Sắt được điều chế bằng phương pháp trong phòng thí nghiệm
|
Nguyên tử của nguyên tố sắt có Show Cho Fe (Z = 26). Cấu hình electron đúng của ion Fe2+ là Tính chất vật lí nào sau đây của sắt khác với các đơn chất kim loại khác ? Phương trình hóa học nào sau đây viết không đúng ? Quặng sắt manhetit có thành phần chính là Dãy bao gồm các ion sắp xếp theo chiều giảm dần tính oxi hóa là Có thể đựng axit nào sau đây trong bình sắt ? Kim loại Fe không phản ứng với chất nào sau đây trong dung dịch Kim loại sắt tác dụng với dung dịch nào sau đây tạo muối sắt (II) Khi để trong không khí nhôm khó bị ăn mòn hơn sắt là do Trường hợp không xảy ra phản ứng hoá học là: Trong các kim loại quặng sắt, quặng có hàm lượng sắt cao nhất là: Ở nhiệt độ thường, kim loại Fe phản ứng được với dung dịch nào sau đây? Điều chế khí oxi – Phản ứng phân hủy – Bài 6 – Trang 94 – SGK Hóa Học 8. Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế oxit sắt từ Fe3O4 bằng cách dùng O2 oxi hóa sắt ở nhiệt độ cao.
6. Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế oxit sắt từ Fe3O4 bằng cách dùng O2 oxi hóa sắt ở nhiệt độ cao. a. Tính số gam sắt và oxi cần dùng để điều chế được 2,32g oxit sắt từ ? b. Tính số gam kali penmanganat KMnO4 cần dùng để có được lượng oxi dùng cho phản ứng trên, biết rằng khi nung nóng 2 mol KMnO4 thì thu được 1 mol O2. Hướng dẫn giải. a. Số mol oxit sắt từ : \(n_{Fe_{3}O_{4}}=\frac{2,32}{(56.3+16.4)}\) = 0,01 (mol). Phương trình hóa học. 3Fe + 2O2 -> Fe3O4 3mol 2mol 1mol. 0,01 mol. Quảng cáoKhối lượng sắt cần dùng là : m = \(56.\frac{3.0,01}{1}=1,68\) (g). Khối lượng oxi cần dùng là : m = \(32.\frac{2.0,01}{1}=0,64\) (g). b. Phương trình hóa học : 2KMnO4 -> K2MnO4 + O2 2mol 1mol n = 0,04 0,02 Số gam penmangarat cần dùng là : m= 0,04. (39 + 55 +64) = 6,32 g.
Trong phòng thí nghiệm người ta điều chế oxit sắt từ Fe3O4 bằng cách dùng oxi hóa sắt ở nhiệt độ cao. a) Tính số gam sắt và oxi cần dùng để điều chế được 2,32g oxi sắt từ? b) Tính số gam kali pemanganat KMnO4 cần dùng để có được lượng oxi dùng cho phản ứng trên, biết rằng khi nung nóng 2 mol KMnO4 thì thu được 1 mol O2. trong phòng thí nghiệm người ta có thể điều chế sắt bằng cách dùng chất khử là hidro để khử sắt (III) oxit bằng phương pháp này người ta thu được 11,2 gam sắt a/ viết PTHH xảy ra b/ tính số gam sắt (III) oxit để tham gia phản ứng 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 lía. 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. |
