Oxit kim loại bị khử bởi khí CO ở nhiệt độ cao là câu hỏi được chúng tôi biên soạn hướng dẫn giải đáp các câu hỏi thắc mắc của bạn đọc liên quan đến môn Hóa học, từ đó giúp các bạn học tốt hơn cũng như biết cách vận dụng giải các dạng bài tập liên quan. Mời các bạn cùng theo dõi bài viết dưới đây.
Mục lục bài viết
1. Oxit kim loại bị khử bởi khí CO ở nhiệt độ cao là?
A. Al2O3.
B. CuO.
C. MgO.
D. K2O
Đáp án hướng dẫn giải
Chọn B
Các oxit kim loại thường có thể bị khử bởi các chất khử như khí CO ở nhiệt độ cao. Trong trường hợp của oxit đồng (CuO), đây là một ví dụ điển hình cho quá trình khử của oxit kim loại.
Khi đưa CuO (oxit đồng) vào môi trường chứa khí CO ở nhiệt độ cao, quá trình khử xảy ra theo phản ứng hóa học:
Ở đây, khí CO đóng vai trò là chất khử, và trong quá trình này, CuO bị khử thành đồng (Cu), còn khí CO được oxi hóa thành .
Đây là một quá trình khử phổ biến trong nhiều ứng dụng công nghiệp và trong các phương pháp hóa học. Việc hiểu và áp dụng các phản ứng khử này có thể có nhiều ứng dụng trong việc sản xuất kim loại từ quặng, trong quá trình sản xuất các hợp chất hóa học và trong nhiều lĩnh vực công nghiệp khác.
2. Tìm hiểu về Cacbon Oxit (CO):
2.1. Tính chất vật lí:
Oxit của carbon là một nhóm các hợp chất hóa học gồm các phân tử chứa carbon và oxy. Các oxit carbon phổ biến nhất là CO (carbon monoxide) và CO2 (carbon dioxide). Cả hai đều có tính chất vật lý quan trọng và ảnh hưởng lớn đến môi trường và sức khỏe.
Carbon monoxide (CO) là khí không màu, không mùi, không vị và không hòa tan trong nước. Điều này khiến nó trở thành một nguyên nhân nguy hiểm trong môi trường sống. CO có khả năng kết hợp với hemoglobin trong hồng cầu, gây ra nguy cơ ngộ độc, ức chế sự vận chuyển oxy đến các tế bào và cơ quan trong cơ thể.
Carbon dioxide (CO2) cũng không màu và không có mùi, nhưng nó tan trong nước tạo ra axit carbonic, ảnh hưởng đến cân bằng pH trong môi trường nước. CO2 là một trong những khí nhà kính chính gây hiệu ứng nhà kính, đóng góp vào sự thay đổi khí hậu toàn cầu. Nó cũng là sản phẩm của quá trình hô hấp của động vật và quá trình đốt cháy các nguồn năng lượng hóa thạch.
Tính chất vật lý của các oxit carbon này phản ánh sự tương tác giữa carbon và oxy, tạo ra những hợp chất có ảnh hưởng lớn đến môi trường và sức khỏe con người.
2.2. Tính chất hoá học:
Cacbon oxit gồm hai oxit phổ biến là CO (carbon monoxide) và CO2 (carbon dioxide). Tính chất hoá học của chúng đều có ảnh hưởng lớn đến môi trường và các quá trình tự nhiên.
– Carbon Monoxide (CO):
+ CO là một khí không màu, không mùi, và không vị.
+ Nó tạo ra thông qua quá trình đốt cháy không đầy đủ của các nguyên liệu chứa carbon, như xăng, than, hoặc gỗ.
+ CO là một chất khí độc hại. Khi hít vào, nó kết hợp mạnh mẽ với hemoglobin trong máu, gây ức chế khả năng vận chuyển oxy trong cơ thể. Điều này có thể dẫn đến nguy cơ ngộ độc và tử vong.
– Carbon Dioxide (CO2):
+ CO2 cũng là một khí không màu và không mùi.
+ Nó là sản phẩm của quá trình hô hấp của sinh vật và quá trình đốt cháy carbon.
+ CO2 đóng vai trò quan trọng trong quá trình quang hợp của cây cối, là nguyên liệu cần thiết để chúng sản xuất đường và sinh tố cần thiết cho sự sống.
Tuy nhiên, sự tăng lên đột ngột của CO2 trong không khí do hoạt động con người (như đốt cháy nhiên liệu hóa thạch) đóng góp vào hiện tượng ô nhiễm không khí và gây ra biến đổi khí hậu.
Cả hai oxit carbon đều có vai trò quan trọng trong chu trình carbon tự nhiên và ảnh hưởng lớn đến môi trường và sức khỏe con người. Đồng thời, chúng cũng đóng vai trò quan trọng trong nhiều ứng dụng công nghiệp và khoa học.
2.3. Ứng dụng:
Cacbon oxit, bao gồm CO (carbon monoxide) và CO2 (carbon dioxide), có nhiều ứng dụng quan trọng trong nhiều lĩnh vực:
– Ứng dụng trong công nghiệp:
+ CO được sử dụng trong quá trình sản xuất thép. Nó có thể reagieren với sắt để tạo ra kim loại không gỉ.
