ZnS + O2 → ZnO + SO2
ZnS O2: Đốt cháy quặng sphalerite
Phản ứng ZnS + O2 → ZnO + SO2 là phản ứng oxi hóa quan trọng trong quá trình điều chế kẽm từ quặng kẽm sunfua. Bài viết giúp học sinh nắm vững phương trình hóa học, ý nghĩa phản ứng và ứng dụng thực tế trong luyện kim. Đây là nội dung thường gặp trong chương trình Hóa học lớp 9 và lớp 10
1. Đốt cháy quặng chứa zinc sulfide (ZnS)
2ZnS + 3O2 
\(\overset{t^{o} }{\rightarrow}\) 2ZnO + 2SO2
2. Điều kiện phản ứng xảy ra
Quá trình: Quặng chứa zinc sulfide (ZnS) được đốt trong không khí để chuyển zinc sulfide thành zinc oxide (ZnO)
Điều kiện phản ứng: Nhiệt độ cao
3. Loại phản ứng
Phản ứng oxi hóa – khử
4. Dạng bài tập thường gặp
Dạng 1. Ứng dụng thực tế
Ví dụ: Người ta đã dùng phương pháp nào để tách Zn từ zinc sulfide? Viết phương trình hoá học xảy ra.
Hướng dẫn trả lời
- Người ta dùng phương pháp nhiệt luyện để tách Zn từ zinc sulfide.
- Phương trình hoá học:
+ Nung nóng quặng sphalerite (thành phần chính là ZnS) ở nhiệt độ cao với luồng không khí trong lò để chuyển thành zinc oxide theo phương trình hoá học:
2ZnS + 3O2 \(\overset{t^{o} }{\rightarrow}\) 2ZnO + 2SO2
+ Cho ZnO phản ứng với C ở nhiệt độ cao thu được kẽm (Zn):
ZnO + C \(\overset{t^{o} }{\rightarrow}\) Zn + CO
Dạng 2. Bài tập tính toán
Câu 1. Đốt cháy hoàn toàn 9,7 gam zinc sulfide (ZnS) trong không khí. Tính:
a) Thể tích khí oxygen cần dùng (ở đkc).
b) Khối lượng khí SO2 sinh ra.
c) Khối lượng ZnO thu được sau phản ứng.
Hướng dẫn trả lời
nZnS = 9,7 : 97 = 0,1 mol
Phương trình phản ứng:
2ZnS + 3O2 \(\overset{t^{o} }{\rightarrow}\) 2ZnO + 2SO2
Theo phương trình phản ứng
2 mol ZnS → 3 mol O2
\(→ n_{O_{2} } = \frac{3}{2} .0,1=0,15 mol\)
VO2 = 0,15.24,79 = 3,7185 l
Theo phương trình nSO2 = nZnS = 0,1 mol
mSO2 = 0,1.64 = 6,4 gam
nZnO = nZnS = 0,1 mol
mZnO = 0,1.81 = 8,1 gam
Câu 2. Từ 1 tấn quặng sphalerite chứa 97% ZnS thu được khối lượng Zn và khối lượng SO2 phát thải là bao nhiêu, biết hiệu suất của mỗi phản ứng là 90%? Khối lượng than cốc cần dùng cho lượng quặng sphalerite là bao nhiêu, biết lượng cần dùng dư 20% so với lượng phản ứng?
Hướng dẫn trả lời
Ta có:
\({{m}_{ZnS}}=1.1000.\frac{97}{100}=970kg\to {{n}_{ZnS}}=\frac{{{970.10}^{3}}}{97}={{10}^{4}}mol\)
Phản ứng: 2ZnS + 3O2 → 2ZnO + 2SO2
Số mol: 10 000 → 9 000 9 000 (Do H = 90%)
Phản ứng: ZnO + C → Zn + CO
Số mol: 9 000 → 8100 8 100 (Do H = 90%)
Khối lượng Zn thu được là
mZn = 65.8100 = 526500g =526,5 kg
Khối lượng khí SO2 phát thải là: mSO2 = 64.9000 = 576000g = 576kg
Khối lượng than cốc cần dùng là:
\({{m}_{than}}=12.8100.\frac{120}{100}=116640g=116,64kg\)
