FeS2 có tác dụng được với dung dịch axit như dung dịch axit HCl, H2SO4 . . . không? là chủ đề được nhiều học sinh, thầy cô giáo quan tâm bởi FeS và FeS2 có sự khác nhau.
FeS2 có tác dụng với axit HCl không?
FeS2 KHÔNG tác dụng với dung dịch axit HCl ở mọi nồng độ và FeS2 chỉ tan trong dung dịch có tính oxi hóa mạnh như H2SO4 đậm đặc.
Khẳng định FeS2 không tác dụng với HCl đã được thầy giáo Ths. Ngô Xuân Quỳnh chia sẻ trên Blog hóa học của thầy và một vài dẫn chứng khác rất uy tín để chúng ta đặt trọn niềm tin và để giải thích tại sao FeS2 không tác dụng được với dung dịch axit HCl:
Thầy giáo Ngô Xuân Quỳnh đã làm thí nghiệm trực tiếp khi cho FeS2 vào dung dịch HCl ở mọi nồng độ đều không xảy ra phản ứng hóa học hòa tan FeS2.
Cô Đặng Thị Thuận An (Giảng viên khoa Hóa – ĐH Sư phạm – ĐH Huế, thành viên tổ ra đề thi ĐH 2010, 2011, 2012): “Cấu trúc tinh thể Pirit sắt không hề có mặt của Lưu huỳnh đơn chất, vậy việc lý luận như một số giáo viên để cho lưu huỳnh đơn chất là không thỏa đáng. Nếu xét về mặt phản ứng oxi hóa khử thì phản ứng trên hoàn toàn không hợp lý. Trong chương trình hóa học phổ thông không có phản ứng này nên đề thi ĐH sẽ không đề cập đến.
Trả lời của Thầy Trần Dương (Trưởng Khoa Hóa học ĐHSP – Huế): “Xét về tích số tan của FeS2 rất nhỏ (nhỏ hơn 10-20) vì thế H+ không có khả năng hòa tan FeS2 thành Fe2+“.
Trả lời của Thầy Trần Văn Hùng (Tổ trưởng tổ Hóa Trường THPT Chuyên Quốc Học Huế): “Về vấn đề FeS2 từ trước đến giờ chỉ xét phản ứng của chất này trong axit có tính oxi hóa mạnh. Bản thân các bài toán có tính toán định lượng về việc FeS2 tan trong axit thường cần xem xét lại các số liệu và luận cứ khoa học, tránh những hiểu nhầm.”
PGS.TS Triệu Thị Nguyệt – Khoa Hóa – ĐHKHTN – ĐHQGHN cũng nói KHÔNG PHẢN ỨNG VỚI HCl
Thảo luận về vấn đề phản ứng giữa FeS2 với acid
Trước hết, trong các tài liệu đại học trong nước và nước ngoài đều không nói có phản ứng xảy ra. Sách giáo khoa THPT của các bạn cũng không nói. Thầy Quỳnh đã nêu ra dẫn chứng từ 2 tài liệu nước ngoài tiêu biểu:
Tính chất lí hóa học các hợp chất vô cơ, Bộ môn Vô cơ – Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Nga, Liên bang Nga: ” FeS2 KHÔNG TAN TRONG NƯỚC, KHÔNG TAN TRONG AXIT LOÃNG (H+) , KHÔNG TAN TRONG DUNG DỊCH KIỀM”
Hóa học các nguyên tố, N.N.Greenwood, A. Earnshaw, Đại học Leeds, Vương quốc Anh, cũng có những ý tương tự.
Thứ hai là ý kiến của một số thầy cô chuyên gia hóa học Việt Nam. Nhiều thầy cô vẫn thường cho rằng, FeS2 có thể coi là hỗn hợp của FeS và S viết dưới dạng FeS.S để viết phản ứng với axit theo dạng :
FeS.S + H2SO4 → FeSO4 + H2S + S
Tuy nhiên nhận thấy đây là sự sai lầm chết người.
Dưới đây là một câu hỏi trong đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh năm 2010 với đáp án cũng liên quan đến vấn đề mà chúng ta đang tìm hiểu ở trên.
Cho 88,2 g hỗn hợp A gồm FeCO3, FeS2 cùng lượng không khí (lấy dư 10% so với lượng cần thiết để đốt cháy hết A) vào bình kín dung tích không đổi. Nung bình một thời gian để xảy ra phản ứng, sau đó đưa bình về nhiệt độ trước khi nung, trong bình có khí B và chất rắn C (gồm Fe2O3, FeCO3, FeS2). Khí B gây ra áp suất lớn hơn 1,45% so với áp suất khí trong bình đó trước khi nung. Hòa tan chất rắn C trong lượng dư H2SO4 loãng, được khí D (đã làm khô); các chất còn lại trong bình cho tác dụng với lượng dư dung dịch KOH thu được chất rắn E. Để E ngoài không khí cho đến khi khối lượng không đổi, được chất rắn F. Biết rằng: Trong hỗn hợp A một muối có số mol gấp 1,5 lần số mol của muối còn lại; giả thiết hai muối trong A có khả năng như nhau trong các phản ứng; không khí chứa 20% oxi và 80% nitơ về thể tích.
a) Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra.
b) Tính phần trăm khối lượng của các chất trong hỗn hợp F.
c) Tính tỉ khối của khí D so với khí B.
Phương trình phản ứng hóa học xảy ra như sau:
4FeCO3 + O2 → 2Fe2O3 + 4CO2 (1)
4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 (2)
+ Khí B gồm: CO2, SO2, O2, N2; chất rắn C gồm: Fe2O3, FeCO3, FeS2.
+ C phản ứng với dung dịch H2SO4 loãng:
Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O (3)
FeCO3 + H2SO4 → FeSO4 + H2O + CO2(4)
FeS2 + H2SO4 → FeSO4 + S↓ + H2S (5)
+ Khí D gồm: CO2 và H2S; các chất còn lại gồm: FeSO4, Fe2(SO4)3, H2SO4 dư và S, khi tác dụng với KOH dư:
2KOH + H2SO4 → K2SO4 + 2H2O (6)
2KOH + FeSO4 → Fe(OH)2↓ + K2SO4 (7)
6KOH + Fe2(SO4)3 → 2Fe(OH)3↓+ 3K2SO4 (8)
+ Kết tủa E gồm Fe(OH)2, Fe(OH)3 và S, khi để ra không khí thì chỉ có phản ứng:
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 (9)
Vậy F gồm Fe(OH)3 và S
Kết luận: FeS2 không tác dụng với dung dịch HCl ở mọi nồng độ và phản ứng được với dung dịch axit có tính oxi hóa mạnh như H2SO4 đậm đặc.
Với đam mê truyền đạt và chia sẻ những kiến thức hóa học hữu ích với mọi người, TC Chemistry không chỉ giới hạn việc chia sẻ kiến thức hóa học từ cơ bản đến nâng cao, mà còn cung cấp câu hỏi, đề thi thử và phương trình phản ứng hóa học để giúp người đọc hiểu sâu về chủ đề và phát triển kỹ năng trong lĩnh vực này.