Pyrite (FeS2) thường được dùng làm nguyên liệu thô trong sản xuất công nghiệp sulfur dạng đơn chất. Bằng cách đun nóng pyrite trong môi trường giới hạn không khí (hiệu suất chuyển hoá là 100%), tạo ra sulfur, Fe3O4 (màu đen) và một lượng nhỏ sản phẩm phụ SO2. Có thể đo lượng SO2 tạo ra bằng quy trình sau:
Nung bột quặng thô trong lò ống kiểm soát nhiệt độ. Hấp thụ lượng SO2, tạo thành bằng dung dịch NaOH 2M. Khi phản ứng hoàn tất. chuyển dung dịch vào bình định mức 500ml và thêm nước cất vào cho đến khi chạm vạch. Lấy 25,0ml dung dịch này vào bình chira 50,0ml dung dịch chuẩn I2 0.05M và 5ml dung dịch H2SO4 20%. Sau khi đặt bình vào trong bóng tối 5 phút, đem dung dịch đi chuẩn độ với dung dịch chuẩn Na2S2O3. Khi màu dung dịch chuyển sang nâu nhạt, thêm 3ml hồ tinh bột 0,5% vào và chuẩn độ tiếp đến khi màu xanh của hệ biến mất.
Trong một thí nghiệm kiểm tra như trên bắt đầu từ pyrite, thu được 17,6 gam sulfur Khi phân tích khi sản phẩm phụ theo quy trình trên dùng hết 18,47ml dung dịch chuẩn Na2S2O3. Giả sử không có hợp chất chứa sulfur nào khác được tạo thành, hãy tính % sulfur trong pyrite đã hao hụt dưới dạng sản phẩm phụ. (Làm tròn kết quả đến hàng phần trăm)
Câu trả lời tốt nhất
(1)3FeS2 + 2O2 → 6S+ Fe3O4.
(1) S + O2 → SO2. Hoặc 3FeS2 + 8O2 → 6SO2 + Fe3O4.
(3) SO2 + 2NaOH → Na2SO3 +H2O.
(4) Na2SO3 +I2 + H2O → Na2SO4 +2HI.
(5) 2Na2S2O3 +I2 → Na2S4O6 +2NaI.
Số mol I2: 50.0,05 = 2,5 mmol.
Số mol Na2S2O3 = 18,47.0,1= 1,847mmol số mol I2 ở phản ứng (5) là:
1,847/2 = 0,9235mmol.
Số mol Na2SO3 = = 2,5 – 0,9235= 1,5765mmol.
Khối lượng S tạo sản phẩm phụ: 32.20.1,5765= 1008,96 mg= 1,00896gam.
% sulfur tạo sản phẩm phụ: 5,42%