Dùng CO làm chất khử để điều chế Fe theo chuỗi phản ứng sau:
Fe2O3--> Fe3O4--> FeO--> Fe
Kết quả thu được 16,8g sắt.
a. Tính khối lượng sắt (III) oxit đã dùng lúc ban đầu.
b. Để tái tạo đủ lượng CO ban đầu, người ta phóng khí CO2 thu đc trong quá trình điều chế sắt trên than nóng đỏ. Sơ đồ phản ứng xảy ra như sau:
CO2 + C
2CO
Tính thể tích khí CO2 còn dư sau phản ứng ở đktc.
\(3Fe_2O_3+CO-to>2Fe_3O_4+CO_2\left(1\right)\)
\(Fe_3O_4+CO-to>3FeO+CO_2\left(2\right)\)
\(FeO+CO-to>Fe+CO_2\left(3\right)\)
\(^nFe=\frac{16,8}{56}=0,3\left(mol\right)\)
theo pt (3) ta có \(^nFe=^nFeO=>^nFeO=0,3\left(mol\right)\)
theo pt (2) ta có \(3.^nFe_3O_4=^nFeO=>^nFe_3O_4=0,1\left(mol\right)\)
theo pt (1) ta có \(2.^nFe_2O_3=3.^nFe_3O_4=>^nFe_2O_3=0,15\left(mol\right)=>^mFe_2O_3=24\left(g\right)\)
\(CO_2+C< -to>2CO\)
\(=>^nCO_2\left(1\right)=0,05\left(mol\right)\)
\(=>^nCO_2\left(2\right)=0,1\left(mol\right)\)
\(=>^nCO_2\left(3\right)=0,3\left(mol\right)\)
\(=>^nCO_2\left(1,2,3\right)=0,45\left(mol\right)=>^VCO_2=10,08\left(l\right)\)
Fe2O3 + 3CO\(\rightarrow\)2Fe + 3CO2
Ta có: nFe=\(\frac{16,8}{56}\)=0,3 mol
Theo ptpu: nFe2O3=\(\frac{1}{2}\)nFe=0,15 mol
\(\rightarrow\) mFe2O3=0,15.160=24 gam
Ta có: nCO=nCO2=3nFe2O3=0,15.3=0,45 mol
CO2 + C \(\rightarrow\) 2CO
\(\rightarrow\)nCO2 cần=\(\frac{1}{2}\)nCO=0,225 mol \(\rightarrow\) nCO2 dư=0,45-0,225=0,225 mol
\(\rightarrow\)V CO2 dư=0,225.22,4=5,04 lít