Hóa HọcLớp 12

FeS2 ra SO2- điều chế lưu huỳnh đi ô xít trong công nghiệp, điều chế SO2 trong công nghiệp

Trong công nghiệp, SO2 được điều chế bằng cách đốt quạng Pirit cùng không khí giàu Oxi 

Phương trình hóa học:

4FeS2

Bạn đang xem: FeS2 ra SO2- điều chế lưu huỳnh đi ô xít trong công nghiệp, điều chế SO2 trong công nghiệp

 + 

11O2

2Fe2O3

 + 

8SO2

Pyrit sắt

 

oxi

 

sắt (III) oxit

 

lưu hùynh dioxit

   

(khí)

     

(khí)

(vàng đồng nhạt)

 

(không màu)

 

(nâu đỏ)

 

(không màu)

 

 

 

 

 

 

 

[CHUẨN NHẤT] FeS2 ra SO2 - điều chế lưu huỳnh đi ô xít trong công nghiệp điều chế SO2 trong công nghiệp
Lò đốt sắt pirit

1. Điều kiện phản ứng FeS2 tác dụng với O2

Điều kiện: Nhiệt độ

2. Cách tiến hành phản ứng cho FeS2 tác dụng với O2

Đốt cháy quặng pirit ở nhiệt độ cao

3. Hiện tượng Hóa học

Xuất hiện màu nâu đỏ của sắt (III) oxit Fe2O3

Dưới đây THPT Ninh Châu xin trình bày chi tiết và khí lưu huỳnh dioxit và cách điều chế trong công nghiệp.

I. Khí lưu huỳnh đioxit là gì? Nguồn gốc hình thành

* Lưu huỳnh dioxit hay anhiđrit sunfuro là một hợp chất khí có công thức hóa học là SO2

* Nguồn gốc tự nhiên

– Khí thoát ra từ các vụ phun trào của núi lửa.

– Sự phân hủy của các hợp chất sinh học có chứa lưu huỳnh để tạo thành SO2 và oxit lưu huỳnh.

* Nguồn gốc nhân tạo

– Khói thải từ các nhà máy lọc dầu, đốt than, sản xuất xi măng, bột giấy, luyện kim và công nghiệp chế biến.

– Sinh hoạt hàng ngày: Khói thuốc lá, thiết bị sử dụng gas làm nhiên liệu như bếp, lò nung, máy sấy quần áo,…không đúng cách hoặc thiếu khí. Khí thải từ các chất đốt như rơm, gỗ, than đá,…

– Các phương tiện giao thông: Khí thải của oto, xe máy,…

II. Các tính chất đặc trưng

1. Tính chất vật lý

– Trạng thái vật lý: Tồn tại ở thể khí, nặng hơn không khí

– Màu sắc: Không màu

– Mùi: Mùi gây kích thích mạnh, có vị hăng cay

– Nhiệt độ nóng chảy: −72.4 °C (200.75 K)

– Nhiệt độ sôi: −10 °C (263 K)

– Độ hòa tan trong nước: 9.4 g/100 mL (25 °C)

– Khối lượng riêng: 2.551 g/L, gas

– Khối lượng phân tử mol: 64.054 g mol−1

2. Tính chất hóa học

– Công thức hóa học: SO2

[CHUẨN NHẤT] FeS2 ra SO2 - điều chế lưu huỳnh đi ô xít trong công nghiệp điều chế SO2 trong công nghiệp (ảnh 2)
[CHUẨN NHẤT] FeS2 ra SO2 - điều chế lưu huỳnh đi ô xít trong công nghiệp điều chế SO2 trong công nghiệp (ảnh 3)
Cấu trúc hóa học của SO2

– Oxy hóa chậm trong không khí: Do quá trình quang hóa hoặc chất xúc tác mà SO2 dễ bị oxy hóa thành SO3 trong khí quyển.

