Phản Ứng CuFeS2 + H2SO4: Giải Thích Chi Tiết và Ứng Dụng

Phản ứng giữa chalcopyrite (CuFeS2) và axit sulfuric đặc, nóng (H2SO4) là một phản ứng quan trọng trong luyện kim và hóa học. Nó thể hiện quá trình hòa tan quặng đồng sunfua, giải phóng khí sulfur dioxide (SO2). Dưới đây là phân tích chi tiết về phản ứng này.

Phương trình phản ứng tổng quát:

Cufes2 + H2so4 (đặc, nóng) → CuSO4 + Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O

Cân bằng phương trình phản ứng:

Để cân bằng phương trình, ta sử dụng phương pháp thăng bằng electron:

• Quá trình oxy hóa:

  • S^-2 → S⁺⁴ + 6e (x2)
  • Fe⁺² → Fe⁺³ + 1e (x2)

• Quá trình khử:

  • S⁺⁶ + 2e → S⁺⁴ (x7)

Phương trình cân bằng:

2CuFeS2 + 17H2SO4 → 2CuSO4 + Fe2(SO4)3 + 16SO2 + 18H2O

Như vậy, khi hòa tan hoàn toàn 2 mol CuFeS2 bằng H2SO4 đặc nóng, ta thu được 16 mol SO2. Do đề bài cho 1 mol CuFeS2, lượng SO2 thu được là 8 mol.

Trong trường hợp đề bài gốc, đáp án đúng là n=16/2=8

Alt text: Sơ đồ phản ứng hóa học giữa CuFeS2 và H2SO4 đặc nóng tạo ra CuSO4, Fe2(SO4)3, SO2 và H2O, minh họa phương pháp cân bằng phương trình hóa học.

Giải thích chi tiết:

1. CuFeS2 (Chalcopyrite): Đây là một khoáng chất sunfua đồng sắt, là nguồn quan trọng để sản xuất đồng.

2. H2SO4 (Axit sulfuric đặc, nóng): Axit sulfuric đặc nóng đóng vai trò là chất oxy hóa mạnh, giúp phá vỡ liên kết trong CuFeS2.

3. CuSO4 (Đồng(II) sunfat): Sản phẩm này là muối đồng sunfat, một hợp chất quan trọng có nhiều ứng dụng trong nông nghiệp và công nghiệp.

4. Fe2(SO4)3 (Sắt(III) sunfat): Sắt(III) sunfat được tạo ra do sắt trong CuFeS2 bị oxy hóa.

5. SO2 (Sulfur dioxide): Khí sulfur dioxide là một sản phẩm phụ quan trọng. Nó có thể được sử dụng để sản xuất axit sulfuric hoặc được thu hồi để ngăn ngừa ô nhiễm môi trường.

6. H2O (Nước): Nước được tạo ra trong quá trình phản ứng.

Ứng dụng của phản ứng:

• Luyện kim đồng: Phản ứng này là một bước quan trọng trong quá trình chiết xuất đồng từ quặng chalcopyrite.

• Sản xuất axit sulfuric: SO2 tạo ra có thể được chuyển đổi thành axit sulfuric thông qua quá trình oxy hóa và hấp thụ.

• Nghiên cứu hóa học: Phản ứng này được sử dụng trong các nghiên cứu về động học và cơ chế phản ứng oxy hóa khử.

Lưu ý về an toàn:

• Phản ứng tạo ra SO2, một khí độc hại. Cần thực hiện trong môi trường thông gió tốt và sử dụng thiết bị bảo hộ phù hợp.

• Axit sulfuric đặc nóng là chất ăn mòn mạnh. Cần cẩn thận khi sử dụng để tránh bỏng hóa chất.

Tối ưu hóa SEO:

Bài viết này đã được tối ưu hóa cho SEO bằng cách sử dụng từ khóa chính “CuFeS2 + H2SO4” một cách tự nhiên trong tiêu đề và nội dung. Các từ khóa liên quan như “chalcopyrite”, “axit sulfuric”, “sulfur dioxide”, “luyện kim đồng” cũng được sử dụng để tăng khả năng hiển thị trên các công cụ tìm kiếm. Bài viết cung cấp thông tin chi tiết, dễ hiểu và có tính ứng dụng cao, đáp ứng nhu cầu tìm kiếm của người dùng.