FeS + H2SO4 đặc nóng: cân bằng phương trình và bài tập
Lớp 10Hóa học

FeS + H2SO4 đặc nóng: cân bằng phương trình và bài tập

Trả lời nhanh

Phương trình cân bằng: 2FeS + 10H2SO4 (đặc, nóng) → Fe2(SO4)3 + 9SO2↑ + 10H2O. Hiện tượng: FeS tan dần, dung dịch chuyển sang màu vàng nâu của muối sắt(III), có khí không màu mùi hắc là SO2 thoát ra. FeS đóng vai trò chất khử (cả Fe và S đều bị oxi hoá), H2SO4 đặc là chất oxi hoá.

Phương trình phản ứng

2FeS + 10H2SO4 t°→ Fe2(SO4)3 + 9SO2↑ + 10H2O

Đây là phản ứng oxi hoá – khử phức tạp hơn bình thường vì có tới hai nguyên tố trong FeS bị oxi hoá cùng lúc.

Cân bằng bằng phương pháp thăng bằng electron

  1. Xác định số oxi hoá: trong FeS, Fe là +2, S là −2. Sản phẩm: Fe2(SO4)3 có Fe +3; SO2 có S +4.
  2. Quá trình oxi hoá (1 phân tử FeS):
    Fe+2 → Fe+3 + 1e
    S−2 → S+4 + 6e
    Tổng: FeS → Fe+3 + S+4 + 7e
  3. Quá trình khử: S+6 (trong H2SO4) + 2e → S+4 (trong SO2)
  4. Cân bằng electron: nhân quá trình oxi hoá với 2 và quá trình khử với 7, cùng cho 14e. Vậy 2FeS phản ứng với 7 phân tử H2SO4 làm chất oxi hoá, tạo 7SO2 (cộng thêm 2SO2 sinh ra từ S của FeS, tổng 9SO2).
  5. Cân bằng muối: tạo 1 Fe2(SO4)3 cần thêm 3 gốc SO4, vậy cần 3 H2SO4 làm môi trường. Tổng H2SO4 = 7 + 3 = 10.
  6. Cân bằng H và O: 10H2SO4 cho 20H nên có 10H2O.

Kiểm tra lại

Nguyên tố Vế trái Vế phải
Fe 2 2
S 2 + 10 = 12 3 + 9 = 12
H 20 20
O 40 12 + 18 + 10 = 40

Điều kiện và hiện tượng

  • Điều kiện: axit H2SO4 đặc và đun nóng.
  • Hiện tượng: chất rắn màu đen xám FeS tan dần; dung dịch có màu vàng nâu (Fe3+); khí SO2 không màu, mùi hắc bay ra. Có thể thấy chút lưu huỳnh vàng nếu axit không đủ.

Khác với H2SO4 loãng chỉ tạo FeSO4 và khí H2S: FeS + H2SO4 (loãng) → FeSO4 + H2S↑. Đây là phản ứng trao đổi, không phải oxi hoá – khử.

Bài tập vận dụng

Bài 1

Cho 8,8 gam FeS tác dụng hoàn toàn với H2SO4 đặc nóng dư. Tính thể tích SO2 (đktc) và khối lượng Fe2(SO4)3.

  1. n(FeS) = 8,8 : 88 = 0,1 mol.
  2. Theo phương trình, 2 mol FeS cho 9 mol SO2 nên n(SO2) = 0,1 × 9/2 = 0,45 mol, V = 0,45 × 22,4 = 10,08 lít.
  3. n(Fe2(SO4)3) = 0,05 mol, m = 0,05 × 400 = 20 gam.

Bài 2

Số mol H2SO4 đã phản ứng khi hoà tan 0,1 mol FeS?

n(H2SO4) = 0,1 × 10/2 = 0,5 mol; trong đó 0,35 mol làm chất oxi hoá và 0,15 mol làm môi trường.

Bài 3 (trắc nghiệm nhanh)

Tổng hệ số của phương trình cân bằng (số nguyên tối giản) là: 2 + 10 + 1 + 9 + 10 = 32.

Lỗi sai thường gặp

  • Chỉ tính electron của Fe mà quên S−2 cũng bị oxi hoá lên +4.
  • Viết sản phẩm là FeSO4 hoặc H2S. Với axit đặc nóng, Fe lên +3 và khí là SO2.
  • Quên cộng 2SO2 từ S của FeS vào tổng 9SO2.
  • Nhầm số phân tử H2SO4 đóng vai trò môi trường (3) với vai trò oxi hoá (7).

Cùng chuyên đề: Bài nằm trong mục lục Các phương trình hóa học thường gặp: tổng hợp hơn 300 phản ứng có cân bằng.

Câu hỏi thường gặp

FeS + H2SO4 đặc nóng tạo ra sản phẩm gì?

Tạo sắt(III) sunfat Fe2(SO4)3, khí SO2 và nước theo phương trình 2FeS + 10H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 9SO2 + 10H2O.

Hiện tượng của phản ứng FeS + H2SO4 đặc nóng?

FeS tan, dung dịch có màu vàng nâu và có khí SO2 không màu, mùi hắc thoát ra.

Vai trò của FeS trong phản ứng là gì?

FeS là chất khử, vì cả Fe (+2 lên +3) và S (−2 lên +4) đều bị oxi hoá, mỗi phân tử FeS nhường 7 electron.

FeS tác dụng H2SO4 loãng khác gì H2SO4 đặc?

Với axit loãng chỉ có phản ứng trao đổi tạo FeSO4 và khí H2S, còn axit đặc nóng xảy ra phản ứng oxi hoá khử tạo Fe2(SO4)3 và SO2.

Bài học liên quan