âu 38: Hoà tan hết 5 4 gam Al vào 400 ml dung d ch H2SO4 1M thu ược dung d ch Y. ho V l t dung d ch NaOH 2M vào dung d ch Y ến khi ph n ứng hoàn toàn thu ược 7 8 gam kết t a. Gi tr l n nh t c a V thu ược lượng kết t a tr n là:A.
0,35B. 0,45 C. 0,25 D. 0,05
âu 39: Nung n ng m gam hỗn hợp Al và Fe2O3 trong m i trường kh ng c kh ng kh ến khi ph n ứng x y ra hoàn toàn thu ược hỗn hợp r n Y. hi Y thành 2 phần bằng nhau:
- Phần 1 t c dụng v i dung d ch H2SO4 loãng dư sinh ra 3 08 l t kh H2 ktc - Phần 2 t c dụng v i dung d ch NaOH dư sinh ra 0 84 l t kh ktc
Gi tr c a m là: A. 22,75 B. 29,43 C. 29,40 D. 21,4
âu 40: H p thụ hoàn toàn 2 688 l t O2 ktc vào 2 5 l t dung d ch a OH 2 nồng a mol/l thu ược 15 76 gam kết t a. Giá tr c a a là:A. 0 032 B. 0,048 C. 0,06 D. 0,04
I – P SẮ ( )
- Trong c c ph n ứng h a h c ion Fe2+ dễ nhường 1 electron trở thành ion Fe3+ : Fe2+
Fe3+ + eƣ vậ , tí c t ó ọc ặc trƣ củ ợp c t sắt ( ) à tí ử 1 Sắt ( ) x t, Fe
- FeO là chất rắn, màu đen, không tan trong nước và không có trong tự nhiên.
- FeO là oxit bazơ, tác dụng với axit HCl, H2SO4,... tạo ra muối Fe2+. Thí dụ : FeO + 2HCl
FeCl2 + H2O- FeO có tính khử, tác dụng với chất oxi hóa như axit HNO3, H2SO4 đặc,... tạo thành muối Fe3+. 2FeO + 4H2SO4 ặc
to Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O 3FeO + 10HNO3 (loãng)
to 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O - FeO có tính oxi hóa, tác dụng với chất khử mạnh như Al, CO, H2,... tạo thành Fe.Thí dụ : FeO + H2
to Fe + H2O- Điều chế : Nhiệt phân Fe(OH)2, khử Fe2O3, dùng Fe khử H2O ở to > 570oC,...
Thí dụ : Fe(OH)2
to FeO + H2OFe2O3 + CO
500
600
oC
2FeO + CO22 Sắt ( ) r x t, Fe( )2
- Fe(OH)2 là chất rắn, màu trắng xanh, không tan trong nước. Trong không khí ẩm, Fe(OH)2 dễ bị oxi hóa trong thành Fe(OH)3
màu nâu đỏ.
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O
4Fe(OH)3- Fe(OH)2 là hiđroxit kém bền, dễ bị phân hủy bởi nhiệt.
- Nhiệt phân Fe(OH)2 không có không khí (không có O2) : Fe(OH)2
to FeO + H2O - Nhiệt phân Fe(OH)2 trong không khí (có O2) : 4Fe(OH)2 + O2
to 2Fe2O3 + 4H2O - Fe(OH)2 là một bazơ, tác dụng với axit HCl, H2SO4 loãng,... tạo ra muối Fe2+.Thí dụ : Fe(OH)2 + H2SO4 (loãng)
FeSO4 + 2H2O- Fe(OH)2 có tính khử, tác dụng với chất oxi hóa như axit HNO3, H2SO4 đặc,... tạo thành muối Fe3+. 2Fe(OH)2 + 4H2SO4 ặc
to Fe2(SO4)3 + SO2 + 6H2O3Fe(OH)2 + 10HNO3 (loãng)
to 3Fe(NO3)3 + NO + 8H2O- Điều chế Fe(OH)2 bằng cách cho muối sắt (II) tác dụng với dung dịch bazơ trong điều kiện không có không khí.
Thí dụ : FeCl2 + 2NaOH
Fe(OH)2 + 2NaCl 3 uố sắt ( )- Đa số muối sắt (II) tan trong nước, khi kết tinh thường ở dạng ngậm nước như FeSO4.7H2O, FeCl2.4H2O,...
- Muối sắt (II) có tính khử, bị các chất oxi hóa mạnh oxi hóa thành muối sắt (III).
