Задача:
Дана цепочка превращений:
\[FeS_2 \xrightarrow{1} SO_2 \xrightarrow{2} SO_3 \xrightarrow{3} CaSO_4\]
Составить уравнения реакций, расставить коэффициенты, указать тип реакции и назвать продукты.
Решение:
1. Превращение \(FeS_2 \rightarrow SO_2\)
Это обжиг пирита (дисульфида железа). При обжиге пирита образуется оксид серы(IV) и оксид железа(III).
Уравнение реакции:
\[4FeS_2 + 11O_2 \xrightarrow{t} 2Fe_2O_3 + 8SO_2\]
Тип реакции: Окислительно-восстановительная реакция (реакция замещения/соединения).
Продукты: Оксид железа(III), оксид серы(IV).
2. Превращение \(SO_2 \rightarrow SO_3\)
Это окисление оксида серы(IV) до оксида серы(VI). Эта реакция является ключевой стадией в производстве серной кислоты и обычно проводится в присутствии катализатора (например, \(V_2O_5\)) и при нагревании.
Уравнение реакции:
\[2SO_2 + O_2 \xrightarrow{V_2O_5, t} 2SO_3\]
Тип реакции: Окислительно-восстановительная реакция (реакция соединения).
Продукты: Оксид серы(VI).
3. Превращение \(SO_3 \rightarrow CaSO_4\)
Оксид серы(VI) является кислотным оксидом. При взаимодействии с основным оксидом (например, оксидом кальция) или основанием (например, гидроксидом кальция) он образует соль - сульфат.
Уравнение реакции (с оксидом кальция):
\[SO_3 + CaO \rightarrow CaSO_4\]
Уравнение реакции (с гидроксидом кальция):
\[SO_3 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaSO_4 + H_2O\]
Тип реакции: Реакция соединения (в первом случае) или реакция обмена (во втором случае, если рассматривать \(SO_3\) как ангидрид серной кислоты, которая реагирует с основанием).
Продукты: Сульфат кальция (и вода, если использовать гидроксид кальция).