– Là một oxit axit, tan trong nước để tạo thành axit sunfit H2SO3. Đây là một axit yếu

S + O2 → SO2

SO2 + H2O → H2SO3

– Tác dụng với dung dịch kiềm

Tùy vào tỷ lệ mol OH– và SO2 mà muối tạo thành có thể là muối sunfit, hiđrosunfit hoặc cả hai. Gọi T là tỷ lệ mol tương ứng của OH và SO2

+ T < hoặc = 1 → muối  HSO3

SO2 + NaOH → NaHSO3

 + T > hoặc = 2 → SO32- 

SO2 + 2NaOH → Na­2SO3 + H2O

+ 1 < T < 2  → 2 muối: HSO3– và SO32- 

Làm vẩn đục nước vôi trong. Đó là muối caxi sunfit CaSO3 không tan

Ca(OH)2

+

SO2

H2O

+

CaSO3

(dd)

 

(khí)

 

(lỏng)

 

(kt)

 

 

(không màu)

 

(không màu)

 

(trắng)

– S trong SO2 có số oxy hóa là +4 lên nó có thể lên +6 hoặc -2. Do đó SO2 vừa là chất oxy hóa, vừa là chất khử.

+ Là chất khử mạnh khi phản ứng với chất oxy hóa mạnh (S+4 → S+6)    

2SO2 + O2 → 2SO3 (V2O5, 4500C)

Cl2 + SO2 + 2H2O → H2SO4 + 2HCl

+ Làm mất màu nước Brom

SO2 + Br2 + 2H2O → 2HBr + H2SO4

+ Làm mất màu dung dịch thuốc tím

5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → K2SO4 + 2MnSO4 + 2 H2SO4

+ Là chất oxy hóa mạnh khi phản ứng với chất khử mạnh

SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O

SO2 + 2Mg → S + 2MgO

 III. Quy trình điều chế khí lưu huỳnh dioxit SO2 

1. Trong công nghiệp

– Đốt lưu huỳnh

S + O2 (to) → SO2

– Đốt cháy H2S trong oxi dư

2H2S + 3O2 → 2H2O + 2SO2

– Cho kim loại tác dụng với H2SO4 đặc nóng

Cu + 2H2SO4(đặc nóng) → CuSO4 + SO2 + 2H2O

– Đốt pyrit sắt (FeS2)

4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 

2. Trong phòng thí nghiệm

Trong phòng thí nghiệm, khí SO2 được điều chế bằng cách cho muối sunfit là muối của axit yếu tác dụng với axit mạnh hơn thường là dung dịch axit sunfuric với muối natri sunfit với các bước sau:

– Lắp dụng cụ thí nghiệm theo mô hình sau

[CHUẨN NHẤT] FeS2 ra SO2 - điều chế lưu huỳnh đi ô xít trong công nghiệp điều chế SO2 trong công nghiệp (ảnh 4)
Điều chế SO2 trong phòng thí nghiệm

– Rót từ từ dung dịch axit sunfuric vào bình chứa natri sunfit rồi đậy nắp lại.

Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + SO2

– Đun nóng bình trên ngọn lửa đèn cồn có sử dụng lưới amiang.

– Thu khí lưu huỳnh dioxit bằng phương pháp chuyển không khí. Dùng bông tẩm dung dịch natri hidroxit NaOH để hạn chế lượng khí SO2 thoát ra ngoài. Không dùng bông tẩm khí amoniac NH3 vì nó là khí dễ bay hơi khiến việc thu khí không đạt hiệu quả cao.

Không nên cho muối sunfit tác dụng với axit clo hidric vì axit này rất dễ bay hơi và hòa lẫn vào SO2 . Do đó, khi tiến hành thử nghiệm tính chất hóa học, kết quả sẽ không còn chính xác nữa.

IV. Những ứng dụng thực tế của lưu huỳnh dioxit

– Dùng trong sản xuất hợp chất Axit Sunfuric

– Sử dụng làm chất tẩy trắng bột giấy và dung dịch đường:

+ Trong quá trình tiếp xúc với lignin và một số hợp chất khác trong bột giấy hay giấy, SO2 sẽ làm mất màu của một số hợp chất tạo ra hợp chất hữu cơ màu trắng sáng.

+ Khi sản xuất đường tinh luyện từ mía, một chút nước vôi trong sẽ được cho vào nước mía và sục khí SOvào. Lưu huỳnh đioxit sẽ làm trong nước mía bằng cách kết tủa nước vôi trong và khi cô đặc thu được đường tinh luyện màu trắng.

