Bản chất phản ứng
- Đây là một phản ứng oxi hóa - khử phức tạp và mạnh mẽ, thường được gọi là phản ứng đốt cháy hoặc nung.
- Trong FeS₂, sắt có số oxi hóa +2 và lưu huỳnh có số oxi hóa -1.
- Trong phản ứng, nguyên tử sắt (Fe) bị oxi hóa từ +2 lên +3 (trong Fe₂O₃), mỗi nguyên tử Fe nhường 1 electron.
- Nguyên tử lưu huỳnh (S) bị oxi hóa từ -1 lên +4 (trong SO₂), mỗi nguyên tử S nhường 5 electron.
- Nguyên tử oxi (O) trong O₂ có số oxi hóa 0, bị khử thành -2 (trong Fe₂O₃ và SO₂), mỗi nguyên tử O nhận 2 electron.
- Tổng số electron nhường và nhận phải bằng nhau, dẫn đến sự thay đổi số oxi hóa của cả Fe và S, đồng thời oxi là chất oxi hóa.
- Phản ứng này tỏa ra lượng nhiệt lớn, là phản ứng tỏa nhiệt điển hình.
Phương trình ion thu gọn
Không có
Hướng dẫn các bước cân bằng
- Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố thay đổi.
- Fe trong FeS₂: +2; S trong FeS₂: -1
- O trong O₂: 0
- Fe trong Fe₂O₃: +3; O trong Fe₂O₃: -2
- S trong SO₂: +4; O trong SO₂: -2
- Bước 2: Viết các quá trình oxi hóa và khử.
- Quá trình oxi hóa (từ FeS₂): Fe²⁺ → Fe³⁺ + 1e⁻ và 2S⁻¹ → 2S⁺⁴ + 10e⁻. Tổng cộng FeS₂ nhường 1 + 10 = 11e⁻.
- Quá trình khử (từ O₂): O₂⁰ + 4e⁻ → 2O⁻².
- Bước 3: Cân bằng số electron nhường và nhận.
- Bội số chung nhỏ nhất của 11 và 4 là 44.
- Nhân quá trình oxi hóa (11e⁻) với 4.
- Nhân quá trình khử (4e⁻) với 11.
- Bước 4: Đặt hệ số vào phương trình.
- 4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂
- Bước 5: Kiểm tra lại số nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế.
- Fe: 4 (trái) = 2 × 2 = 4 (phải) - Đã cân bằng.
- S: 4 × 2 = 8 (trái) = 8 × 1 = 8 (phải) - Đã cân bằng.
- O: 11 × 2 = 22 (trái) = (2 × 3) + (8 × 2) = 6 + 16 = 22 (phải) - Đã cân bằng.
1. Điều kiện phản ứng
Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ cao (nung nóng) và có mặt không khí (cung cấp O₂).
2. Hiện tượng sau phản ứng
Chất rắn màu vàng xám của quặng pyrit cháy trong không khí, chuyển dần thành chất rắn màu nâu đỏ (sắt(III) oxit) và có khí không màu, mùi hắc đặc trưng (lưu huỳnh đioxit) thoát ra.
3. Quá trình phản ứng
- Ban đầu, khối quặng pyrit sắt (FeS₂) có màu vàng xám được nung nóng trong lò công nghiệp.
- Khi nhiệt độ đủ cao và có luồng khí oxi (từ không khí) đi qua, quặng pyrit bắt đầu bốc cháy.
- Quá trình cháy diễn ra mãnh liệt, chuyển đổi hoàn toàn quặng pyrit thành một chất rắn màu nâu đỏ.
- Đồng thời, một lượng lớn khí có mùi hắc, gây khó chịu thoát ra liên tục từ phản ứng.
Mẹo nhớ nhanh bài học: Nung pyrit (FeS₂) với oxi, sắt từ +2 lên +3, lưu huỳnh từ -1 lên +4, tạo oxit sắt(III) và khí SO₂.
4. Thông thư chi tiết các chất tham gia phản ứng (Reactants)
| Công thức | Tên gọi | Trạng thái |
|---|---|---|
| FeS₂ | Pyrit sắt (Quặng pyrit, Disunfua sắt) | Rắn (màu vàng đồng/vàng xám) |
| O₂ | Oxi | Khí (không màu) |
5. Thông tin chi tiết các chất sản phẩm sau phản ứng (Products)
| Công thức | Tên gọi | Trạng thái |
|---|---|---|
| Fe₂O₃ | Sắt(III) oxit | Rắn (màu nâu đỏ) |
| SO₂ | Lưu huỳnh đioxit (khí sunfurơ) | Khí (không màu, mùi hắc) |
Bài tập vận dụng kiểm tra kiến thức liên quan
Trong công nghiệp sản xuất axit sunfuric, phản ứng đầu tiên nung quặng pyrit (FeS₂) với khí oxi tạo ra sản phẩm khí nào sau đây?
A
Khí H₂S
B
Khí SO₃
C
Khí SO₂
D
Khí O₂ dư
Lời giải chi tiết:
Phản ứng nung quặng pyrit sắt (FeS₂) với khí oxi (O₂) tạo ra sắt(III) oxit (Fe₂O₃) và khí lưu huỳnh đioxit (SO₂). Phương trình phản ứng đã cân bằng là 4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂. Khí SO₂ là sản phẩm khí chính và là nguyên liệu quan trọng cho các bước tiếp theo trong quá trình sản xuất axit sunfuric. Khí H₂S không phải sản phẩm của phản ứng này. Khí SO₃ được tạo ra ở giai đoạn sau, khi SO₂ tiếp tục bị oxi hóa có xúc tác. O₂ dư có thể tồn tại nhưng không phải là sản phẩm chính của phản ứng.
Thu Thủy
Cử nhân Hóa học Đại học Khoa học Tự nhiên. Có 5 năm kinh nghiệm giảng dạy và số hóa tài liệu giáo dục môn Hóa học.
Cập nhật: 26/06/2026
Đã kiểm duyệt chuyên môn
Miễn trừ trách nhiệm (Disclaimer): Toàn bộ thông số hóa học, điều kiện phản ứng và hiện tượng được tham chiếu từ cơ sở dữ liệu danh pháp IUPAC và sách giáo khoa Hóa học chuẩn. Dữ liệu mang tính chất tham khảo phục vụ học thuật. Chúng tôi khuyến cáo người dùng không tự ý thực hành các phản ứng sinh nhiệt, tạo khí độc hoặc chất nổ tại nhà khi không có thiết bị bảo hộ và sự giám sát của chuyên gia.