Phản ứng Fe3O4 + H2 → Fe + H2O
1. Phương trình phản ứng Fe3O4 ra Fe
Fe3O4 + 4H2 → 3Fe + 4H2O
2. Điều kiện phản ứng xảy ra
Nhiệt độ
3. Hiện tượng nhận biết phản ứng
Sắt từ oxit bị H2 khử tạo thành Fe màu trắng xám.
4. Bản chất của các chất tham gia phản ứng
4.1. 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, ...
4.2. Bản chất của H2 (Hidro)
- Trong phản ứng trên H2 là chất khử.
- H2 có tính khử, khử một số oxit kim loại ở nhiệt độ cao.
5. Tính chất hoá học của Fe3O4
5.1. 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
5.2. Tính khử
- Fe3O4 là chất khử khi tác dụng với các chất có tính oxi hóa mạnh:
3 Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O
5.3. 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
3 Fe3O4 + 8Al 4Al2O3 + 9Fe
6. Tính chất vật lí của Fe3O4
Là chất rắn, màu đen, không tan trong nước và có từ tính
7. Tính chất hóa học của H2
Hiđro là phi kim có tính khử. Ở những nhiệt độ thích hợp, hiđro không những kết hợp được với đơn chất oxi mà còn kết hợp được với nguyên tố oxi trong một số oxit kim loại. Các phản ứng này đều tỏa nhiều nhiệt. Cụ thể:
- Hiđro tác dụng với oxi
Hiđro cháy trong oxi theo phương trình hóa học:
Hỗn hợp H2 và O2 là hổn hợp nổ. Hỗn hợp nổ mạnh nhất khi tỉ lệ H2 : O2 là 2:1 về thể tích.
- Hiđro tác dụng với một số oxit kim loại như FeO, CuO, Fe2O3, …
Ví dụ:
Hiđro phản ứng với đồng oxit ở nhiệt độ khoảng 400°C theo phương trình hóa học:
8. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1. Trong phản ứng sau Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 thì axit H2SO4 đóng vai trò là gì?
A. Chất oxi hóa
B. Chất khử
C. Chất xúc tác
D. Chất môi trường
Lời giải:
Câu 2. Sau phản ứng Zn và HCl trong phòng thí nghiệm, đưa que đóm đang cháy vào ống dẫn khí, khí thoát ra cháy được trong không khí với ngọn lửa màu gì?
A. Đỏ
B. Xanh nhạt
C. Tím
D. Không màu
Lời giải:
Câu 3. Phản ứng nào dưới đây có thể tạo được khí hiđro?
A. Cu + HCl
B. CaO + H2O
C. Fe + H2SO4
D. Fe3O4 + H2
Lời giải:
Câu 4. Đốt cháy 2,8 lít H2 (đktc) sinh ra H2O. Tính khối lượng H2O thu được
A. 2,5 gam.
B. 2,35 gam.
C. 2,25 gam.
D. 1,35 gam.
Lời giải:
Câu 5. Cho 8 gam CuO tác dụng với 1,12 lít khí H2 ở nhiệt độ cao. Sau phản ứng thấy có m gam chất rắn. Giá trị của m là
A. 0,64
B. 6,4
C. 0,72
D. 7,2
Lời giải:
