Cân bằng phương trình hóa học FeS2 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O

Cân bằng phương trình hóa học FeS2 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O
1. Cân bằng phương trình hóa học FeS2 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O
Phản ứng giữa FeS2 và H2SO4 đặc nóng có phương trình hóa học như sau:
2FeS2 + 14H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 15SO2 + 14H2O
Điều kiện phản ứng này thường được thực hiện ở nhiệt độ thường. Để xác
định số oxi hóa của các nguyên tố và tìm chất oxi hóa và chất khử, chúng ta
có thể viết quá trình oxi hóa và khử, sau đó cân bằng mỗi quá trình như sau:
Quá trình oxi hóa: FeS2 → Fe3+ + 2S6- + 15e-
Quá trình khử: S6- + 2e- → S4-
Sau đó, đặt hệ số của các chất oxi hóa và chất khử vào sơ đồ phản ứng, ta
có phương trình hóa học cuối cùng:
2FeS2 + 14H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 15SO2 + 14H2O
Hiện tượng phản ứng khi FeS2 tác dụng H2SO4 đặc nóng: Khi FeS2 tác
dụng với H2SO4 đặc nóng, khí SO2 thoát ra.
2. Tính chất hóa học của các chất tham gia phản ứng
2.1. Tính chất hóa học của FeS2
Muối này có tính chất hóa học đặc biệt và có khả năng tương tác với các chất
khác một cách đặc trưng. 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 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 tạo ra clorua sắt (II), hydro sulfua và lưu huỳnh:
FeS2 + 2HCl → FeCl2 + H2S + S
Muối này cũng có khả năng tác dụng với oxi khi tiếp xúc với nó, tạo ra oxit sắt
(III) và khí lưu huỳnh dioxide: 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2
2.2. Tính chất hoá học của H2SO4 - H2SO4 loãng:
Axit sunfuric là một loại axit mạnh, và nó chia sẻ các đặc tính hóa học chung của axit như sau:
+ Axit sunfuric H2SO4 có khả năng chuyển màu giấy quỳ tím từ màu xanh sang màu đỏ.
+ Axit này tác dụng với các kim loại có điểm tiếp xúc với hydro (trừ Pb) tạo
thành muối sunfat. Ví dụ: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
+ Nó cũng tương tác 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 còn tác dụng với các chất bazo để tạo thành muối mới và nước. Ví dụ: H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
+ H2SO4 tác dụng 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:
Nếu ta sử dụng H2SO4 đặc, thì nó có các phản ứng khác nhau, bao gồm:
+ Tác dụng với kim loại, ví dụ như khi cho mảnh Cu vào H2SO4 đặc tạo ra
dung dịch màu xanh và khí SO2 phát ra cùng với mùi khá đặc trưng. Ví dụ:
Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O
+ Tương tác với phi kim để 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
+ Tác dụng với các chất khử khác để tạo ra muối và khí SO2. Ví dụ:
2FeO + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O
Ngoài ra, H2SO4 đặc còn có tính chất hút nước mạnh, ví dụ khi đưa H2SO4
đặc vào cốc chứa đường, nó sẽ hấp thụ nước từ đường và tạo ra một phản
ứng màu đen cùng với phát ra khói. Phản ứng này có thể được biểu diễn
bằng phương trình hóa học sau:
C12H22O11 + H2SO4 → 12C + H2SO4 + 11H2O
3. Bài tập vận dụng có liên quan
Câu 1. Trong phản ứng: FeS2 + H2SO4 đặc nóng → Fe2(SO4)3+ SO2 +
H2O, tỷ lệ số phân tử bị khử và phân tử bị oxi hóa là A: 15:1 B: 15:2 C: 1:15 D: 14:1 Đáp án B
Phương trình hóa học của phản ứng:
2FeS2 + 14H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 15SO2 + 14H2O
Câu 2. Hiện tượng xảy ra khi nhỏ 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 mất màu dung dịch Đáp án B Phản ứng hóa học:
10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + MnSO4 + 8H2O
Câu 3. Phản ứng nào sau đây tạo ra khí lưu huỳnh dioxide (SO2)?
A. FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 → B. H2S + O2 thiếu →
C. FeS2+ H2SO4 đặc nóng → D. Na2SO3 + Ca(OH)2 → Đáp án C
Phản ứng hóa học minh họa:
2FeS2 + 14H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 15SO2 + 14H2O
Câu 4. Phản ứng hoá học nào sau đây tạo ra oxit bazơ?
A. Cho dung dịch Ba(OH)2 dư phản ứng với SO2
B. Cho dung dịch KOH phản ứng với dung dịch H2SO4
C. Cho Fe(OH)3 phản ứng với HCl D. Nung nóng Fe(OH)3 Đáp án A Phản ứng hóa học:
Ba(OH)2 + SO2 → H2O + BaSO3↓
Câu 5. Nhận định nào sau đây không đúng?
A. Quặng giàu Fe nhất trong tự nhiên là quặng pyrite (FeS2).
B. Trong công nghiệp sản xuất gang, dùng chất khử CO để khử oxit sắt ở nhiệt độ cao.
C. Oxi hóa các tạp chất trong gang (Si, Mn, S, P...) thành oxit để giảm hàm
lượng của chúng và thu được thép.
D. Phèn chua có công thức hóa học là K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O được sử
dụng để làm trong nước đục. Đáp án A
Quặng manhetit chứa Fe3O4 là quặng giàu sắt nhất nhưng hiếm có trong tự nhiên.
Câu 6. Điều nào sau đây là chính xác khi thảo luận về tính chất hóa học của hiđro sunfua?
A. Tính axit mạnh và tính khử yếu.
B. Tính bazơ yếu và tính oxi hóa mạnh.
C. Tính bazơ yếu và tính oxi hóa yếu.
D. Tính axit yếu và tính khử mạnh. Đáp án: C
Tính chất hóa học của hiđro sunfua: Tính axit yếu và tính khử mạnh.
Câu 7. Khi axit sunfuhiđric phản ứng với dung dịch bazơ NaOH, tạo ra những muối nào? A. Na2S2 và NaHS B. Na2S2 và Na2S C. Na2S và NaHS D. NaS và NaHS Đáp án: C
Axit sunfuhiđric tác dụng với dung dịch kiềm, tùy thuộc vào tỉ lệ, sinh ra muối trung hòa hoặc muối axit: H2​ S+NaOH→NaHS+H2​ O H2S+2NaOH→Na2S+2H2O
Câu 8. Tính chất hóa học nổi bật của dung dịch H2S là gì?
A. Tính axit yếu, tính khử mạnh
B. Tính axit yếu, tính oxi hóa mạnh
C. Tính axit mạnh, tính khử yếu
D. Tính axit mạnh, 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: Hấp thụ hoàn toàn V lít khí H2S (đktc) vào 200 ml dung dịch
NaOH 1,25M thu được dung dịch X có chứa 12,3 gam hỗn hợp muối. 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.
- Gọi x mol NaHS và y mol Na2S trong hỗn hợp muối.
- Ta có: mmuối = 56x + 78y = 12,3 g (1)
- Bảo toàn nguyên tố Na: x + 2y = 0,25 mol (2)
- Bảo toàn nguyên tố S: nH2S = x + y = 0,25 mol (3)
- Từ (2) và (3), ta có x = 0,15 mol và y = 0,05 mol.
- Số mol H2S ban đầu là nH2S = 0,15 + 0,05 = 0,2 mol.
- V = nH2S/0,1 mol/L = 0,2/0,1 = 2 L = 4,48 lít.
Câu 10: Cho các phát biểu sau, số phát biểu đúng là bao nhiêu?
(1) Trong điều kiện thường, dung dịch H2S tiếp xúc với O2 trở nên vẩn đục màu vàng.
(2) Khí H2S tác dụng với FeCl3 tạo bột màu vàng
(3) Người ta sản xuất khí H2S trong công nghiệp, bằng cách cho axit HCl tác dụng với FeS.
(4) Khí sunfuro là chất khí không màu, không mùi, nặng hơn không khí.
(5) Lưu huỳnh đioxit là khí độc, tan nhiều trong nước.
(6) Dẫn khí SO2 vào dung dịch H2S có hiện tượng vẩn đục màu xanh.
(7) Khí H2S tác dụng với FeCl3 tạo bột màu vàng A. 3. B. 7. C. 6. D. 4. Đáp án A. Giải thích: Có 3 phát biểu đúng:
- (1) Trong điều kiện thường, dung dịch H2S tiếp xúc với O2 trở nên vẩn đục màu vàng.
- (5) Lưu huỳnh đioxit là khí độc, tan nhiều trong nước.
- (7) Khí H2S tác dụng với FeCl3 tạo bột màu vàng.
Câu 11: Cho phản ứng: H2S + 4Cl2 + 4H2O → H2SO4 + 8HCl. Phát biểu
nào là đúng trong các phát biểu sau?
A. H2O là chất oxi hoá, H2S là chất khử
B. H2S là chất oxi hoá, Cl2 là chất khử
C. H2O là chất khử, Cl2 là chất oxi hoá
D. H2S là chất khử, Cl2 là chất oxi hoá Đáp án D.
Câu 12: Tiến hành các thí nghiệm sau:
(1) Cho kim loại Fe vào dung dịch CuCl2.
(2) Cho Fe(NO3)2 tác dụng với dung dịch HCl.
(3) Cho FeCO3 tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng.
(4) Cho Fe3O4 tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng, dư.
Số thí nghiệm xảy ra phản ứng oxi hóa khử là bao nhiêu? A. 2. B. 3. C. 4. D. 1. Đáp án A.
Câu 13: Hòa tan một oxit sắt FexOy bằng một lượng H2SO4 loãng vừa
đủ thu được dung dịch A. Dung dịch A hòa tan hoàn toàn được bột Cu
tạo thành dung dịch có màu xanh làm và cũng hấp thụ được khí clo tạo
thành dung dịch có 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:
- Sự hấp thụ khí clo chỉ xảy ra khi có sự có mặt của Fe2O3 (oxit sắt(III)).
- Sự hòa tan Cu chỉ xảy ra khi có mặt FeO (oxit sắt(II)).
- Vì vậy, oxit sắt FexOy là Fe3O4.
Document Outline

• Cân bằng phương trình hóa học FeS2 + H2SO4 → Fe2(S
  • 1. Cân bằng phương trình hóa học FeS2 + H2SO4 → Fe
  • 2. Tính chất hóa học của các chất tham gia phản ứn
    • 2.1. Tính chất hóa học của FeS2
    • 2.2. Tính chất hoá học của H2SO4
  • 3. Bài tập vận dụng có liên quan