(0,5 điểm): Quặng pyrite có thành phần chính là FeS₂ được dùng làm nguyên liệu để sản xuất sulfuric acid. Phản ứng xảy ra theo sơ đồ sau:

Fe{S}_2+O_2\stackrel{t^o}{---\to }F{e}_2{O}_3+S{O}_2

Tính thể tích không khí (chứa 21% thể tích oxygen, ở điều kiện chuẩn) cần dùng để đốt cháy hoàn toàn 2,4 tấn FeS₂ trong quặng pyrite.

a) CaO + \stackrel{0}{C} \stackrel{t°}{\to }Ca\stackrel{-1}{C}{}_2+ \stackrel{+2}{C}O

Trong phản ứng C vừa đóng vai trò là chất oxi hoá, vừa đóng vai trò là chất khử.

Ta có các quá trình:

Quá trình oxi hóa: $\stackrel{0}{C}\to \stackrel{+2}{C}+2e$

Quá trình khử: $\stackrel{0}{C}+1e\to \stackrel{-1}{C}$

$\begin{array}{ll}1\times \hfill & 1\times \hfill \end{array}|\begin{array}{l}\stackrel{0}{C}\to \stackrel{+2}{C}+2e\\ 2\stackrel{0}{C}+2e\to 2\stackrel{-1}{C}\end{array}$

Phương trình hoá học:

CaO + 3C $\stackrel{t°}{\to }$ CaC₂ + CO

b) \stackrel{0}{\stackrel{⌢}{C_{12}{H}_{22}{O}_{11}}}+H_2\stackrel{+6}{S}{O}_4\to \stackrel{+4}{C}{O}_2+\stackrel{+4}{S}{O}_2+\stackrel{+1}{H}{}_{2}O

- Chất khử: C₁₂H₂₂O₁₁; chất oxi hóa: H₂SO₄.

Ta có các quá trình:\stackrel{+6}{S}+2e\to \stackrel{+4}{S}

Quá trình oxi hoá: \stackrel{0}{\stackrel{⌢}{C_{12}{H}_{22}{O}_{11}}}\to 12\stackrel{+4}{C}+22\stackrel{+1}{H}+11\stackrel{-2}{O}+48e

Quá trình khử:

\begin{array}{l}1\times \\ 24\times \end{array}|\begin{array}{ll}\stackrel{0}{\stackrel{⌢}{C_{12}{H}_{22}{O}_{11}}}\to 12\stackrel{+4}{C}+22\stackrel{+1}{H}+11\stackrel{-2}{O}+48e\hfill & \stackrel{+6}{S}+2e\to \stackrel{+4}{S}\hfill \end{array}

Phương trình hóa học:

$C_{12}{H}_{22}{O}_{11}+24H_{2}S{O}_4\to 12C{O}_2\uparrow +24S{O}_2\uparrow +35H_{2}O$

CO\left(g\right)+C{l}_2\left(g\right)\stackrel{thanhoattinh}{\to }COC{l}_2\left(g\right)

Áp dụng công thức:

{\Delta }_r{H}_{298}^0=E_b(CO)+E_b(C{l}_2)-E_b(COC{l}_2)

= E_C≡O + E_{Cl – Cl} – E_C=O – 2E_{C – Cl}

= 1075 + 243 – 745 – 2.339 = - 105 kJ.