Phương pháp điều chế nào sau đây không tạo ra sắt

Giới thiệu về cuốn sách này

Page 2

Giới thiệu về cuốn sách này

Những phương pháp nào sau đây có thể điều chế được sắt kim loại? 1. dùng CO khử FeO.2. dùng H2 khử FexOy. 3. dùng Zn tác?

Những phương pháp nào sau đây có thể điều chế được sắt kim loại?
1. dùng CO khử FeO.
2. dùng H2 khử FexOy.
3. dùng Zn tác dụng với dung dịch FeCl2.
4. dùng Ca tác dụng với dung dịch FeCl2.

A. 1, 2, 3

B. 1, 2, 4

C. 1, 3, 4

D. 2, 3, 4

• Tải app VietJack. Xem lời giải nhanh hơn!

Bài giảng: Bài tập tổng hợp về sắt và hợp chất của sắt - Cô Nguyễn Thị Thu [Giáo viên VietJack]

Trong tự nhiên, sắt tồn tại dưới dạng quặng:

   + Quặng hematit đỏ [chứa Fe2O3 khan]

   + Quặng hematit nâu [chứa Fe2O3.nH2O]

   + Quặng manhetit [chứa Fe3O4] là quặng giàu sắt nhất.

   + Quặng xiđerit chứa FeCO3

   + Quặng pirit chứa FeS2

Chất rắn màu đen, không có trong tự nhiên. Có thể điều chế FeO bằng phương pháp phân hủy hợp chất không bền của sắt [II] hiđroxit ở nhiệt độ cao, không có không khí.

Fe[OH]2 →t o FeO + H2O

Khi nung nóng trong không khí thì tạo ra oxit sắt [II]

2Fe[OH]3 + ½O2 →t o Fe2O3 + 2H2O

Hợp chất Fe [II] có thể đóng vai trò là chất oxi hóa trong một số trường hợp. Thí dụ: Muối Fe [II] tác dụng với kim loại, FeO tác dụng với nhôm ở nhiệt độ cao …

Là chất rắn, màu nâu đỏ.

Có thể điều chế Fe2O3 bằng phương pháp phân hủy Fe[OH]3 ở nhiệt độ cao.

2Fe[OH]2 →t o Fe2O3 + 3H2O

Chất rắn màu lục nhạt, không tan trong nước. Fe[OH]2 được điều chế bằng phản ứng trao đổi ion giữa dung dịch muối sắt [II] và dung dịch kiềm.

FeCl2 + 2NaOH → Fe[OH]2 + 2NaCl

Là chất rắn màu nâu đỏ, không tan trong nước. Fe[OH]3 được điều chế bằng phản ứng trao đổi ion giữa dung dịch muối sắt [III] với dung dịch kiềm.

Fe3+ + 3OH- → Fe[OH]3

Câu 1: Phản ứng nào sau đây không tạo ra FeSO4?

   A. Cho Fe tác dụng với dung dịch H2SO4.

   B. Cho Fe tác dụng với dung dịch Fe2[SO4]3.

   C. Cho Cu tác dụng với dung dịch Fe2[SO4]3.

   D. Cho Fe tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng.

Hiển thị đáp án

Chọn đáp án: D

Giải thích: 2Fe + 6H2SO4 đặc →t o Fe2[SO4]3 + 3SO2 + 6H2O

Câu 2: Điều chế Fe trong công nghiệp bằng cách:

   A. Cho Mg tác dụng với dung dịch FeCl2.

   B. Khử Fe2O3 bằng Al ở nhiệt độ cao.

   C. Khử Fe2O3 bằng CO ở nhiệt độ cao.

   D. Điện phân dung dịch FeCl2.

Hiển thị đáp án

Câu 3: Nung FeCO3 trong không khí đến khối lượng không đổi được chất rắn X. X là:

   A. FeO

   B. Fe2O3

   C. Fe3O4

   D. Fe.

Hiển thị đáp án

Chọn đáp án: B

Giải thích: 2FeCO3 + ½O2 →t o Fe2O3 + 2CO2

Câu 4: Phản ứng nào sau đây sai?

   A. 2Fe + 6H2SO4 đặc, nguội → Fe2[SO4]3 + 3SO2 + 6H2O

   B. Fe + H2O

FeO + H2.

   C. 3Fe + 4H2O

Fe3O4 + 4H2.

   D. 4Fe[OH]2 + 2H2O + O2 → 4Fe[OH]3.

Hiển thị đáp án

Chọn đáp án: A

Giải thích: Fe bị thụ động hóa trong H2SO4 đặch nguội.

Câu 5: Loại quặng nào sau đây không chứa sắt?

   A. Quặng manhetit.

   B. Quặng xiđerit và quặng pirit.

   C. Quặng hematit đỏ và hematit nâu.

   D. Quặng sinvinit.

Hiển thị đáp án

Chọn đáp án: D

Giải thích: Quặng sinvinit: KCl. NaCl

Bài giảng: Bài tập sắt, hợp chất của sắt tác dụng với chất oxi hóa mạnh - Cô Nguyễn Thị Thu [Giáo viên VietJack]

Xem thêm các dạng bài tập Hóa học lớp 12 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:

Giới thiệu kênh Youtube VietJack

crom-sat-dong.jsp

Tính chất hóa học chung của kim loại gồm:

Axit H2SO4 loãng phản ứng với tất cả các chất trong dãy nào dưới đây?

