Category:
Trắc nghiệm Hóa học 12 chân trời sáng tạo bài 19: Đại cương về kim loại
Tags:
Bộ đề 1
5. Trong quá trình luyện gang từ quặng hematit (Fe2O3) bằng phương pháp nhiệt luyện trong lò cao, oxit sắt nào sau đây bị khử trực tiếp thành sắt?
Trong lò cao, ở các vùng nhiệt độ khác nhau, các oxit sắt sẽ bị khử bởi CO hoặc C. Ở nhiệt độ cao nhất (vùng dưới cùng), Fe2O3 bị khử trực tiếp thành Fe bởi cacbon: Fe2O3 + 3C $\xrightarrow{t^0}$ 2Fe + 3CO. Ở các vùng nhiệt độ thấp hơn, Fe2O3 bị khử gián tiếp qua các oxit trung gian như Fe3O4 và FeO. Fe3O4 bị khử thành FeO hoặc Fe. FeO bị khử thành Fe. Tuy nhiên, câu hỏi hỏi oxit sắt nào bị khử trực tiếp thành sắt. Trong các oxit, Fe2O3 bị khử trực tiếp bởi C ở nhiệt độ cao. Các oxit khác bị khử gián tiếp qua các bước trung gian hoặc trực tiếp bởi CO tùy thuộc vào nhiệt độ. Với C, Fe2O3 là oxit bị khử trực tiếp dễ dàng nhất. Tuy nhiên, theo sách giáo khoa, Fe2O3 bị khử trực tiếp bởi C ở nhiệt độ rất cao, còn Fe3O4 và FeO bị khử bởi CO ở các vùng nhiệt độ khác nhau. Nếu xét khả năng khử trực tiếp bởi C thì Fe2O3 là đáp án chính xác nhất cho việc khử trực tiếp. Tuy nhiên, ở nhiệt độ rất cao, cả Fe3O4 và FeO cũng có thể bị khử bởi C. Nhưng câu hỏi thường ám chỉ phản ứng chính và trực tiếp nhất. Xét theo các giai đoạn trong lò cao, Fe2O3 là oxit ban đầu bị khử mạnh nhất. Tuy nhiên, câu hỏi không rõ ràng về việc chỉ xét phản ứng với C hay CO. Nếu chỉ xét phản ứng với C thì Fe2O3 là đáp án. Nếu xét cả CO thì các oxit đều có thể bị khử. Tuy nhiên, trong nhiều tài liệu, Fe2O3 được coi là bị khử trực tiếp bởi C. Fe3O4 và FeO bị khử bởi CO. Hãy xem lại các phản ứng chính trong lò cao. Fe2O3 + 3CO $\rightarrow$ 2Fe + 3CO2 (vùng nhiệt độ thấp hơn); 3Fe2O3 + CO $\rightarrow$ 2Fe3O4 + CO2 (vùng nhiệt độ thấp hơn); Fe3O4 + 4CO $\rightarrow$ 3Fe + 4CO2 (vùng nhiệt độ cao hơn); FeO + CO $\rightarrow$ Fe + CO2 (vùng nhiệt độ cao hơn). Vậy Fe2O3 bị khử trực tiếp bởi C theo phương trình Fe2O3 + 3C $\rightarrow$ 2Fe + 3CO. Các oxit khác bị khử bởi CO. Do đó, Fe2O3 là oxit bị khử trực tiếp thành sắt bởi cacbon. Kết luận Fe2O3 bị khử trực tiếp thành sắt.
