Phản ứng khử oxit sắt ở nhiệt độ cao là một quá trình quan trọng trong luyện kim. Để hiểu rõ chất nào không thể khử được sắt oxit, chúng ta cần xem xét các chất khử phổ biến và khả năng phản ứng của chúng.
Chất khử oxit sắt ở nhiệt độ cao thường là các chất có tính khử mạnh hơn sắt, ví dụ như CO, C, H2, hoặc các kim loại mạnh như Al.
Ví dụ, phản ứng khử oxit sắt (III) bằng CO:
Fe2O3(r) + 3CO(k) → 2Fe(r) + 3CO2(k)
Xác Định Chất Không Khử Được Sắt Oxit
Xét các chất sau:
- H2: Hydro có thể khử được oxit sắt ở nhiệt độ cao.
- Cu: Đồng có tính khử yếu hơn sắt.
- CO: Cacbon monoxit là chất khử mạnh, thường được sử dụng trong công nghiệp luyện gang thép.
- Al: Nhôm là kim loại có tính khử rất mạnh và có thể khử được nhiều oxit kim loại.
Alt text: Sơ đồ minh họa quá trình khử oxit sắt Fe2O3 bằng khí CO trong lò cao luyện gang, tạo thành sắt (Fe) và khí CO2, thể hiện vai trò của CO trong công nghiệp luyện kim.
Vậy, chất không khử được sắt oxit ở nhiệt độ cao là Cu.
Câu Hỏi Vận Dụng Liên Quan Đến Tính Khử Của Các Chất
Câu 1. Hai chất đều không khử được sắt(II) oxit (ở nhiệt độ cao) là:
A. Al, Cu.
B. Al, CO.
C. CO2, Cu.
D. H2, C.
Đáp án: C (CO2 là sản phẩm của quá trình khử, không có tính khử và Cu có tính khử yếu hơn Fe)
Câu 2. Oxit kim loại bị khử bởi khí CO ở nhiệt độ cao là:
A. Al2O3.
B. Fe2O3.
C. MgO.
D. K2O
Đáp án: B (CO chỉ khử được các oxit của kim loại đứng sau Al trong dãy điện hóa)
Câu 3. Ở nhiệt độ cao, khí CO khử được các oxide nào sau đây:
A. Fe2O3 và CuO
B. Al2O3 và CuO
C. MgO và Fe2O3
D. CaO và MgO
Đáp án: A (CO có thể khử được oxit của các kim loại đứng sau Al trong dãy điện hóa, CuO và Fe2O3 thỏa mãn)
Câu 4. Ở nhiệt độ cao, khí H2 khử được oxide nào sau đây?
A. Al2O3.
B. MgO.
C. CuO.
D. CaO.
Đáp án: C (Tương tự CO, H2 chỉ khử được oxit của kim loại đứng sau Al trong dãy điện hóa)
Câu 5. Ở nhiệt độ cao, Al có thể khử được những oxit kim loại nào sau đây?
A. CuO, FeO, MgO.
B. Na2O, Fe2O3, ZnO.
C. CaO, CuO, Fe2O3.
D. Fe2O3, Cr2O3, CuO.
Đáp án: D (Al có thể khử được oxit của kim loại đứng sau nó trong dãy điện hóa)
Alt text: Hình ảnh minh họa thí nghiệm phản ứng nhiệt nhôm giữa bột nhôm (Al) và oxit sắt (III) Fe2O3, một phản ứng tỏa nhiệt mạnh tạo ra sắt nóng chảy và oxit nhôm (Al2O3), ứng dụng trong hàn đường ray.
Câu 6. Nhỏ vài giọt dung dịch FeCl3 vào ống nghiệm đựng 1ml dung dịch NaOH, thấy xuất hiện:
A. chất không tan màu nâu đỏ
B. chất không tan màu trắng
C. chất tan không màu
D. chất không tan màu xanh lơ
Đáp án: A (FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3↓ + 3NaCl, Fe(OH)3 có màu nâu đỏ)
Câu 7. Những nhận định sau về kim loại sắt:
(1) Kim loại sắt có tính khử trung bình.
(2) Ion Fe2+ bền hơn Fe3+.
(3) Fe bị thụ động trong H2SO4 đặc nguội.
(4) Quặng manhetit là quặng có hàm lượng sắt cao nhất.
(5) Trái đất tự quay và sắt là nguyên nhân làm Trái Đất có từ tính.
(6) Kim loại sắt có thể khử được ion Fe3+.
Số nhận định đúng là:
A. 3
B. 4
C. 5
D. 6
Đáp án: B (Các nhận định đúng là (1), (3), (4), (6))
Câu 8. Dãy gồm các oxide đều bị Al khử ở nhiệt độ cao là:
A. FeO, MgO, CuO.
B. PbO, K2O, SnO.
C. Fe3O4, SnO, BaO.
D. FeO, CuO, Cr2O3
Đáp án: D (Al khử được các oxit kim loại đứng sau Al trong dãy hoạt động hoá học)
Câu 9. Cho luồng khí CO dư đi qua 9,1 gam hỗn hợp CuO và Al2O3, nung nóng đến khi phản ứng hoàn toàn thu được 8,3 gam chất rắn. Khối lượng CuO có trong hỗn hợp ban đầu là:
A. 0,8 gam.
B. 4,0 gam.
C. 8 gam.
D. 6 gam.
Đáp án: B (Chỉ CuO phản ứng với CO, tính toán theo phương trình phản ứng)
Câu 10. Nếu cho dung dịch CuSO4 vào dung dịch NaOH thì xuất hiện kết tủa màu:
A. nâu đỏ.
B. xanh lam.
C. vàng nhạt.
D. trắng.
Đáp án: B (CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + Na2SO4, Cu(OH)2 có màu xanh lam)
Câu 11. Cho dung dịch NaOH vào ống nghiệm đựng dung dịch FeCl3, hiện tượng quan sát được là:
A. Có kết tủa trắng xanh.
B. Có khí thoát ra.
C. Có kết tủa đỏ nâu.
D. Kết tủa màu trắng.
Đáp án: C (3NaOH + FeCl3 → Fe(OH)3↓ + 3NaCl, Fe(OH)3 có màu đỏ nâu)
Câu 12. Cho dãy các dung dịch: MgCl2, NaOH, H2SO4, CuSO4, Fe(NO3)3. Khi cho dung dịch trên tác dụng với nhau từng đôi một thì số phản ứng không xảy ra là:
A. 6.
B. 4.
C. 5
D. 7
Đáp án: A (Xác định các cặp chất không phản ứng với nhau)
Câu 13. Cặp chất nào sau đây không thể tồn tại trong một dung dịch?
A. NaOH, MgSO4
B. KCl, Na2SO4
C. CaCl2, NaNO3
D. ZnSO4, H2SO4
Đáp án: A (NaOH và MgSO4 phản ứng với nhau)
Câu 14. Những nhận định sau về kim loại sắt:
(1) Kim loại sắt có tính khử trung bình.
(2) Ion Fe2+ bền hơn Fe3+.
(3) Fe bị thụ động trong H2SO4 đặc nguội.
(4) Quặng manhetit là quặng có hàm lượng sắt cao nhất.
(5) Trái đất tự quay và sắt là nguyên nhân làm Trái Đất có từ tính.
(6) Kim loại sắt có thể khử được ion Fe3+.
Số nhận định đúng là:
A. 3
B. 4
C. 5
D. 6
Đáp án: B (Các nhận định đúng là (1), (3), (4), (6))
Câu 15. Ngâm thanh Cu (dư) vào dung dịch AgNO3 thu được dung dịch X. Sau đó ngâm thanh Fe (dư) vào dung dịch X thu được dung dịch Y. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Dung dịch Y có chứa chất tan là:
A. Fe(NO3)3.
B. Fe(NO3)2.
C. Fe(NO3)2, Cu(NO3)2
D. Fe(NO3)3, Fe(NO3)2.
Đáp án: B (Fe(NO3)2 là sản phẩm cuối cùng sau các phản ứng)
