Chúng ta bắt đầu với câu hỏi đầu tiên nhé:

a) Sản xuất vôi sống (CaO) trong công nghiệp:

Để sản xuất vôi sống (canxi oxit, CaO) trong công nghiệp, chúng ta cần đến một nguyên liệu vô cùng quen thuộc: đá vôi.

* Nguyên liệu: Đá vôi. Thành phần chính của đá vôi là canxi cacbonat (CaCO₃).

* Phương pháp sản xuất: Phương pháp chính để sản xuất vôi sống từ đá vôi là nung đá vôi ở nhiệt độ cao trong các lò nung chuyên dụng. Quá trình này được gọi là nung vôi.

Khi đá vôi được nung nóng đến nhiệt độ khoảng 900 – 1000 độ C, phản ứng nhiệt phân sẽ xảy ra. Canxi cacbonat sẽ phân hủy thành canxi oxit (vôi sống) và khí cacbon đioxit.

* Phương trình hóa học:

CaCO₃ (rắn) –(nhiệt độ cao)–> CaO (rắn) + CO₂ (khí)

Cô nhắc lại, đây là phản ứng phân hủy, trong đó một chất ban đầu sinh ra hai hay nhiều chất mới.

Bây giờ, chúng ta sang câu hỏi thứ hai nhé!

b) Điều chế khí sunfurơ (SO₂) trong phòng thí nghiệm:

Khí sunfurơ, hay còn gọi là lưu huỳnh đioxit (SO₂), là một loại khí có mùi hắc, độc. Trong phòng thí nghiệm, chúng ta có thể điều chế khí này bằng một số phương pháp.

* Phương pháp điều chế: Phương pháp phổ biến và dễ thực hiện nhất trong phòng thí nghiệm là cho axit mạnh tác dụng với muối sunfit. Cụ thể, chúng ta có thể dùng dung dịch axit clohidric (HCl) hoặc dung dịch axit sulfuric loãng (H₂SO₄ loãng) tác dụng với dung dịch natri sunfit (Na₂SO₃) hoặc natri hidrosunfit (NaHSO₃).

Khi axit mạnh gặp muối sunfit, phản ứng trao đổi sẽ xảy ra, sinh ra khí sunfurơ, muối mới và nước.

* Phương trình hóa học:

Nếu dùng natri sunfit:

Na₂SO₃ (rắn hoặc dung dịch) + 2HCl (dung dịch) –> SO₂ (khí) + 2NaCl (dung dịch) + H₂O (lỏng)

Hoặc:

Na₂SO₃ (rắn hoặc dung dịch) + H₂SO₄ (loãng, dung dịch) –> SO₂ (khí) + Na₂SO₄ (dung dịch) + H₂O (lỏng)

Nếu dùng natri hidrosunfit, phương trình cũng tương tự, chỉ khác về tỉ lệ mol:

2NaHSO₃ (rắn hoặc dung dịch) + H₂SO₄ (loãng, dung dịch) –> 2SO₂ (khí) + 2Na₂SO₄ (dung dịch) + 2H₂O (lỏng)

Trong phòng thí nghiệm, ta thường thu khí SO₂ bằng cách đẩy không khí hoặc úp ngược bình vì SO₂ nặng hơn không khí và tan trong nước.

Cuối cùng, chúng ta đến với phần điều chế khí sunfurơ trong công nghiệp.

c) Điều chế khí sunfurơ (SO₂) trong công nghiệp:

Trong công nghiệp, khí sunfurơ không được điều chế trực tiếp bằng phương pháp hóa học như trong phòng thí nghiệm vì quy mô và hiệu quả. Thay vào đó, khí sunfurơ được thu hồi từ các quá trình khác.

* Phương pháp điều chế: Khí sunfurơ chủ yếu được thu hồi từ hai nguồn chính:

1. Đốt cháy lưu huỳnh: Đây là phương pháp truyền thống và phổ biến. Người ta đốt cháy nguyên tố lưu huỳnh (S) trong không khí hoặc trong oxi với điều kiện nhiệt độ thích hợp.

* Phương trình hóa học:

S (rắn) + O₂ (khí) –(nhiệt độ)–> SO₂ (khí)

2. Nung quặng pirít sắt (FeS₂): Quặng pirít sắt là một nguồn lưu huỳnh dồi dào trong tự nhiên. Khi nung quặng pirít sắt trong không khí, nó sẽ phản ứng với oxi sinh ra sắt(III) oxit và khí sunfurơ.

* Phương trình hóa học:

4FeS₂ (rắn) + 11O₂ (khí) –(nhiệt độ cao)–> 2Fe₂O₃ (rắn) + 8SO₂ (khí)

Khí sunfurơ thu được từ các quá trình này sau đó sẽ được xử lý tiếp để sản xuất axit sulfuric.

Vậy là chúng ta đã cùng nhau hoàn thành ba phần của bài tập rồi. Các em có câu hỏi nào về bài tập này không? Nếu có, đừng ngần ngại hỏi cô nhé! Hãy xem lại các phương trình phản ứng và ghi nhớ kỹ các nguyên liệu, phương pháp điều chế. Chúc các em học tốt!