Cách điều chế H2SO4 từ FeS2?

Chúng tôi xin giới thiệu bài Cách điều chế H2SO4 từ FeS2? được VnDoc sưu tầm và tổng hợp lí thuyết trong chương trình giảng dạy. Nội dung tài liệu sẽ giúp các bạn học sinh học tốt môn Hóa học lớp 10 hiệu quả hơn. Mời các bạn tham khảo.

Câu hỏi: Cách điều chế H₂SO₄ từ FeS₂?

Lời giải:

Điều chế H₂SO₄ từ FeS₂

FeS₂ hoặc S → SO₂ → SO₃ → H₂SO₄

– Đốt cháy quặng firit sắt:

4FeS₂ + 11O₂ → 8SO₂ + 2Fe₂O₃ (Đk: t^o)

– Oxi hóa SO₂ bằng oxi trong điều kiện 400 – 5000C, xúc tác V₂O₅:

2SO₂ + O₂ → 8SO₃ (Đk: xúc tác V₂O₅, >450^oC)

– Axit sunfuric đặc hấp thụ SO₃ tạo thành oleum có công thức tổng quát là H₂SO₄.nSO₃:

nSO₃ + H₂SO₄ → H₂SO₄ .nSO₃

– Pha loãng oleum thành axit sunfuric bằng lượng nước thích hợp:

H₂SO₄ .nSO₃ + (n+1) H₂O→ (n+1)H₂SO₄

Axit sunfuric – H₂SO₄, là một chất lỏng sánh như dầu, không màu, không mùi, không bay hơi, nặng gần gấp 2 lần nước (H₂SO₄ 98% có D = 1,84 g/cm3). Nó là một axit vô cơ mạnh và khả năng hòa tan hoàn toàn trong nước theo bất kỳ tỷ lệ nào.

Đặc biệt, hoàn toàn không tìm thấy H₂SO₄ tinh khiết trên Trái Đất, do áp lực rất lớn giữa axít sulfuric và nước. Ngoài ra, axít sulfuric là thành phần của mưa axít, được tạo thành từ điôxít lưu huỳnh trong nước bị ôxi hoá, hay là axít sulfuric bị ôxi hoá.

Công thức phân tử: H₂SO₄

Các dạng của Axit sulfuric

Axit sunfuric được sử dụng với những mục đích khác nhau vì vậy sẽ tồn tại ở các dạng khác nhau có thể kể đến như là:

• Axit sunfuric loãng dùng trong phòng thí nghiệm thường chỉ có 10%
• Dùng cho ắc quy khoảng 33,5%
• Hàm lượng 62,18% là axit được dùng để sản xuất phân bón
• 77,67% được dùng trong tháp sản xuất hay axit glover
• 98% là axit đậm đặc

Các tính chất của H₂SO₄

Tính chất vật lý

• Axit sunfuric là chất lỏng, hơi nhớt và nặng hơn nước, khó bay hơi và tan vô hạn trong nước
• Axit sunfuric đặc thường hút mạnh nước và tỏa nhiều nhiệt nên khi pha loãng phải cho từ từ axit đặc vào nước mà không làm ngược lại, vì H₂SO₄có thể gây bỏng.
• Axit sunfuric còn có khả năng làm than hóa các hợp chất hữu cơ.

Tính chất hóa học

* Đối với H₂SO₄ lỏng

– Axit sunfuric là một axit mạnh, hóa chất này có đầy đủ các tính chất hóa học chung của axit như:

– Axit sunfuric H₂SO₄ làm chuyển màu quỳ tím thành đỏ.

