Fe + O2 → FeO | Fe ra FeO

Phản ứng Fe + O₂ → FeO

1. Phương trình phản ứng

2Fe + O₂ → 2FeO

2. Điều kiện phản ứng

- Nhiệt độ > 450 0C trong điều kiện thiếu oxi.

3. Cách thực hiện phản ứng

- Cho sắt nung nóng tác dụng với oxi thiếu

4. Hiện tượng nhận biết phản ứng

Sắt từ màu xám chuyển sang màu đen

5. Bạn có biết

Cho sắt dư tác dụng với oxi đun nóng cũng sinh ra sắt(II) oxit. Khi cho Fe tác dụng với oxi ở nhiệt độ cao sẽ sinh ra hỗn hợp các oxit sắt

6. Tính chất hóa học của sắt

Sắt là kim loại có tính khử trung bình. Khi tác dụng với chất oxi hóa yếu, sắt bị oxi hóa đến số oxi hóa +2.

Fe → $\stackrel{+2}{Fe}$ + 2e

Với chất oxi hóa mạnh, sắt bị oxi hóa đến số oxi hóa +3.

Fe → $\stackrel{+3}{Fe}$ + 3e

6.1. Tác dụng với phi kim

Ở nhiệt độ cao, sắt khử nguyên tử phi kim thành ion âm và bị oxi hóa đến số oxi hóa +2 hoặc +3.

+ Tác dụng với lưu huỳnh: $\stackrel{0}{Fe}+\stackrel{0}{S}\stackrel{t^o}{\to }\stackrel{+2}{Fe}\stackrel{-2}{S}$

+ Tác dụng với oxi: $3Fe+\stackrel{0}{2O_2}\stackrel{t^o}{\to }F{e}_3{\stackrel{-2}{O}}_4$

+ Tác dụng với clo: $\stackrel{0}{2Fe}+3\stackrel{0}{C{l}_2}\stackrel{t^o}{\to }2\stackrel{+3}{Fe}{\stackrel{-1}{Cl}}_3$

6.2. Tác dụng với axit

- Với dung dịch HCl, H₂SO₄ loãng, Fe bị oxi hóa đến số oxi hóa +2, giải phóng H₂. Ví dụ:

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

- Với dung dịch HNO₃ và H₂SO₄ đặc nóng, Fe bị oxi hóa đến số oxi hóa +3, và không giải phóng H₂. Ví dụ:

Fe + 4HNO₃ loãng → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

Chú ý: Fe bị thụ động bởi các axit HNO₃ đặc, nguội và H₂SO₄ đặc, nguội.

6.3. Tác dụng với dung dịch muối

Fe có thể khử được ion của các kim loại đứng sau nó trong trong dãy điện hóa của kim loại. Trong các phản ứng này, Fe thường bị oxi hóa đến số oxi hóa +2. Ví dụ:

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

Đặc biệt:

Fe + 2Ag⁺ → Fe²⁺ + 2Ag

Nếu Ag⁺ dư, tiếp tục có phản ứng:

Fe²⁺ + Ag⁺ → Fe³⁺ + Ag

6.4. Tác dụng với nước

Ở nhiệt độ thường, sắt không khử được nước, nhưng ở nhiệt độ cao, sắt khử hơi nước tạo ra H₂ và Fe₃O₄ hoặc FeO.

3Fe + 4H₂O $\stackrel{t^o<{570}^{o}C}{\to }$ Fe₃O₄ + 4H₂

Fe + H₂O $\stackrel{t^o>{570}^{o}C}{\to }$FeO + H₂

7. Tính chất vật lí của Sắt

- Màu xám hơi trắng, dễ ràn và dẻo cũng như có thể dát mỏng hay kéo sợi, khả năng dẫn điện và nhiệt không bằng nhôm hay đồng.

- Nhiễm từ ở nhiệt độ cao khoảng 800 độ C sẽ nhiễm từ và mất từ tính.

8. Bài tập vận dụng

Câu 1: Cho 11,2 gam sắt tác dụng với 1,12 l khí O₂ (đktc) ở nhiệt độ 500^oC thu được chất rắn Z. Tính khối lượng oxit sắt tạo thành biết phản ứng xảy ra hoàn toàn.

A. 3,6 g B. 7,2 g C. 16 g D. 8g

Hướng dẫn giải

Đáp án B

2Fe + O₂ → 2FeO

Fe + O₂ → FeO | Fe ra FeO

Câu 2: Cho sắt tác dụng với oxi trong điều kiện thiếu oxi nung nóng đến 450 0C. Phản ứng hóa học xảy ra là:

A. 2Fe + O₂ → 2FeO

B. 3Fe + 2O₂ → 2Fe₂O₃

C. 3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄

D. Cả A, B, C đều đúng

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Câu 3: Điều kiện của phản ứng sắt tác dụng với oxi tạo thành sắt(II)oxit:

A. Trong không khí ẩm

B. Nung nóng sắt trong không khí

C. Đốt cháy sắt trong oxi dư

D. Nung sắt ở nhiệt độ > 4500 0C trong điều kiện thiếu oxi.

Hướng dẫn giải

Đáp án: D