Cho phản ứng: Zn + CuSO4 → muối X + kim loại Y. X là

Cho phản ứng hóa học: x… + H2SO4 ->  FeSO4 + y…↑. Tổng [x + y] có thể là:

Chọn câu đúng nhất khi nói đến tính chất hóa học của kim loại

Cho 1 gam Na phản ứng với 1 gam khí clo. Khối lượng muối NaCl thu được là:

Kim loại nào sau đây không thể điều chế bằng phương pháp nhiệt luyện?

Cặp chất nào sau đây có thể tác dụng với nhau?

Câu hỏi: Phương pháp điều chế sắt:

Lời giải:

-Sắt được điều chế theo phương pháp nhiệt luyện.

PTHH :

Fe2O3+ 3CO→ 2Fe + 3CO2

-Trong công nghiệp, sắt được trích xuất ra từ các quặng củanó, chủ yếu là từ hêmatit [Fe2O3] và magnêtit [Fe3O4] bằng cách khử với cacbontrong lò luyện kim sử dụng luồng không khí nóng ở nhiệt độ khoảng 2000 °C. Trong lò luyện, quặng sắt, cacbon trong dạng than cốc, và các chất tẩy tạp chất như đá vôi được xếp ở phía trên của lò, luồng không khí nóng được đưa vào lò từphía dưới.

-Than cốc phản ứng với ôxy trong luồng không khí tạo ramônôxít cacbon:

2C + O2 → 2CO

-Cacbon mônôxít khử quặng sắt [trong phương trình dưới đây làhêmatit] thành sắt nóng chảy, và nó trở thành điôxít cacbon:

3 CO + Fe2O3 → 2 Fe + 3 CO2

Cùng Top lời giải đi tìm hiểu chi tiết về sắt Fe nhé.

-Sắt là tên một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu Fe và số hiệu nguyên tử bằng 26. Sắt là nguyên tố có nhiều trên Trái Đất, cấu thành lớp vỏ ngoài và trong của lõi Trái Đất.

1. Cấu tạo và vị trí của sắt trong bảng tuần hoàn

-Cấu hình e nguyên tử:

26Fe: 1s22s22p63s23p63d64s2.

-Vị trí: Fe thuộc ô 26, chu kì 4, nhóm VIIIB.

-Cấu hình e của các ion được tạo thành từ Fe:

Fe2+ 1s22s22p63s23p63d6

Fe3+ 1s22s22p63s23p63d5

-Đồng vị: sắt có nhiều đồng vị như55Fe,56Fe,58Fe,59Fe

-Độ âm điện: 1,83

2. Trạng thái tự nhiên và tính chất vật lí

a. Trạng thái tự nhiên

-Trong tự nhiên, người ta chỉ gặp sắt tự do trong các mảnh thiên thạch. Nhưng hợp chất của sắt tồn tại dưới dạng quặng thì rất phong phú, có rải rác nhiều nơi trên Trái Đất [sắt chiếm 5% khối lượng vỏ Trái Đất, đứng hàng thứ hai sau nhôm].

-Dưới đây là một số quặng sắt quan trọng trong tự nhiên:

-Quặng hematit, có hai loại:

+ Hematit đỏ, chứa Fe2O3khan.

+ Hematit nâu, chứa Fe2O3.nH2O

-Quặng manđehit chứa Fe3O4là quặng giàu sắt nhất, nhưng hiếm có trong tự nhiên.

-Quặng xiđehit chứa FeCO3

-Quặng pirit chứa FeS2, có nhiều trong tự nhiên.

-Quặng sắt có giá trị sản xuất gang là manđehit và hematit.

b. Tính chất vật lí

-Fe là kim loại nặng, dễ rèn, màu trắng hơi xám.

-Sắt có tínhdẫn điện, dẫn nhiệt tốt, nhiễm từ nhưng ở nhiệt độ cao [8000C] sắt mất từ tính. T0nc= 15400C.

-Fe có cấu tạo mạng tinh thể lập phương tâm diện hoặc tâm khối tuỳ vào nhiệt độ.

3. Tính chất hóa học

-Fe là chất khử trung bình. Trong các phản ứng, Fe có thể nhường 2 hoặc 3e:

Fe →Fe3++ 3e

Fe→Fe2++ 2e

a. Tác dụng với các phi kim

-Sắt tác dụng với hầu hết các phi kim khi đun nóng:

-Với halogen→muối sắt [III] halogenua [trừ iot tạo muối sắt II]:

2Fe + 3X2→2FeX3[t0]

-Với O­2:

3Fe + 2O2→Fe3O4[t0]

* Lưu ý:Khi giải bài tập dạng này thì sản phẩm tạo thành là hỗn hợp gồm Fe và các oxit sắt.

