Fe3O4 + CO → FeO + CO2 | Fe3O4 ra FeO

Fe₃O₄ + CO 3FeO + CO₂ ↑

2. Điều kiện phản ứng xảy ra giữa CO và Fe₃O₄

Nhiệt độ: 500 - 600^oC

Đây cũng là một trong các phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình luyện quặng thành gang.

3. Bản chất của các chất tham gia phản ứng

3.1. Bản chất của Fe₃O₄ (Oxit sắt từ)

- Trong phản ứng trên Fe₃O₄ là chất oxi hoá.

- Fe₃O₄ 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 của sắt từ (Fe₃O₄)

Định nghĩa: Là hỗn hợp của hai oxit FeO, Fe₂O₃. Có nhiều trong quặng manhetit, có từ tính.

Công thức phân tử Fe₃O₄

4.1. Tính chất vật lí

Là chất rắn, màu đen, không tan trong nước và có từ tính.

4.2. Tính chất hóa học

• Tính oxit bazơ

Fe₃O₄ tác dụng với dung dịch axit như HCl, H₂SO₄ loãng tạo ra hỗn hợp muối sắt (II) và sắt (III).

Fe₃O₄ + 8HCl → 2FeCl₃ + FeCl₂ + 4H₂O

Fe₃O₄ + 4H₂SO₄ loãng→ Fe₂(SO₄)₃ + FeSO₄ + 4H₂O

• Tính khử

Fe₃O₄ là chất khử khi tác dụng với các chất có tính oxi hóa mạnh:

3Fe₃O₄ + 28HNO₃ → 9Fe(NO₃)₃ + NO + 14H₂O

2Fe₃O₄ + 10H₂SO₄ → 3Fe₂(SO₄)₃ + SO₂↑ + 10H₂O

• Tính oxi hóa

Fe₃O₄ là chất oxi hóa khi tác dụng với các chất khử mạnh ở nhiệt độ cao như: H₂, CO, Al:

Fe₃O₄ + 4H₂ → 3Fe + 4H₂O

Fe₃O₄ + 4CO → 3Fe + 4CO₂

3Fe₃O₄ + 8Al → 4Al₂O₃ + 9Fe

4.3. Ứng dụng của Fe3O4

- Quặng manhetit có hàm lượng sắt cao nhất được dùng trong ngành luyện gang, thép.

- Fe3O4 hạt nano được dùng để dánh dấu tế bào và xử lí nước bị nhiểm bẩn.

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 (d_CO/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. Trong lò cao, sắt oxit có thể bị khử theo 3 phản ứng:

3Fe₂O₃ + CO → 2Fe₃O₄ + CO₂ (1)

Fe₃O₄ + CO → 3FeO + CO₂ (2)

FeO + CO → Fe + CO₂ (3)

Ở nhiệt độ khoảng 700- 800^oC, thì có thể xảy ra phản ứng

A. (1).

B. (2).

C. (3).

D. cả (1), (2) và (3).

Lời giải:

Câu 2. Trong các loại quặng sắt, quặng chứa hàm lượng % Fe lớn nhất là

A. Hematit đỏ

B. Hematit nâu

C. Manhetit

D. Xiđerit

Lời giải:

Câu 3. Khử hết m gam Fe₃O₄ bằng khí CO thu được hỗn hợp A gồm Fe và FeO. A tan vừa đủ trong 0,3 lít dung dịch H₂SO₄ 1M cho ra 4,48 lít khí (đktc). Thể tích khí CO (đktc) đã phản ứng là? (Fe = 56, O=16)

A. 4,48 lít

B. 8,96 lít

C. 6,72 lít

D. 2,24 lít

Lời giải:

Câu 4. Quặng sắt nào dưới đây có thể dùng để điều chế axit sunfuric?

A. xiđerit

B. hematit

C. manhetit

D. pirit

Lời giải:

Câu 5. Thổi khí CO vào lò luyện thép phản ứng hóa học không xảy ra là:

A. O₂ + Fe → 2FeO

B. C + O₂ → CO₂

C. FeO+ CO → Fe + CO₂

D. FeO + Mn → Fe + MnO

Lời giải:

Câu 6. Dãy các chất và dung dịch nào sau đây khi lấy dư có thể oxi hoá Fe thành Fe (III)?

A. HCl, HNO₃ đặc nóng, H₂SO₄ đặc nóng

B. HCl, HNO₃ loãng, H₂SO₄ đặc nguội

C. Cl₂, H₂SO₄ đặc nóng, HCl đặc

D. Cl₂, AgNO₃, HNO₃ loãng

Lời giải:

Câu 7. Những kim lọai nào sau đây đẩy được sắt ra khỏi dung dịch sắt (II) sunfat và bạc ra khỏi bạc Nitrat :

A. K, Mg, Zn

B. Mg, Zn, Al

C. Al, Cu, Ag

D. Fe, Zn, Pb

Lời giải:

Câu 8. Ngâm một cây đinh sắt sạch vào dung dịch bạc nitrat. Hiện tượng xảy ra là:

A. Không xuất hiện, hiện tượng gì cả.

B. Ag được giải phóng, nhưng Fe không biến đổi.

C. Không có chất nào sinh ra, chỉ có Fe bị hoà tan.

D. Fe bị hoà tan một phần, Ag được giải phóng.

Lời giải:

Câu 9. Cho 5,68 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe₂O₃ và Fe₃O₄ phản ứng hết với dung dịch HNO₃ loãng dư, thu được 0,672 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất) (ở đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được m gam muối khan. Giá trị của m là:

A. 38,72

B. 35,50

C. 19,36

D. 34,36

Lời giải:

Câu 10. Nung nóng 25,2 gam Fe ngoài không khí sau một thời gian thu được m gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe₂O₃ và Fe₃O₄. Hỗn hợp này phản ứng hết với dung dịch H₂SO₄ đặc nóng (dư), thu được 8,4 lít khí SO₂ (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Tính m?

A. 15 gam

B. 30 gam

C. 18 gam

D. 24 gam

Lời giải: