Buzz
1. Phản ứng hóa học giữa FeS2 và H2SO4 đặc nóng được cân bằng như sau: FeS2 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O
Phản ứng giữa FeS2 và H2SO4 đặc nóng có phương trình hóa học được biểu diễn như sau:
2FeS2 + 14H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 15SO2 + 14H2O
Điều kiện phản ứng thường được thực hiện ở nhiệt độ phòng. Để xác định số oxi hóa của các nguyên tố và tìm ra chất oxi hóa cũng như chất khử, chúng ta có thể viết các quá trình oxi hóa và khử, sau đó cân bằng từng quá trình như sau:
Quá trình oxi hóa: FeS2 → Fe3+ + 2S6- + 15e-
Quá trình khử: S6- + 2e- → S4-
Tiếp theo, ta đặt hệ số của các chất oxi hóa và khử vào sơ đồ phản ứng để có được phương trình hóa học cuối cùng:
2FeS2 + 14H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 15SO2 + 14H2O
Khi FeS2 phản ứng với H2SO4 đặc nóng, khí SO2 sẽ được giải phóng ra ngoài.
2. Tính chất hóa học của các chất tham gia phản ứng
2.1. Tính chất hóa học của FeS2
Muối này có các tính chất hóa học đặc biệt và phản ứng với các chất khác theo cách riêng của nó. Nó thể hiện tính khử khi tiếp xúc với chất oxi hóa mạnh và phản ứng với axit như sau:
- Trong môi trường axit nitric, muối này phản ứng tạo ra nước, axit sunfuric, nitơ đioxit và nitrat sắt (III):
FeS2 + 8HNO3 → 2H2O + 2H2SO4 + 5NO + Fe(NO3)3
- Trong môi trường axit clohidric, muối này phản ứng tạo ra clorua sắt (II), hydro sulfua và lưu huỳnh:
FeS2 + 2HCl → FeCl2 + H2S + S
Muối này còn có khả năng phản ứng với oxi khi tiếp xúc, tạo ra oxit sắt (III) và khí lưu huỳnh dioxide:
4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2
2.2. Tính chất hóa học của H2SO4
- H2SO4 loãng:
Axit sunfuric là một axit mạnh và có các đặc điểm hóa học chung của axit như sau:
+ Axit sunfuric H2SO4 có khả năng làm giấy quỳ tím chuyển từ màu xanh sang màu đỏ.
+ Axit này phản ứng với các kim loại (trừ Pb) để tạo thành muối sunfat. Ví dụ:
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
+ Nó cũng phản ứng với các oxit bazơ để tạo ra muối mới (trong đó hóa trị của kim loại không thay đổi) và nước. Ví dụ:
FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O
+ Axit sunfuric cũng tương tác với các chất bazơ để tạo thành muối mới và nước. Ví dụ:
H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
+ H2SO4 phản ứng với các muối để tạo ra muối mới (trong đó hóa trị của kim loại không thay đổi) và axit mới. Ví dụ:
Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2
H2SO4 + 2KHCO3 → K2SO4 + 2H2O + 2CO2
- H2SO4 đặc:
Khi sử dụng H2SO4 đặc, nó sẽ có những phản ứng khác nhau, bao gồm:
+ Khi phản ứng với kim loại, chẳng hạn như cho mảnh Cu vào H2SO4 đặc, ta sẽ thu được dung dịch màu xanh và khí SO2 phát ra với mùi đặc trưng. Ví dụ:
Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O
+ Phản ứng với phi kim tạo ra oxit phi kim, nước và khí SO2. Ví dụ:
C + 2H2SO4 → CO2 + 2H2O + 2SO2 (ở nhiệt độ cao)
2P + 5H2SO4 → 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O
+ Phản ứng với các chất khử khác để tạo ra muối và khí SO2. Ví dụ:
2FeO + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O
H2SO4 đặc còn có khả năng hút nước mạnh mẽ. Ví dụ, khi cho H2SO4 đặc vào đường, nó sẽ hút nước từ đường, tạo ra phản ứng màu đen và phát ra khói. Phản ứng này được biểu diễn như sau:
C12H22O11 + H2SO4 → 12C + H2SO4 + 11H2O
3. Bài tập ứng dụng liên quan
Câu 1. Trong phản ứng: FeS2 + H2SO4 đặc nóng → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O, tỷ lệ số phân tử bị khử so với phân tử bị oxi hóa là
A: 15:1
B: 15:2
C: 1:15
D: 14:1
Đáp án là B
Phương trình phản ứng hóa học:
2FeS2 + 14H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 15SO2 + 14H2O
Câu 2. Hiện tượng xảy ra khi thêm một ít dung dịch KMnO4 vào dung dịch chứa FeSO4 và H2SO4 là:
A. Xuất hiện màu tím hồng của dung dịch KMnO4
B. Mất màu tím hồng của dung dịch KMnO4 và xuất hiện màu vàng
C. Mất màu vàng và xuất hiện màu tím hồng
D. Sau phản ứng, dung dịch mất màu
Đáp án đúng là B
Phương trình hóa học:
10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + MnSO4 + 8H2O
Câu 3. Phản ứng nào dưới đây sinh ra khí lưu huỳnh dioxide (SO2)?
A. FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 →
B. H2S + O2 không đủ →
C. FeS2 + H2SO4 đặc nóng →
D. Na2SO3 + Ca(OH)2 →
Đáp án C
Phương trình hóa học ví dụ:
2FeS2 + 14H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 15SO2 + 14H2O
4. Phản ứng nào dưới đây sinh ra oxit bazơ?
A. Đưa dung dịch Ba(OH)2 dư vào SO2
B. Trộn dung dịch KOH với dung dịch H2SO4
C. Kết hợp Fe(OH)3 với HCl
D. Nung Fe(OH)3
Lựa chọn đúng là A
Phương trình hóa học như sau:
Ba(OH)2 + SO2 → H2O + BaSO3↓
5. Đánh giá nào dưới đây là không chính xác?
A. Quặng có hàm lượng sắt cao nhất trong tự nhiên là quặng pyrit (FeS2).
B. Trong sản xuất gang, người ta sử dụng khí CO để khử oxit sắt ở nhiệt độ cao.
C. Các tạp chất trong gang (Si, Mn, S, P...) được oxy hóa thành oxit để giảm bớt chúng và thu được thép.
D. Phèn chua có công thức K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O, thường được dùng để làm trong nước đục.
Lựa chọn đúng là A
Quặng manhetit với công thức Fe3O4 là quặng giàu sắt nhất, nhưng rất hiếm gặp trong tự nhiên.
Câu 6. Đặc điểm nào dưới đây là đúng khi nói về tính chất hóa học của hiđro sunfua?
A. Có tính axit mạnh và khả năng khử yếu.
B. Có tính bazơ yếu và khả năng oxi hóa mạnh.
C. Có tính bazơ yếu và khả năng oxi hóa yếu.
D. Có tính axit yếu và khả năng khử mạnh.
Đáp án: C
Tính chất hóa học của hiđro sunfua: Có tính axit yếu và khả năng khử mạnh.
Câu 7. Khi axit sunfuhiđric phản ứng với dung dịch bazơ NaOH, các muối nào được tạo ra?
A. Na2S2 và NaHS
B. Na2S2 và Na2S
C. Na2S và NaHS
D. NaS và NaHS
Đáp án: C
Khi axit sunfuhiđric phản ứng với dung dịch kiềm, tùy thuộc vào tỷ lệ, có thể tạo ra muối trung hòa hoặc muối axit:
H2S + NaOH → NaHS + H2O
H2S + 2NaOH → Na2S + 2H2O
Câu 8. Tính chất hóa học nổi bật của dung dịch H2S là gì?
A. Tính axit yếu và tính khử mạnh
B. Tính axit yếu và tính oxi hóa mạnh
C. Tính axit mạnh và tính khử yếu
D. Tính axit mạnh và tính oxi hóa yếu
Đáp án: A
Tính chất hóa học nổi bật của dung dịch H2S là tính axit yếu và tính khử mạnh.
Câu 9: Khi hấp thụ hoàn toàn V lít khí H2S (đktc) vào 200 ml dung dịch NaOH 1,25M, thu được dung dịch X chứa 12,3 gam hỗn hợp muối. Vậy giá trị của V là bao nhiêu?
