III. HỢP CHẤT CROM (VI)
t gang nhoỷ hụ n Fe)
Luyện gang thành thộp bằng cỏch lấy ra khỏi gang phần lớn C, i, Mn và hầu hết P, S tự sự oxi húa gang núng chảy.
Cỏc phản ứng xảy ra theo thứ tự: Si + O2 SiO2 2Mn + O2 2MnO C + O2 CO2 CO2 + C 2CO S + O2 SO2 4P + 5O2 2P2O5
Cỏc khớ (CO2, SO2, CO) bay ra khỏi hệ. SiO2 và P2O5 là những oxi axit kết hợp với FeO, MnO tạo thành xỉ.
Khi cỏc tạp chất bị oxi húa hết thỡ Fe bị oxi húa:
2Fe + O2 2FeO (nõu)
Thờm vào lũ một ớt gang giàu C để điều chỉnh tỉ lệ C và một lượng nhỏ Mn cũng được thờm vào lũ để khử oxit sắt: FeO + Mn Fe + MnO
II/. KIẾN THỨC BỔ SUNG:
1/. Sắt bị oxi húa thành hỗn hợp muối Fe(II) và Fe(III):
Do sắt cú 2 húa trị là 2 và 3, nờn khi tỏc dụng với chất oxi húa, tựy thuộc vào tỉ lệ số mol của cỏc chất tham gia phản ứng, cú thể tạo thành hỗn hợp 2 loại muối sắt.
a/. Trƣờng hợp Fe phản ứng với AgNO3:
Vớ dụ: cho 0,15 mol Fe vào dung dịch chứa 0,4 mol AgNO3 Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag
131 AgNO3 cũn lại (0,4 – 0,3) = 0,1 mol, s oxi húa tiếp Fe(NO3)2 AgNO3 cũn lại (0,4 – 0,3) = 0,1 mol, s oxi húa tiếp Fe(NO3)2
Fe(NO3)2 + AgNO3 Fe(NO3)3 + Ag 0,1 0,1 0,1 mol
Dung dịch thu được cú Fe(NO3)2: 0,05 mol và Fe(NO3)3: 0,1 mol
Tổng quỏt: Nếu tỉ lệ mol AgNO3 và Fe: A g N O3
F e n f =
n
* 2 < f < 3: dung dịch chứa Fe(NO3)2 và Fe(NO3)3. * f ≥ 3: dung dịch chỉ chứa Fe(NO3)3
* f 2: dung dịch chỉ chứa Fe(NO3)2
b/. Trƣờng hợp Fe phản ứng với dung dịch HNO3:
Vớ dụ: Cho x mol bột Fe tỏc dụng với dung dịch chứa y mol HNO3. xỏc địng tỉ lệ x/y để dung dịch thu được chứa 2 muối Fe(NO3)3 và Fe(NO3)2.
Cỏc phản ứng cú thể xảy ra:
Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O a 4a a mol Fe + 2Fe(NO3)3 3Fe(NO3)2 b 2b 3b mol
Gọi a, b lần lượt là số mol Fe tham gia cỏc phản ứng.
Nếu cú 2 muối, HNO3 hết và y = 4a.
Số mol Fe tham gia phản ứng: a + b = x Ta cú: y = 4 a v ụ ựi ủ ie àu k ie ọn 0 < 2 b < a x a + b 8 4 . 3 y S u y ra : x
Tổng quỏt: Nếu tỉ lệ số mol HNO3 và Fe: H N O3
F e n f =
n
- 8
3 < f < 4: dung dịch chứa Fe(NO3)2 và Fe(NO3)3. - f ≥ 4: dung dịch chỉ chứa Fe(NO3)3
- f 8
3: dung dịch chỉ chứa Fe(NO3)2
2/. Xỏc định cụng thức của oxit sắt:
FexOy FeO Fe2O3 Fe3O4 x y = ? 1 2 3 3 4 > 0,75... < 0,75... 2 3 < x y < 1
Hũa tan với HCl, H2SO4 (l) Chỉ tạo Fe2+ Chỉ tạo Fe3+ Tạo hỗn hợp Fe2+ và Fe3+
3/. Cỏc phản ứng chuyển đổi Fe(II) thành Fe(III) và ngƣợc lại: a/. Fe(II) thành Fe(III):
Cỏc chất oxi húa mạnh: Cl2, Br2, O2, HNO3, H2SO4 đ, Ag+, KMnO4 oxi húa cỏc hợp chất Fe(II) lờn hợp chất Fe(III).
2FeCl2 + Fe 2FeCl3
6FeCl2 + 3Br2 4FeCl3 + 2FeBr3 6FeSO4 + 3Cl2 2Fe2(SO4)3 + 2FeCl3
10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + H2O 3FeO + 10HNO3 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O
4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 4Fe(OH)3
FeCl2 + 3AgNO3 dư Fe(NO3)3 + Ag + 2AgCl
b/. Fe(III) thành Fe(II):
Cỏc chất khử: Fe, Cu, CO, I-
, H2S, [H], Sn2+ cú thể khử hợp chất Fe(III) thành Fe(II) 2Fe3+ + SO2 + 2H2O 2Fe2+ + 2 4 S O + 4H+ 2Fe3+ + Sn2+ 2Fe2+ + Sn4+ 2FeCl3 + H2S 2FeCl2 + S + 2HCl 2FeCl3 + 2HI 2FeCl2 + I2 + 2HCl
c/. Vài phản ứng tổng quỏt:
FexOy + 2yHI xFeI2 + (y-x)I2 + yH2O
3FexOy + (12x-2y)HNO3 3xFe(NO3)3 + (3x-2y)NO + (6x-y)H2O 2FexOy + (6x-2y)H2SO4 xFe2(SO4)3 + (3x-2y)SO2 + (6x-2y)H2O 4Fe(OH)n + (3-n)O2 + (6-2n)H2O 4Fe(OH)3
133