+ CO2 thường được sử dụng trong quá trình luyện kim, làm mát, và trong quá trình tạo ra các sản phẩm như đồ uống có ga.
– Ứng dụng trong y tế: CO được sử dụng trong một số thiết bị y tế, như máy hỗ trợ hô hấp (ventilators) hoặc trong quá trình tạo ra các chất dược phẩm nhất định.
– Ứng dụng trong thực phẩm và đồ uống:
+ CO2 được sử dụng để làm tăng áp suất trong nước uống có ga, như nước ngọt và bia.
+ Nó cũng được sử dụng để bảo quản thực phẩm, đặc biệt là trong quá trình đóng chai và đóng gói.
– Ứng dụng trong nông nghiệp: CO2 được sử dụng như một phương tiện để kích thích quá trình quang hợp trong cây trồng, giúp tăng cường sinh trưởng và năng suất của chúng.
– Ứng dụng trong môi trường và năng lượng tái tạo:
+ CO2 được sử dụng trong các phương pháp tái chế hoặc trong quá trình làm sạch và loại bỏ khí thải.
+ Các công nghệ hiện đại cũng nghiên cứu về việc sử dụng CO2 như một nguồn nguyên liệu tái tạo để sản xuất nhiên liệu và hóa chất.
Tuy nhiên, sự sử dụng rộng rãi của cacbon oxit cũng đồng thời gây ra nhiều vấn đề liên quan đến môi trường, như tăng lượng CO2 trong không khí có thể gây ra hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu toàn cầu. Do đó, việc sử dụng và quản lý chúng trong các ứng dụng công nghiệp đòi hỏi sự chú ý đến các biện pháp kiểm soát và giảm thiểu tác động tiêu cực đối với môi trường.
3. Bài tập liên quan:
Câu 1. Ở nhiệt độ cao, khí CO khử được các oxit nào sau đây:
A. Fe2O3 và CuO
B. Al2O3 và CuO
C. MgO và Fe2O3
D. CaO và MgO
Xem đáp án
Đáp án A.
Khí CO chỉ khử được oxit của kim loại đứng sau Al trong dãy điện hóa
A thỏa mãn Fe2O3 và CuO
Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
CuO + CO → Cu + CO2
B loại vì CO không khử được Al2O3
C. vì CO không khử được MgO
D. vì CO không khử được CaO và MgO
Câu 2. Cho khí CO dư đi qua hỗn hợp gồm CuO, Al2O3 và MgO (nung nóng). Khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được chất rắn gồm
A. Cu, Al, Mg.
B. Cu, Al, MgO.
C. Cu, Al2O3, Mg.
D. Cu, Al2O3, MgO.
Xem đáp án
Đáp án D
Ở nhiệt độ cao, khí CO khử được các oxit của kim loại sau nhôm trong dãy điện hóa.
Vậy nên cho CO qua hỗn hợp CuO, Al2O3, MgO (nung nóng) thì CO chỉ khử được CuO, không khử được Al2O3 và MgO.
Phương trình hóa học
CO + CuO → Cu + CO2
Vậy chất rắn thu được sau phản ứng chứa: Cu, Al2O3 và MgO.
Câu 3. Cho luồng khí H2 dư qua hỗn hợp các oxit CuO, Fe2O3, ZnO, MgO nung nóng ở nhiệt độ cao. Sau phản ứng, hỗn hợp chất rắn còn lại là
A. Cu, Fe, ZnO, MgO.
B. Cu, Fe, Zn, Mg.
C. Cu, Fe, Zn, MgO.
D. Cu, FeO, ZnO, MgO.
Xem đáp án
Đáp án C
Các chất khử C, CO, H2 không khử được các oxit MgO, Al2O3 và các oxit khác của kim loại kiềm và kiềm thổ.
CuO, Fe2O3, ZnO bị bởi khử C, CO, H2 tạo thành Cu, Fe, Zn.
Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
CuO + CO → Cu + CO2
ZnO + CO → Zn + CO2
2Fe2O3 + 3C → 4Fe + 3CO2
CuO + C → Cu + CO2
ZnO + C → Zn + CO2
Fe2O3 + 3H2→ 2Fe + 3H2O
CuO + H2 → Cu + H2O
ZnO + H2 → Zn + H2O
Còn lại MgO.
=> Hỗn hợp chất rắn thu được là Cu, Fe, Zn, MgO.
Câu 4. Hấp thụ hoàn toàn 3,36 lít (đktc) CO2 vào 500 ml dung dịch Ba(OH)2 nồng độ 0,2M thu được dung dịch X. Sau khi gạn bỏ kết tủa, khối lượng dung dịch X so với khối lượng dung dịch ban đầu
A. tăng 3,25 gam
B. giảm 3,25 gam
C. tăng 6,60 gam
D. giảm 3,20 gam
Xem đáp án
Đáp án B
nCO2 = 0,15 mol ; nBa(OH)2 = 0,1 mol => nOH = 0,2 mol
Nhận thấy: nCO2 < nOH < 2.nCO2
=> nCO3 = nOH – nCO2 = 0,05 mol
Ta có: ∆m = mCO2 – mBaCO3 = 0,15.44 – 0,05.197 = -3,25 gam
=> khối lượng dung dịch giảm 3,25 gam
