Gỉ sét là quá trình oxi hóa kim loại, mỗi năm phá hủy khoảng 25% sắt thép. Gỉ sét được hình thành do kim loại sắt (Fe) trong gang hay thép kết hợp

Bài 12.14 trang 46 SBT Hóa học 10. Gỉ sét là quá trình oxi hóa kim loại, mỗi năm phá hủy khoảng 25% sắt thép. Gỉ sét được hình thành do kim loại sắt (Fe) trong gang hay thép kết hợp với oxygen khi có mặt nước hoặc không khí ẩm. Trên bề mặt gang hay thép bị gỉ hình thành những lớp xốp và giòn dễ vỡ, thường có màu nâu, nâu đỏ hoặc đỏ. Lớp gỉ này không có tác dụng bảo vệ sắt ở phía trong. Sau thời gian dài, bất kì khối sắt nào cũng sẽ bị gỉ hoàn toàn và phân hủy. Thành phần chính của sắt gỉ gồm Fe(OH)₂, Fe₂O₃.nH₂O.

Một số phản ứng xảy ra trong quá trình gỉ sắt:

$\begin{array}{l}Fe+O_2+H_{2}O\to Fe{\left(OH\right)}_2 \left(1\right)\\ Fe+O_2+H_{2}O+C{O}_2\to Fe{\left(HC{O}_3\right)}_2 \left(2\right)\\ Fe{\left(HC{O}_3\right)}_2\to Fe{\left(OH\right)}_2+C{O}_2 \left(3\right)\\ Fe{\left(OH\right)}_2+O_2+H_{2}O\to F{e}_2{O}_3.n{H}_{2}O \left(4\right)\end{array}$

a) Phản ứng nào ở trên là phản ứng oxi hóa – khử?

b) Xác định sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố, nêu rõ chất oxi hóa, chất khử.

c) Cân bằng phản ứng trên bằng phương pháp thăng bằng electron.

Trả lời

a) Phản ứng (1), (2) và (4) là phản ứng oxi hoá – khử.

b)

- Phản ứng (1): $\stackrel{0}{Fe}+{\stackrel{0}{O}}_2+H_{2}O\to \stackrel{+2}{Fe}{\left(\stackrel{-2}{O}H\right)}_2$

Chất khử: Fe; chất oxi hóa: O₂.

- Phản ứng (2): $\stackrel{0}{Fe}+{\stackrel{0}{O}}_2+H_{2}O+C{O}_2\to \stackrel{+2}{Fe}{\left(HC{\stackrel{-2}{O}}_3\right)}_2$

Chất khử: Fe; chất oxi hóa: O₂.

- Phản ứng (4): $\stackrel{+2}{Fe}{\left(OH\right)}_2+{\stackrel{0}{O}}_2+H_{2}O\to {\stackrel{+3}{Fe}}_2{\stackrel{-2}{O}}_3.n{H}_{2}O$

Chất khử: Fe; chất oxi hóa: O₂.

c) Cân bằng phản ứng:

- Phản ứng (1):

$\left.\begin{array}{l}2\times \\ 1\times \end{array}\right|\begin{array}{c}\stackrel{0}{Fe}\to \stackrel{+2}{Fe}+2e\\ {\stackrel{0}{O}}_2+4e\to 2\stackrel{-2}{O}\end{array}$

$2Fe\left(s\right)+O_2+2H_{2}O\to 2Fe{\left(OH\right)}_2$

- Phản ứng (2):

$\left.\begin{array}{l}2\times \\ 1\times \end{array}\right|\begin{array}{c}\stackrel{0}{Fe}\to \stackrel{+2}{Fe}+2e\\ {\stackrel{0}{O}}_2+4e\to 2\stackrel{-2}{O}\end{array}$

$2Fe\left(s\right)+O_2+2H_{2}O+4C{O}_2\to 2Fe{\left(HC{O}_3^{}\right)}_2$

- Phản ứng (4):

$\left.\begin{array}{l}4\times \\ 1\times \end{array}\right|\begin{array}{c}\stackrel{+2}{Fe}\to \stackrel{+3}{Fe}+1e\\ {\stackrel{0}{O}}_2+4e\to 2\stackrel{-2}{O}\end{array}$

$4Fe{\left(OH\right)}_2+O_2+\left(2n-4\right)H_{2}O\to 2\left(F{e}_2{O}_3.n{H}_{2}O\right)$

Xem thêm các bài giải sách bài tập Hóa học lớp 10 sách Chân trời sáng tạo , chi tiết khác

Bài 11: Liên kết hydrogen và tương tác van der waals

Ôn tập chương 3

Bài 12: Phản ứng oxi hóa – khử và ứng dụng trong cuộc sống

Ôn tập chương 4

Bài 13: Enthalpy tạo thành và biến thiên enthalpy của phản ứng hóa học

Bài 14: Tính biến thiên enthalpy của phản ứng hóa học