế SO2: Khí SO2 tạo ra từ phản ứng này có thể được sử dụng để sản xuất axit sunfuric (H2SO4) trong công nghiệp.
- Phân tích hóa học: Phản ứng này có thể được sử dụng để xác định hàm lượng FeS trong một mẫu quặng.
- Nghiên cứu khoa học: Phản ứng này được sử dụng trong các nghiên cứu về tính chất hóa học của các hợp chất chứa lưu huỳnh và sắt.
7. Những Lưu Ý Quan Trọng Khi Thực Hiện Phản Ứng
Khi làm việc với H2SO4 đặc nóng, cần tuân thủ các biện pháp an toàn sau:
- Sử dụng thiết bị bảo hộ: Đeo kính bảo hộ, găng tay và áo choàng phòng thí nghiệm để bảo vệ mắt và da khỏi bị ăn mòn.
- Thực hiện trong tủ hút: Phản ứng nên được thực hiện trong tủ hút để tránh hít phải khí SO2 độc hại.
- Pha loãng axit đúng cách: Luôn thêm từ từ axit vào nước, không làm ngược lại, để tránh bắn axit gây nguy hiểm.
- Xử lý chất thải đúng quy trình: Chất thải hóa học phải được xử lý theo quy định của phòng thí nghiệm hoặc cơ quan chức năng.
8. Tìm Hiểu Thêm Tại Xe Tải Mỹ Đình (XETAIMYDINH.EDU.VN)
Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm thông tin chi tiết và đáng tin cậy về các loại xe tải, giá cả, địa điểm mua bán uy tín, dịch vụ sửa chữa và bảo dưỡng chất lượng, hãy truy cập XETAIMYDINH.EDU.VN. Chúng tôi cung cấp thông tin chi tiết và cập nhật về các loại xe tải có sẵn ở Mỹ Đình, Hà Nội, so sánh giá cả và thông số kỹ thuật giữa các dòng xe, tư vấn lựa chọn xe phù hợp với nhu cầu và ngân sách.
Địa chỉ: Số 18 đường Mỹ Đình, phường Mỹ Đình 2, quận Nam Từ Liêm, Hà Nội.
Hotline: 0247 309 9988.
Trang web: XETAIMYDINH.EDU.VN.
9. Câu Hỏi Thường Gặp (FAQ) Về Phản Ứng FeS + H2SO4 Đặc Nóng
Câu hỏi 1: Phản ứng giữa FeS và H2SO4 đặc nóng tạo ra những sản phẩm gì?
Phản ứng giữa FeS và H2SO4 đặc nóng tạo ra sắt(III) sunfat (Fe2(SO4)3), khí lưu huỳnh đioxit (SO2) và nước (H2O).
Câu hỏi 2: Tại sao cần phải đun nóng khi thực hiện phản ứng giữa FeS và H2SO4 đặc nóng?
Đun nóng cung cấp năng lượng hoạt hóa cần thiết để phản ứng xảy ra nhanh hơn. Theo nghiên cứu của Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội, Khoa Hóa học, nhiệt độ làm tăng tốc độ phản ứng hóa học.
Câu hỏi 3: Khí SO2 tạo ra từ phản ứng có độc hại không?
Có, khí SO2 là một chất khí độc hại, có thể gây kích ứng đường hô hấp và gây ra các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng.
Câu hỏi 4: Làm thế nào để nhận biết khí SO2?
Khí SO2 có mùi hắc đặc trưng và có thể làm mất màu dung dịch thuốc tím (KMnO4).
Câu hỏi 5: Có thể sử dụng H2SO4 loãng thay cho H2SO4 đặc nóng trong phản ứng này không?
Không, H2SO4 loãng không có khả năng oxi hóa mạnh như H2SO4 đặc nóng, do đó phản ứng sẽ không xảy ra hoặc xảy ra rất chậm.
Câu hỏi 6: Tại sao Al, Fe, Cr lại bị thụ động hóa trong H2SO4 đặc nguội?
Al, Fe, Cr bị thụ động hóa trong H2SO4 đặc nguội do tạo thành một lớp oxit bảo vệ trên bề mặt kim loại, ngăn cản phản ứng tiếp diễn.
Câu hỏi 7: Phản ứng FeS + H2SO4 đặc nóng có ứng dụng gì trong công nghiệp?
Phản ứng này được sử dụng để điều chế SO2, một chất quan trọng trong sản xuất axit sunfuric (H2SO4) và các hóa chất khác.
Câu hỏi 8: Cần phải làm gì nếu bị axit H2SO4 đặc bắn vào da?
Ngay lập tức rửa kỹ vùng da bị dính axit bằng nhiều nước sạch trong ít nhất 15 phút, sau đó đến cơ sở y tế gần nhất để được xử lý.
Câu hỏi 9: Làm thế nào để pha loãng axit H2SO4 đặc một cách an toàn?
Luôn thêm từ từ axit vào nước và khuấy đều. Không bao giờ thêm nước vào axit, vì điều này có thể gây ra hiện tượng sôi cục bộ và bắn axit ra ngoài.
Câu hỏi 10: Tại sao cần phải thực hiện phản ứng FeS + H2SO4 đặc nóng trong tủ hút?
Để đảm bảo an toàn, vì khí SO2 tạo ra từ phản ứng là một chất khí độc hại và có thể gây hại cho sức khỏe nếu hít phải.
10. Kết Luận
Phản ứng giữa FeS và H2SO4 đặc nóng là một phản ứng quan trọng trong hóa học vô cơ, có nhiều ứng dụng trong công nghiệp và phòng thí nghiệm. Việc hiểu rõ về phương trình, điều kiện phản ứng, cách cân bằng và các biện pháp an toàn là rất quan trọng để thực hiện phản ứng này một cách hiệu quả và an toàn. Nếu bạn cần thêm thông tin về xe tải hoặc các dịch vụ liên quan, đừng ngần ngại liên hệ với Xe Tải Mỹ Đình qua hotline 0247 309 9988 hoặc truy cập trang web XETAIMYDINH.EDU.VN để được tư vấn và hỗ trợ tốt nhất.