– Ứng dụng trong làm chất bảo quản cho các loại thực phẩm sấy khô:

+ Làm chất bảo quản cho các loại hoa quả sấy khô như vải, mơ, nho,.. với khả năng giúp ngăn cản sự phát triển của một số loại vi khuẩn và nấm gây hư hại cho thực phẩm.

+ Giúp thực phẩm không bị hư hỏng, thối rửa, giữ màu sắc tươi ngon trong một thời gian dài.

– Trong ngành sản xuất rượu:

+ Sử dụng lưu huỳnh đioxit trong sản xuất rượu với tỷ lệ rất nhỏ

+ Nồng độ SO2 dưới 50 pm, rượu vẫn giữ được vị thơm ngon đặc trưng của mình

+ Ứng dụng trong làm sạch các thiết bị trong nhà máy sản xuất rượu

– Trong phòng thí nghiệm: sử dụng làm thuốc thử để nhận biết các chất khác và được dùng như một dung môi trơ.

V. Các tác hại của Khí Sunfurơ – lưu huỳnh đioxit

1. Khí sunfuro đối với môi trường

– Đây là một chất khí gây ô nhiễm môi trường không khí.

– Lưu huỳnh đioxit bị oxy hóa và tác dụng với nước sẽ tạo ra axit sunfuric gây hiện tường mưa axit làm ảnh hưởng đến các loài động, thực vật khi tiếp xúc.

– Làm mỏng tầng ozon.

– SO2 cũng là một axit gây ăn mòn kim loại, bê tông trong điều kiện không khí ẩm. Các hiện tượng dễ nhận thấy nhất đó là gây rỉ sét cho sắt thép, thay đổi các tính chất vật lý màu sắc của đá vôi.

2. Khí sunfurơ gây hại cho sức khỏe con người

– Lưu huỳnh dioxit (SO2) và sunphua anhyđrit (SO3) trong tổ hợp các hạt lơ lửng và hơi ẩm rất có hại cho con người và các loại động vật.

– Khi hít phải khí sunfuro sẽ gây khó thở, nóng rát trong mũi và cổ họng… là nguyên nhân của bệnh viêm phổi, viêm đường hô hấp, viêm mắt…

– Khi tiếp xúc với da sẽ gây phù nề, phỏng thậm chí là hoại tử

– Khí sunfuro khi đi vào trong màu thông qua đường hô hấp hay tiêu hóa sẽ làm giảm khả năng vận chuyển oxy của các hồng cầu, làm nạn nhân rơi vào trạng thái khó thở.

– Biện pháp sơ cứu y tế

– Nhiễm độc cấp tính

+ Đưa nạn nhân tới nơi thoáng khí và cho thở oxy, nếu khó thở có thể cho uống thuốc giãn phế quản.

+ Nếu tiếp xúc với da, cần dùng dung dịch natri sunfit nồng độ 2% để rửa sạch.

+ Dùng dung dịch epherin nồng độ 2- 3% để nhỏ mũi.

+ Đưa nạn nhân tới cơ sở y té gần nhất để theo dõi và điều trị tiếp nếu cần.

– Nhiễm độc mãn tính

+ Dừng việc tiếp xúc với SO2 bằng cách chuyển người bị nhiễm độc đến nơi làm việc khác nếu có thể.

+ Nếu không thể thay đổi công việc thì những người đó cần tập các bài thở rèn luyện cho cơ quan hô hấp.

+ Dùng thêm kháng sinh nếu cần, bổ sung các thực phẩm giàu protein, uống sữa, đường để tăng cường sức đề kháng, phòng độc cho cơ thể.

Những lưu ý khi làm việc 

+ Mang trang phục bảo hộ lao động không hấp thụ SO2, khẩu trang hoạt tính, mặt nạ chống độc nếu phải tiếp xúc với nồng độ cao

+ Dùng nước súc miệng là dung dịch natri sunfit 10%.

+ Ăn nhiều chất đạm, vitamin

Đăng bởi: Đại Học Đông Đô

Chuyên mục: Lớp 12, Hóa Học 12

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Back to top button