-Với S:

Fe + S→FeS [t0]

b. Tác dụng với nước

- Fe không tác dụng với nước ở nhiệt độ thường, ở nhiệt độ cao, sắt phản ứng mạnh với hơi nước:

3Fe + 4H2O→Fe3O4+ 4H2[< 5700C]

Fe + H2O→FeO + H2[> 5700C]

c. Tác dụng với dung dịch axit

-Tác dụng với dung dịch axit HCl, H2SO4loãng

Fe + 2H+→ Fe2++ H2

-Với các axit HNO3, H2SO4đặc

Fe + 4HNO3l→ Fe[NO3]3+ NO + 2H2O

-Chú ý: Với HNO3đặc, nguội; H2SO4đặc, nguội: Fe bị thụ động hóa.

Tác dụng với dung dịch muối

-Fe đẩy được những kim loại yếu hơn ra khỏi muối→muối sắt [II] + kim loại.

Fe + CuSO4→Cu + FeSO4

-Fe tham gia phản ứng với muối Fe3+→muối sắt [II]:

2FeCl3+ Fe→3FeCl2

* Lưu ý:Với muối Ag+, Fe có thể tham gia phản ứng để tạo thành muối Fe3+:

Fe + 2AgNO3→Fe[NO3]2+ 2Ag

Fe[NO3]2+ AgNO3dư→Fe[NO3]3+ Ag

4. Trạng thái tự nhiên

-Trong tự nhiên sắt tồn tại ở dạng hợp chất, trong các quặng sắt.

-Các quặng sắt:

+ Hematit: Hematit đỏ [Fe2O3khan] và Hematit nâu [ Fe2O3.nH2O].

+ Manhetit [ Fe3O4]

+ Xiđerit [ FeCO3]

+ Pirit [ FeS2]

-Sắt còn có trong hồng cầu của máu, giúp vận chuyển oxi tới các tế bào.

5. Điều chế

-Trong công nghiệp, sắt được trích xuất ra từ các quặng của nó, chủ yếu là từ hêmatit [Fe2O3] và magnêtit [Fe3O4] bằng cách khử với cacbon trong lò luyện kim sử dụng luồng không khí nóng ở nhiệt độ khoảng 2000 °C

-Nguyên tắc:Khử quặng sắt oxit bằng than cốc trong lò cao.

-Nguyên liệu:Quặng sắt oxit [quặng hematit đỏ Fe2O3], than cốc, chất chảy [CaCO3hoặc SiO2].

Các phản ứng xảy ra trong quá trình luyện gang:

-Phản ứng tạo chất khử CO

-Phản ứng khử sắt oxit:

6. Ứng dụng

-Sắt là kim loại được sử dụng nhiều nhất, chiếm khoảng 95% tổng khối lượng kim loại sản xuất trên toàn thế giới. Sự kết hợp của giá thành thấp và các đặc tính tốt về chịu lực, độ dẻo, độ cứng làm cho nó trở thành không thể thay thế được, đặc biệt trong các ứng dụng như sản xuất ô tô, thân tàu thủy lớn, các bộ khung cho các công trình xây dựng. Thép là hợp kim nổi tiếng nhất của sắt, ngoài ra còn có một số hình thức tồn tại khác của sắt như:

-Gang thô [gang lợn] chứa 4% – 5% cacbon và chứa một loạt các chất khác như lưu huỳnh, silic, phốt pho. Đặc trưng duy nhất của nó: nó là bước trung gian từ quặng sắt sang thép cũng như các loại gang đúc [gang trắng và gang xám].

-Gang đúc chứa 2% – 3.5% cacbon và một lượng nhỏ mangan. Các chất có trong gang thô có ảnh hưởng xấu đến các thuộc tính của vật liệu, như lưu huỳnh và phốt pho chẳng hạn sẽ bị khử đến mức chấp nhận được. Nó có điểm nóng chảy trong khoảng 1420–1470 K, thấp hơn so với cả hai thành phần chính của nó, làm cho nó là sản phẩm đầu tiên bị nóng chảy khi cacbon và sắt được nung nóng cùng nhau. Nó rất rắn, cứng và dễ vỡ. Làm việc với đồ vật bằng gang, thậm chí khi nóng trắng, nó có xu hướng phá vỡ hình dạng của vật.

-Thép carbon chứa từ 0,5% đến 1,5% cacbon, với một lượng nhỏ mangan, lưu huỳnh, phốt pho và silic.

-Sắt non chứa ít hơn 0,5% cacbon. Nó là sản phẩm dai, dễ uốn, không dễ nóng chảy như gang thô. Nó có rất ít cacbon. Nếu mài nó thành lưỡi sắc, nó đánh mất tính chất này rất nhanh.

-Các loại thép hợp kim chứa các lượng khác nhau của cacbon cũng như các kim loại khác, như crôm, vanađi, môlipđen, niken, vonfram, v.v.

- Ôxít sắt [III] được sử dụng để sản xuất các bộ lưu từ tính trong máy tính. Chúng thường được trộn lẫn với các hợp chất khác, và bảo tồn thuộc tính từ trong hỗn hợp này.