13.12. Trong công nghiệp, sulfuric acid được sản xuất từ quặng pirite sắt có thành phần chính là FeS2, theo sơ đồ sau: FeS2 → SO2 → SO3 → H2SO4
a) Hoàn thành sơ đồ trên bằng các phương trình hoá học, cân bằng các phương trình hoá học đó. Trong sơ đồ trên, những phản ứng nào là phản ứng oxi hoá - khử? Chỉ rõ chất khử và chất oxi hoá của mỗi phản ứng đó.
b) Tính khối lượng H2SO4 98% điều chế được từ 1 tấn quặng chứa 60% FeS2. Biết hiệu suất cả quá trình là 80%.
c) Đề xuất một công thức cấu tạo phù hợp cho FeS2, biết S có số oxi hoá -1 trong chất này.
Bài Làm:
a) 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 +8SO2 (1)
Phản ứng (1) là phản ứng oxi hoá - khử; chất oxi hoá: O2; chất khử: FeS2
2SO2 + O2 $\overset{t^{o},V_{2}O_{5}}{\rightarrow}$ 2SO3 (2)
Phản ứng (2) là phản ứng oxi hoá - khử; chất oxi hoá: O2; chất khử: SO2
SO3 + H2O → H2SO4 (3)
Phản ứng (3) không là phản ứng oxi hoá - khử
b) 1 tấn quặng chứa 60% FeS2 (M = 120 g/$mol^{-1}$)
Số mol FeS2 trong 1 tấn quặng trên là: $\frac{10^{6}}{120}.\frac{60}{100}$= 5000 mol
Sơ đồ phản ứng: FeS2 → 2SO2 → 2SO3 → 2H2SO4
Dựa trên sơ đồ có số mol H2SO4 là 2.5000 = 10 000 mol.
Khối lượng H2SO4 thu được là:
98 × 10 000 = 980 000 gam = 980 kg = 0,98 tấn.
Khối lượng H2SO4 98% thu được là: $\frac{0,98}{98}$.100=1tấn.
Do hiệu suất cả quá trình là 80% nên khối lượng H2SO4 98% thực tế thu được là:
1.$\frac{80}{100}$=0,8 tấn.
c) Trong FeS2 nguyên tố S có số oxi hóa -1, đề xuất công thức cấu tạo là:
