Giải chi tiết Ch tr 39 13.12 Bài 13. Phản ứng oxi hóa – khử (trang 37, 38, 39) – SBT Hóa 10 Cánh diều. Hướng dẫn: Các bước cân bằng phản ứng oxi hóa – khử.
Câu hỏi/Đề bài:
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.
Hướng dẫn:
– Các bước cân bằng phản ứng oxi hóa – khử
+ Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hóa trong phản ứng
→ Xác định chất oxi hóa, chất khử
+ Bước 2: Viết quá trình oxi hóa và quá trình khử
+ Bước 3: Xác định (và nhân) hệ số thích hợp vào các quá trình sao cho tổng số electron chất khử nhường bằng tổng số electron chất oxi hóa nhận
+ Bước 4: Đặt các hệ số vào sơ đồ phản ứng. Cân bằng số lượng nguyên tử của các nguyên tố còn lại
Lời giải:
a) *Phương trình FeS2 + O2 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) Fe2O3 + SO2
– Bước 1: \(\overset{+2}{\mathop{Fe}}\,\overset{-1}{\mathop{{{S}_{2}}}}\,+\text{ }\overset{0}{\mathop{{{O}_{2}}}}\,\xrightarrow{{{t}^{o}}}~\overset{+3}{\mathop{F{{e}_{2}}}}\,\overset{-2}{\mathop{{{O}_{3}}}}\,+\text{ }\overset{+4}{\mathop{S}}\,{{O}_{2}}\)
” FeS2 là chất khử, O2 là chất oxi hóa
– Bước 2:
+ Quá trình oxi hóa: \(2{{(\overset{{}}{\mathop{Fe}}\,{{S}_{2}})}^{0}}\to \overset{+3}{\mathop{2Fe}}\,+4\overset{+4}{\mathop{S}}\,+22e\)
+ Quá trình khử: \(\overset{0}{\mathop{{{O}_{2}}}}\,+4e\to 2\overset{-2}{\mathop{{{O}_{2}}}}\,\)
– Bước 3:
– Bước 4: 4FeS2 + 11O2 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) 2Fe2O3 + 8SO2
– Bước 3:
– Bước 4:
*Phương trình SO3 + H2O → H2SO4 (3)
– Có \({n_{Fe{S_2}}} = \frac{{1000000.60\% }}{{120}} = 5000\) mol
– Áp dụng bảo toàn nguyên tố S ta có: \({n_{{H_2}S{O_4}}} = 2{n_{Fe{S_2}}}.80\% = 2.5000.80\% = 8000\)mol
→ \({m_{{H_2}S{O_4}}} = \frac{{8000.98}}{{98\% }} = 800000\) gam = 0,8 tấn
c) Công thức cấu tạo phù hợp cho FeS2:
