Phản ứng khử oxit sắt (FeO) bằng khí CO dư ở nhiệt độ cao là một phản ứng quan trọng trong hóa học luyện kim. Bài viết này sẽ đi sâu vào phản ứng này, cách tính toán giá trị m (khối lượng FeO ban đầu) khi biết lượng khí CO2 tạo thành. Đặc biệt, chúng ta sẽ tập trung vào trường hợp Khử Hoàn Toàn M Gam Feo Bằng Khí Co Dư ở Nhiệt độ Cao Thu được 0,12 Mol Khí Co2 Giá Trị Của M Là.
Phương Trình Phản Ứng và Cơ Chế
Phản ứng hóa học xảy ra như sau:
FeO + CO → Fe + CO2
Đây là một phản ứng oxi hóa khử, trong đó:
- FeO (oxit sắt(II)) bị khử thành Fe (sắt)
- CO (cacbon monoxit) bị oxi hóa thành CO2 (cacbon dioxit)
Trong phản ứng này, CO đóng vai trò là chất khử, còn FeO đóng vai trò là chất oxi hóa.
Tính Toán Giá Trị m Khi Biết Số Mol CO2
Trong bài toán khử hoàn toàn m gam FeO bằng khí CO dư ở nhiệt độ cao thu được 0,12 mol khí CO2 giá trị của m là, chúng ta biết số mol CO2 tạo thành là 0,12 mol. Vì phản ứng xảy ra hoàn toàn, và theo phương trình phản ứng, số mol FeO phản ứng bằng số mol CO2 tạo thành. Do đó:
n(FeO) = n(CO2) = 0,12 mol
Để tính khối lượng m của FeO, ta sử dụng công thức:
m = n * M
Trong đó:
- m là khối lượng FeO (gam)
- n là số mol FeO (mol)
- M là khối lượng mol của FeO (g/mol)
Khối lượng mol của FeO là:
M(FeO) = 56 (Fe) + 16 (O) = 72 g/mol
Vậy, khối lượng m của FeO là:
m = 0,12 mol * 72 g/mol = 8,64 gam
Vậy, giá trị của m là 8,64 gam.
Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Phản Ứng
- Nhiệt độ: Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ cao để tăng tốc độ phản ứng và đảm bảo FeO bị khử hoàn toàn.
- Lượng CO dư: Việc sử dụng CO dư đảm bảo FeO phản ứng hết, giúp tính toán chính xác hơn.
- Chất xúc tác: Trong một số trường hợp, chất xúc tác có thể được sử dụng để tăng hiệu quả phản ứng.
Ứng Dụng Thực Tế
Phản ứng khử oxit sắt bằng CO có ứng dụng quan trọng trong luyện kim, đặc biệt trong quá trình sản xuất gang và thép. Quá trình này giúp loại bỏ oxy khỏi quặng sắt, tạo ra kim loại sắt nguyên chất.
Bài Tập Vận Dụng
Để củng cố kiến thức, hãy thử giải các bài tập tương tự:
- Khử hoàn toàn 14.4 gam FeO bằng khí CO dư, tính thể tích khí CO2 thu được (đktc).
- Cho luồng khí CO dư đi qua ống sứ đựng 10 gam FeO nung nóng. Sau khi phản ứng hoàn toàn, thu được m gam chất rắn. Tính giá trị của m.
Mở Rộng Về Cacbon Monoxit (CO)
CO là một khí không màu, không mùi, rất độc. Nó được tạo ra khi đốt cháy không hoàn toàn các hợp chất chứa cacbon.
Tính Chất Vật Lý
- Là chất khí, không màu, không mùi, không vị.
- Ít tan trong nước.
- Rất bền với nhiệt.
Tính Chất Hóa Học
-
Tính khử mạnh: CO có khả năng khử nhiều oxit kim loại thành kim loại tự do.
Ví dụ: CO + CuO → Cu + CO2
-
Phản ứng với oxi: CO cháy trong oxi tạo thành CO2.
2CO + O2 → 2CO2
Ứng Dụng
- Trong công nghiệp: CO được sử dụng làm chất khử trong luyện kim, sản xuất nhiên liệu.
- Trong phòng thí nghiệm: CO được sử dụng để điều chế một số chất.
Điều Chế
- Trong phòng thí nghiệm: Đun nóng axit formic (HCOOH) với H2SO4 đặc.
- Trong công nghiệp: Cho hơi nước đi qua than nung đỏ.
Phản ứng hóa học giữa FeO và CO, thể hiện sự chuyển đổi thành Fe kim loại và khí CO2, minh họa cho quá trình khử oxit sắt và tạo ra sản phẩm khí.
Kết Luận
Việc nắm vững phương trình phản ứng, cơ chế và các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng khử oxit sắt bằng CO giúp chúng ta giải quyết các bài toán liên quan một cách dễ dàng. Đặc biệt, trong bài toán khử hoàn toàn m gam FeO bằng khí CO dư ở nhiệt độ cao thu được 0,12 mol khí CO2 giá trị của m là, việc áp dụng đúng công thức và hiểu rõ mối quan hệ giữa số mol các chất là chìa khóa để tìm ra đáp án chính xác. Hy vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn những kiến thức hữu ích và giúp bạn tự tin hơn khi đối mặt với các bài toán hóa học tương tự.