Thí dụ : 2FeCl2 + Cl2
2FeCl3(dd màu lục nhạt) (dd màu vàng nâu)
10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4
5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O (dd màu tím hồng) (dd màu vàng)- Điều chế muối sắt (II) bằng cách cho Fe hoặc các hợp chất sắt (II) như FeO Fe(OH)2,... tác dụng với axit HCl, H2SO4 loãng (không có không khí). Dung dịch muối sắt (II) thu được có màu lục nhạt.
4 Ứ dụ củ ợp c t sắt ( )
Mu i FeSO4 ược d ng làm ch t di t sâu b c h i cho th c vật pha chế sơn m c và d ng trong k ngh nhu m v i.
II – P SẮ ( )
- Trong c c ph n ứng h a h c t y thu c vào ch t kh m nh hay yếu ion Fe3+ c kh năng nhận 1 hoặc 3 electron : Fe3+ + 1e
Fe2+Fe3+ + 3e
Fe- ƣ vậ , tí c t ó ọc ặc trƣ củ ợp c t sắt ( ) à tí x ó 1 Sắt ( ) x t, Fe2O3
- Fe2O3 là chất rắn, màu đỏ nâu, không tan trong nước.
- Fe2O3 là oxit bazơ, tan trong các dung dịch axit mạnh như HCl, H2SO4, HNO3,... tạo ra muối Fe3+. Thí dụ : Fe2O3 + 6HNO3
2Fe(NO3)3 + 3H2O- Fe2O3 có tính oxi hóa, tác dụng với chất khử như Al, C, CO, H2,... ở nhiệt độ cao.
Thí dụ : Fe2O3 + 2Al
to Al2O3 + Fe Fe2O3 + 3CO
to 2Fe + 3CO2 - Điều chế Fe2O3 bằng cách nhiệt phân Fe(OH)3 ở nhiệt độ cao.2Fe(OH)3
to Fe2O3 + 3H2O 2 Sắt ( ) r x t, Fe( )3- Fe(OH)3 là chất rắn, màu nâu đỏ, không tan trong nước.
- Fe(OH)3 là một bazơ, dễ tan trong các dung dịch axit như HCl, H2SO4, HNO3,... tạo ra muối Fe3+. Thí dụ : 2Fe(OH)3 + 3H2SO4
Fe2(SO4)3 + 3H2O- Điều chế Fe(OH)3 bằng cách cho muối sắt (III) tác dụng với dung dịch bazơ.
Thí dụ : FeCl3 + 3NaOH
Fe(OH)3 + 3NaCl 3 uố sắt ( )- Đa số muối sắt (III) tan trong nươc, khi kết tinh thường ở dạng ngậm nước như Fe2(SO4)3.9H2O, FeCl3.6H2O,...
- Muối sắt (III) có oxi hóa, dễ bị khử thành muối sắt (II).
Thí dụ : Fe + 2FeCl3
3FeCl2(dd màu vàng) (dd màu xanh nhạt) Cu + 2FeCl3
CuCl2 + 2FeCl2(dd màu vàng) (dd màu xanh)
2FeCl3 + 2KI
2FeCl2 + 2KCl + I2- Điều chế : Cho Fe tác dụng với các chất oxi hóa mạnh như Cl2, HNO3, H2SO4 đặc,... hoặc các hợp chất sắt (III) tác dụng với axit HCl, H2SO4 loãng,... Dung dịch muối sắt (III) thu được có màu vàng nâu.
- ậ b ết mu i s t III nhờ t c dụng v i dung d ch mu i kali hoặc mu i amoni sunfoxianua KS N NH4S N t o mu i s t III sunfoxianua màu ỏ m u:
FeCl3 + 3KSCN Fe(SCN)3 + 3KCl
Đ i v i Fe2+ và Fe3+ th c th nhận biết qua phức xyanua:
Fe2+ + 6CN-
[Fe(CN)6]4-
Fe4[Fe(CN)6]3 Feroxianua xanh Prusse Fe3+ + 6CN-
[Fe(CN)6]3-
Fe3[Fe(CN)6]2 Feroxianua xanh Turn bull 4 Ứ dụ củ ợp c t sắt ( )Mu i Fe l3 ược d ng làm ch t x c t c trong m t s ph n ứng h u cơ. Fe2(SO4)3 c trong phèn s t–amoni (NH4)2SO4.Fe2(SO4)3.24H2O. Fe2O3 ược d ng pha chế sơn ch ng g
3: S X - THÉP
S X Â 1 u u
Quặng s t kh ng chứa hoặc chứa r t t S P ch t ch y 2 u tắc
D ng O kh dần dần Fe2O3 thành Fe
0 0 0
+3 +2 +3 +2
+CO +CO +CO
2 3 t 3 4 t t
Fe O Fe O FeO Fe
3 ác p ả ứ xả r tr quá trì sả xu t - Ph n ứng t o ch t kh O
C + O2 t0
CO2CO2 + C
t0
2CO- Phần tr n thân lò ở 4000 ến 12000C 3Fe3O3 + CO
2Fe3O4 + CO2- Phần gi a c a thân lò nhi t (5000C - 6000C) Fe3O4 + CO
3FeO + CO2- Phần dư i thân lò nhi t 700 - 8000C) FeO + CO
Fe + CO2- S t ch y qua xu ng dư i thu ược s n phẩm gang lỏng ở 1200o và x y ra c c ph n ứng phụ:
3Fe + C
to
Fe3C 3Fe + 2CO
to
Fe3C + CO2 (xementit)- Ngoài ra còn thu ược x từ c c ph n ứng phụ sau:
CaCO3
to
CaO + CO2 CaO + SiO2(cát)
to
CaSiO3 xVà kh lò cao gồm O H2, CH4 .... d ng làm nhi n li u.