A. 4,48 lít.
B. 5,60 lít.
C. 3,36 lít.
D. 4,032 lít.
Đáp án: A
Giải thích:
- Số mol NaOH: nNaOH = 0,2 L x 1,25 mol/L = 0,25 mol.
- Giả sử hỗn hợp muối chứa x mol NaHS và y mol Na2S.
- Công thức tính: mmuối = 56x + 78y = 12,3 g (1)
- Để bảo toàn nguyên tố Na: x + 2y = 0,25 mol (2)
- Để bảo toàn nguyên tố S: nH2S = x + y = 0,25 mol (3)
- Từ các phương trình (2) và (3), ta tính được x = 0,15 mol và y = 0,05 mol.
- Số mol H2S ban đầu là nH2S = 0,15 + 0,05 = 0,2 mol.
- Thể tích V = nH2S/0,1 mol/L = 0,2/0,1 = 2 L tương đương 4,48 lít.
Câu 10: Trong số các phát biểu dưới đây, có bao nhiêu phát biểu là chính xác?
(1) Ở điều kiện bình thường, khi tiếp xúc với O2, dung dịch H2S sẽ chuyển thành màu vàng đục.
(2) Khí H2S phản ứng với FeCl3 tạo ra một kết tủa màu vàng.
(3) Trong công nghiệp, khí H2S được sản xuất bằng cách cho axit HCl phản ứng với FeS.
(4) Khí sunfuro là khí không màu, không mùi và nặng hơn không khí.
(5) Lưu huỳnh đioxit là khí độc hại và dễ hòa tan trong nước.
(6) Khi dẫn khí SO2 vào dung dịch H2S, sẽ thấy hiện tượng đục màu xanh.
(7) Khi khí H2S phản ứng với FeCl3, sẽ tạo ra kết tủa màu vàng.
A. 3.
B. 7.
C. 6.
D. 4.
Đáp án: A.
Giải thích:
Có tổng cộng 3 phát biểu chính xác:
- (1) Dung dịch H2S tiếp xúc với O2 sẽ chuyển thành màu vàng đục trong điều kiện thường.
- (5) Khí lưu huỳnh đioxit là chất độc hại và hòa tan nhiều trong nước.
- (7) Khí H2S phản ứng với FeCl3 tạo ra bột màu vàng.
Câu 11: Xét phản ứng: H2S + 4Cl2 + 4H2O → H2SO4 + 8HCl. Phát biểu nào dưới đây là chính xác?
A. H2O là tác nhân oxi hóa, còn H2S là tác nhân khử.
B. H2S là tác nhân oxi hóa, trong khi Cl2 là tác nhân khử.
C. H2O là tác nhân khử, còn Cl2 là tác nhân oxi hóa.
D. H2S hoạt động như một chất khử, trong khi Cl2 là chất oxi hóa.
Đáp án là D.
Câu 12: Các thí nghiệm sau đây được thực hiện:
(1) Thêm kim loại Fe vào dung dịch CuCl2.
(2) Để Fe(NO3)2 phản ứng với dung dịch HCl.
(3) Đưa FeCO3 vào phản ứng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng.
(4) Đưa Fe3O4 vào phản ứng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng, dư.
Có bao nhiêu thí nghiệm diễn ra phản ứng oxi hóa khử?
A. 2.
B. 3.
C. 4.
D. 1.
Đáp án A.
Câu 13: Hòa tan oxit sắt FexOy bằng lượng H2SO4 loãng vừa đủ, thu được dung dịch A. Dung dịch A có khả năng hòa tan hoàn toàn bột Cu, tạo dung dịch màu xanh lam và cũng có thể hấp thụ khí clo, tạo dung dịch màu vàng nâu nhạt. Xác định công thức phân tử của oxit sắt.
A. Fe3O4
B. FeO
C. Fe2O3
D. FeO, Fe2O3
Đáp án A.
Giải thích:
- Khí clo chỉ được hấp thụ khi có mặt của Fe2O3 (oxit sắt(III)).
- Chỉ khi có FeO (oxit sắt(II)) thì Cu mới bị hòa tan.
- Do đó, công thức phân tử của oxit sắt FexOy là Fe3O4.
Đây là toàn bộ nội dung bài viết của Mytour về cân bằng phương trình hóa học FeS2 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O. Cảm ơn quý bạn đọc đã theo dõi!
