Phản ứng Fe2O3 + CO → Fe + CO2
1. Phương trình phản ứng giữa Fe2O3 và CO
Fe2O3 + CO → Fe + CO2
2. Điều kiện phương trình phản ứng xảy ra giữa CO và Fe2O3
Nhiệt độ cao: 700 - 800oC
Ở nhiệt độ cao, Fe2O3 bị CO hoặc H2 khử thành Fe.
Lưu ý: Ở nhiệt độ khác nhau sẽ cho sản phẩm khử khác nhau:
3Fe2O3 + CO 2Fe3O4 + CO2
Fe2O3 + CO 2FeO + CO2
3. Bản chất của các chất tham gia phản ứng
3.1. Bản chất của Fe2O3 (Sắt (III) oxit)
- Trong phản ứng trên Fe2O3 là chất oxi hoá.
- Fe2O3 là chất oxi hóa khi tác dụng với các chất khử mạnh ở nhiệt độ cao như: H2, CO, Al, ...
3.2. Bản chất của CO (Cacbon oxit)
- Trong phản ứng trên CO là chất khử.
- CO khử oxit của các kim loại đứng sau Al trong dãy hoạt động hoá học của kim loại với điều kiện nhiệt độ cao.
4. Tính chất hoá học của Fe2O3
4.1. Tính oxit bazơ
- Fe2O3 tác dụng với dung dịch axit tạo ra dung dịch bazơ tạo ra dung dịch muối và nước.
Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O
Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O
Fe2O3 + 6HNO3 → 2Fe(NO3)3 + 3H2O
4.2. Tính oxi hóa
- Fe2O3 là chất oxi hóa khi tác dụng với các chất khử mạnh ở nhiệt độ cao như: H2, CO, Al:
Fe2O3 + 3H2 2Fe + 3H2O
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
Fe2O3 + 2Al Al2O3 + 2Fe
5. Tính chất của CO
5.1. Tính chất vật lí
CO là chất khí không màu, không mùi, ít tan trong nước, hơi nhẹ hơn không khí (dCO/kk = 28/29), rất độc.
5.2. Tính chất hóa học
a) CO là oxit trung tính
Ở điều kiện thường CO không phản ứng với nước, axit, bazơ.
b) CO là chất khử
Ở nhiệt độ cao, CO khử được nhiều oxit kim loại
CO + CuO → CO2 + Cu
2CO + Fe3O4 → 3Fe + 2CO2
2CO + O2 → 2CO2
6. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1. Khử hoàn toàn 4,8 gam Fe2O3 bằng CO dư ở nhiệt độ cao. Khối lượng Fe thu được sau phản ứng là:
A. 2,52 gam
B. 1,44 gam
C. 1,68 gam
D. 3,36 gam
Lời giải:
Ta có: n(Fe2O3) = 0,03
BTNT (Fe): n(Fe) = 2 n(Fe2O3) = 0,06 mol → m = 3,36 (g)
Câu 2. Cho khí CO đi qua ống sứ chứa 16 gam Fe2O3 đun nóng, sau phản ứng thu được hỗn hợp rắn X gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3. Hòa tan hoàn toàn X bằng H2SO4 đặc, nóng bằng dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y, khối lượng muối khan thu được bằng:
A. 20 gam
B. 32 gam
C. 40 gam
D. 48 gam
Lời giải:
Ta có sơ đồ phản ứng
CO + Fe2O3 → Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 + H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3
Bảo toàn nguyên tố Fe ta có: nFe2(SO4)3= nFe2O3= = 0,1 mol
→mFe2(SO4)3= 0,1.400 = 40 gam
Câu 3. Quá trình khử Fe2O3 bằng CO trong lò cao, ở nhiệt độ khoảng 500 – 600oC, có sản phẩm chính là:
A. Fe.
B. FeO.
C. Fe3O4
D. Fe2O3.
Lời giải:
3Fe2O3 + CO 2Fe3O4 + CO2
Fe2O3 + CO 2FeO + CO2
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
Câu 4. Chất nào sau đây khí phản ứng với dung dịch HNO3 đặc nóng sẽ không sinh ra khí?
A. FeO
B. Fe3O4
C. Fe2O3
D. Fe(OH)2
Lời giải:
Câu 5. Cách nào sau đây có thể dùng để điều chế FeO?
A. Dùng CO khử Fe2O3 ở 500°C.
B. Nhiệt phân Fe(OH)2 trong không khí.
C. Nhiệt phân Fe(NO3)2
D. Đốt cháy FeS trong oxi.
Lời giải: