Sulfuric acid là một trong những hóa chất quan trọng được sử dụng trong công nghiệp. Phương pháp sản xuất sulfuric acid phổ biến là phương pháp tiếp xúc, theo đó acid có thể được sản xuất từ quặng pyrite qua các giai đoạn theo sơ đồ sau:
• Giai đoạn 1: Sản xuất SO2
4FeS2(s) + 11O2(g) → 2Fe2O3(s) + 8SO2(g) (1)
• Giai đoạn 2: Sản xuất SO3
2SO2(g) + O2(g) ⇋ 2SO3(g)
= -196kJ (2)
• Giai đoạn 3: Sản xuất H2SO4
H2SO4(aq) + nSO3(g) → H2SO4.nSO3) (oleum) (3)
H2SO4.пSO3() + nH2O(1) → (n + 1)H2SO4(aq) (4)
Cho các phát biểu sau:
(1) Ở giai đoạn (1) có thể thay quặng pyrite bằng sulfur.
(2) Ở giai đoạn (2), khi giảm nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận, nhưng nhiệt độ thấp thì tốc độ phản ứng chậm; nhiệt độ phù hợp thực hiện phản ứng khoảng 450°C.
(3) Ở giai đoạn (3), oleum được tạo ra bằng cách phun dung dịch H2SO4 loãng từ trên xuống và bơm SO3 từ dưới lên.
(4) Từ 1,2 tấn quặng pyrite (chứa 80% FeS2, các tạp chất trong quặng không chứa sulfur) sản xuất được 870 lít dung dịch H2SO4 98% (D = 1,84 g/mL). Biết hiệu suất của cả quá trình là 90% (chỉ làm tròn ở phép tính cuối cùng, kết quả làm tròn đến hàng đơn vị).
(5) Pha loãng 3,38 gam oleum X vào nước thành 1,0 lít dung dịch sulfuric acid, sau đó tiến hành chuẩn độ 10,0 mL dung dịch acid này bằng dung dịch chuẩn NaOH 0,10 M. Thể tích NaOH trung bình cần sử dụng để chuẩn độ là 8,00 mL. Phần trăm khối lượng của sulfur trong X là 37,87% (kết quả làm tròn đến hàng phần trăm).
Số phát biểu đúng là bao nhiêu?
Câu trả lời tốt nhất
(1) Đúng: S(s) + O2(g) —> SO2(g)
(2) Đúng, do
< 0 nên chiều thuận tỏa nhiệt. Khi giảm nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận, nhưng nhiệt độ thấp làm phản ứng xảy ra chậm nên nhiệt độ phù hợp thực hiện phản ứng khoảng 450°C.
(3) Sai, giai đoạn 3 phải dùng H2SO4 đặc. Phun dung dịch H2SO4 đặc từ trên xuống và bơm SO3 từ dưới lên thì hiệu quả tiếp xúc sẽ tốt nhất.
(4) Sai
Bảo toàn S —> nH2SO4 = 1200.80%.90%.2/120 = 14,4 kmol
—> Vdd H2SO4 98% = 14,4.98/(98%.1,84) = 783 L
(5) Đúng
nNaOH = 0,8 mmol —> nS (10 mL) = H2SO4 (10 mL) = 0,4 mmol
—> nS (3,38 gam X) = nS (1 L) = 40 mmol = 0,04 mol
—> %S = 0,04.32/3,38 = 37,87%