– Tác dụng với kim loại đứng trước H (trừ Pb) tạo thành muối sunfat:

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

– Tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối mới (trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị) và nước

FeO + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂O

– Axit sunfuric tác dụng với bazơ tạo thành muối mới và nước

H₂SO₄ + NaOH → NaHSO₄ + H₂O

H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O

– H2SO4 tác dụng với muối tạo thành muối mới (trong đó kim loại vẫn giữ nguyên hóa trị) và axit mới

Na₂CO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O + CO₂

H₂SO₄ + 2KHCO₃ → K₂SO₄ + 2H₂O + 2CO₂

* Đối với H₂SO₄ đặc

Axit sunfuric đặc có tính axit mạnh, oxi hóa mạnh với tính chất hóa học nổi bật như:

– Tác dụng với kim loại: Khi cho mảnh Cu vào trong H₂SO₄ tạo ra dung dịch có màu xanh và có khí bay ra với mùi sốc.

Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

– Tác dụng với phi kim tạo thành oxit phi kim và nước, giải phóng khí SO₂

C + 2H₂SO₄ → CO₂ + 2H₂O + 2SO₂ (nhiệt độ)

2P + 5H₂SO₄ → 2H₃PO₄ + 5SO₂ + 2H₂O

– Tác dụng với các chất khử khác:

2FeO + 4H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 4H₂O

– H₂SO₄ còn có tính háo nước đặc trưng như đưa H₂SO₄ vào cốc đựng đường, sau phản ứng đường sẽ bị chuyển sang màu đen và phun trào với phương trình hóa học như sau:

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂SO₄ → 12C + H₂SO₄.11H₂O

Ứng dụng của H₂SO₄

Trong sản xuất công nghiệp

Mỗi năm có khoảng 160 triệu tấn H₂SO₄, trong đó nổi bật khi được sử dụng trong các ngành sản xuất luyện kim 2%, phẩm nhuộm 2%, chất dẻo 5%, chất tẩy rửa 14%, giấy, sợi 8%…

• Axit sunfuric được sử dụng rộng rãi trong quá trình sản xuất kim loại như sản xuất đồng, kẽm và dùng trong làm sạch bề mặt thép và dung dịch tẩy gỉ.
• Ngoài ra, axit sunfuric còn được sử dụng để sản xuất nhôm sunfat (ví dụ như phèn làm giấy). Sản xuất các loại muối sunfat, tẩy rửa kim loại trước khi mạ, chế tạo thuốc nổ, chất dẻo, thuốc nhuộm, sản xuất dược phẩm.
• Hỗn hợp axit với nước được dùng để làm chất điện giải trong hàng loạt các dạng ắc quy, axit chì…

Trong phòng thí nghiệm

Điều chế các axít khác yếu hơn : HNO₃. HCl.

Trong xử lý nước thải

Sản xuất nhôm hidroxit là chất được sử dụng trong các nhà máy xử lý nước để lọc các tạp chất, cũng như cải thiện mùi vị của nước, trung hòa pH trong nước, và sử dụng để loại bỏ các ion Mg²⁺, Ca²⁺ có trong nước thải.

Trong sản xuất phân bón

Axít sulfuric (60% sản lượng toàn thế giới) chủ yếu được sử dụng là trong sản xuất axít phốtphoric, là chất được sử dụng để sản xuất các loại phân photphate, canxi dihydrogen photphat, amoni photphate, và cũng dùng để sản xuất Amoni sunfat.

Ứng dụng khác của Axit sunfuric:

Sản xuất nhôm sulfat, được biết đến như là phèn làm giấy. Nó có thể phản ứng với một lượng nhỏ xà phòng trên các sợi bột giấy nhão để tạo ra cacboxylat nhôm dạng giêlatin, nó giúp làm đông lại các sợi bột giấy thành bề mặt cứng của giấy.

----------------------------------------

Trên đây VnDoc đã giới thiệu tới các bạn nội dung bài Cách điều chế H2SO4 từ FeS2? Để có kết quả học tập tốt và hiệu quả hơn, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Giải bài tập Hóa học 10, Chuyên đề Vật Lý 10, Chuyên đề Hóa học 10, Giải bài tập Toán 10. Tài liệu học tập lớp 10 mà VnDoc tổng hợp biên soạn và đăng tải.