S X ÉP 1 u u
Gang tr ng gang x m s t phế li u
Kh ng kh hoặc oxi
Nhi n li u: dầu mad t hoặc kh t h t ch y: canxi oxit
2 u tắc
Oxi h a c c t p ch t trong gang Si Mn S P thành oxit nhằm làm gi m hàm lượng c a ch ng trong thép.
3 ữ p ả ứ ĩ ọc xả r . P ạ thép
- Oxi kh ng kh sẽ oxi h a c c t p ch t trong gang Trư c hết Si O2 = SiO2
2Mn + O2 = 2MnO
- Tiếp ến b oxi h a thành O 1.2000C) 2C + O2 = 2CO
- Sau S O2 = SO2 4P + 5O2 = 2P2O5 - M t phần Fe b oxi h a
2Fe + O2 = 2FeO
- Sau khi cho thêm lượng gang giàu Mangan Mn là ch t kh m nh hơn Fe sẽ kh ion s t trong FeO thành s t.
FeO + Mn = Fe + MnO b. P ạ ỉ
- Ở nhi t cao SiO2, P2O5 t c dụng v i aO t o x dễ n ng ch y c t kh i nhỏ nổi tr n thép.
3CaO + P2O5 = Ca3(PO4)2 CaO + SiO2 = CaSiO3
à cĩ ột số p ƣơ p áp u t ép c ủ ếu s u â :
1 P ƣơ p áp esse er: Thổi kh ng kh vào trong gang lỏng t ch y c c t p ch t trong gang:
2Mn + O2
to
2MnO Si + O2
to
SiO2C + O2
to
CO2 2Fe + O2
to
2FeOFeO + SiO2
to
FeSiO3 MnO + SiO2
to
MnSiO3 x * Đặc ể :- X y ra nhanh 15 – 20 ph t kh ng cho phép iều ch nh ược thành phần c a thép.
- Kh ng lo i bỏ ược P S do kh ng luy n ược thép nếu gang c chứa nh ng t p ch t . 2 P ƣơ p áp esse er cả t ế :
a) P s L t bằng g ch chứa MgO và aO lo i bỏ P:
4P + 5O2
to
2P2O5 P2O5 + 3CaO
to
Ca3(PO4)2* Đặc ể : ho phép lo i ược P nhưng kh ng lo i ược lưu huỳnh.
b Phương ph p thổi Oxi: thay kh ng kh bằng O2 tinh khiết c p su t cao kho ng 10atm oxi h a hồn tồn c c t p ch t.
Đây là phương ph p hi n i nh t hi n nay.
* Đặc ể :
- Nâng cao ch t lượng và ch ng lo i thép
- D ng ược quặng s t và s t thép g làm ph i li u
- Khí O2 c t c l n xuy n qua phế li u n ng ch y và oxi h a c c t p ch t m t c ch nhanh ch ng. Nhi t lượng tỏa ra trong ph n ứng oxi h a gi cho ph i li u trong lị lu n ở th lỏng.
- ng su t t i ưu.
3. P M : ch t oxi h a là oxi kh ng kh và c s t oxit c a quặng s t.
* Đặc ể : - t n nhi n li u t lị
- X y ra chậm 6 – 8h n n ki m so t ược ch t lượng thép theo ý mu n.
4. P ồ q ệ : nhờ nhi t trong lị i n cao > 3000o n n c th luy n ược c c lo i thép ặc bi t chứa nh ng kim lo i kh n ng ch y như Mo W ...