Fe + O2 → Fe2O3 | Fe ra Fe2O3

Phản ứng Fe + O₂ → Fe₂O₃

1. Phương trình phản ứng

3Fe + 2O₂ → 2Fe₂O₃

2. Điều kiện phản ứng

– Không cần điều kiện.

3. Cách thực hiện phản ứng

– Cho sắt tác dụng với oxi không khí.

4. Hiện tượng nhận biết phản ứng

Sắt bị gỉ trong không khí ẩm.

5. Bạn có biết

Khi cho Fe tác dụng với oxi ở nhiệt độ cao sẽ sinh ra hỗn hợp các oxit sắt.

6. Tính chất hóa học của sắt

Sắt là kim loại có tính khử trung bình. Khi tác dụng với chất oxi hóa yếu, sắt bị oxi hóa đến số oxi hóa +2.

Fe → Fe+2 + 2e

Với chất oxi hóa mạnh, sắt bị oxi hóa đến số oxi hóa +3.

Fe → Fe+3 + 3e

6.1. Tác dụng với phi kim

Ở nhiệt độ cao, sắt khử nguyên tử phi kim thành ion âm và bị oxi hóa đến số oxi hóa +2 hoặc +3.

+ Tác dụng với lưu huỳnh: Fe0+S0→toFe+2S−2

+ Tác dụng với oxi: 3Fe+2O20→toFe3O−24

+ Tác dụng với clo: 2Fe0+3Cl20→to2Fe+3Cl−13

6.2. Tác dụng với axit

– Với dung dịch HCl, H₂SO₄ loãng, Fe bị oxi hóa đến số oxi hóa +2, giải phóng H₂. Ví dụ:

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

– Với dung dịch HNO₃ và H₂SO₄ đặc nóng, Fe bị oxi hóa đến số oxi hóa +3, và không giải phóng H₂. Ví dụ:

Fe + 4HNO₃ loãng → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

Chú ý: Fe bị thụ động bởi các axit HNO₃ đặc, nguội và H₂SO₄ đặc, nguội.

6.3. Tác dụng với dung dịch muối

Fe có thể khử được ion của các kim loại đứng sau nó trong trong dãy điện hóa của kim loại. Trong các phản ứng này, Fe thường bị oxi hóa đến số oxi hóa +2. Ví dụ:

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

Đặc biệt:

Fe + 2Ag⁺ → Fe²⁺ + 2Ag

Nếu Ag⁺ dư, tiếp tục có phản ứng:

Fe²⁺ + Ag⁺ → Fe³⁺ + Ag

6.4. Tác dụng với nước

Ở nhiệt độ thường, sắt không khử được nước, nhưng ở nhiệt độ cao, sắt khử hơi nước tạo ra H₂ và Fe₃O₄ hoặc FeO.

3Fe + 4H₂O →to<570oC Fe₃O₄ + 4H₂

Fe + H₂O →to>570oCFeO + H₂

7. Tính chất vật lí của Sắt

– Màu xám hơi trắng, dễ ràn và dẻo cũng như có thể dát mỏng hay kéo sợi, khả năng dẫn điện và nhiệt không bằng nhôm hay đồng.

– Nhiễm từ ở nhiệt độ cao khoảng 800 độ C sẽ nhiễm từ và mất từ tính.

8. Bài tập vận dụng

Câu 1: Phản ứng xảy ra khi để thanh sắt ngoài không khí ẩm một thời gian:

A. 3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄

B. 3Fe + 2O₂ → 2Fe₂O₃

C. 2Fe + O₂ → 2FeO

D. Không xảy ra phản ứng.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Câu 2: Cho kim loại X để trong không khí thu được chất rắn Y. Cho Y tác dụng với dung dịch HCl thu được dung dịch Z phản ứng với dung dịch NaOH dư thu được kết tủa màu nâu đỏ. X là kim loại nào?

A. Al B. Cu C. Fe D. Zn

Hướng dẫn giải

Đáp án C

3Fe + 2O₂ → 2Fe₂O₃; Fe₂O₃ + HCl → FeCl₃ + H₂O;

FeCl₃ + NaOH → Fe(OH)₃ + 3NaCl

Câu 3: Để cho thanh sắt ngoài không khí một thời gian. Hiện tượng xảy ra là:

A. Thanh sắt bị gỉ

B. Thanh sắt chuyển sang màu đỏ

C. Thanh sắt bị xỉn màu

D. Không có hiện tượng gì.

Hướng dẫn giải

Đáp án A