Cacbon khử được những kim loại nào
Để giải quyết câu hỏi này, cô trò chúng ta sẽ cùng nhau phân tích dựa trên kiến thức đã học trong sách giáo khoa Hóa học lớp 9.
Bước 1: Ôn lại tính chất hóa học của Cacbon
Các em còn nhớ, trong sách giáo khoa đã giới thiệu về tính chất hóa học của Cacbon ở các nhiệt độ khác nhau. Ở nhiệt độ cao, Cacbon có tính khử mạnh, tác dụng được với nhiều chất. Trong đó có oxit kim loại.
Bước 2: Xét phản ứng của Cacbon với oxit kim loại
Khi Cacbon tác dụng với oxit kim loại ở nhiệt độ cao, Cacbon sẽ đóng vai trò là chất khử, lấy oxi của oxit kim loại, tạo thành kim loại tự do và khí Cacbonmonoxit (CO) hoặc khí Cacbon đioxit (CO2).
Tổng quát, phản ứng có dạng:
Oxít kim loại + C → Kim loại + CO (hoặc CO2)
Bước 3: Xác định những kim loại mà Cacbon có thể khử
Dựa vào vị trí của kim loại trong dãy hoạt động hóa học, chúng ta có thể dự đoán khả năng bị Cacbon khử. Cacbon có thể khử được những oxit của các kim loại đứng sau Nhôm (Al) trong dãy hoạt động hóa học. Lý do là vì các kim loại đứng trước Nhôm thì oxit của chúng rất bền, cần nhiệt độ rất cao để phân hủy hoặc không thể bị Cacbon khử trực tiếp trong điều kiện thông thường.
Những kim loại mà Cacbon khử được bao gồm:
* Kim loại đứng sau Nhôm trong dãy hoạt động hóa học.
* Ví dụ cụ thể: Đồng (Cu), Sắt (Fe), Kẽm (Zn), Chì (Pb), Thủy ngân (Hg)…
Bước 4: Minh họa bằng các ví dụ cụ thể
Chúng ta hãy cùng xem một vài ví dụ minh họa cho phản ứng này:
Ví dụ 1: Khử Đồng(II) oxit (CuO)
Khi nung nóng hỗn hợp bột đồng(II) oxit (CuO) với bột Cacbon (C), ta thu được kim loại đồng (Cu).
Phương trình hóa học:
2CuO + C \( \xrightarrow{t^0} \) 2Cu + CO2↑
Hoặc:
CuO + C \( \xrightarrow{t^0} \) Cu + CO↑
Ví dụ 2: Khử Sắt(III) oxit (Fe2O3)
Khi nung nóng hỗn hợp bột Sắt(III) oxit (Fe2O3) với bột Cacbon (C) ở nhiệt độ cao, ta thu được kim loại Sắt (Fe).
Phương trình hóa học:
Fe2O3 + 3C \( \xrightarrow{t^0} \) 2Fe + 3CO↑
Hoặc với tỉ lệ khác:
2Fe2O3 + 3C \( \xrightarrow{t^0} \) 4Fe + 3CO2↑
Ví dụ 3: Khử Chì(II) oxit (PbO)
Khi nung nóng bột Chì(II) oxit (PbO) với bột Cacbon (C), ta thu được kim loại Chì (Pb).
Phương trình hóa học:
PbO + C \( \xrightarrow{t^0} \) Pb + CO↑
Kết luận:
Như vậy, qua phân tích và các ví dụ cụ thể, chúng ta có thể kết luận rằng: Cacbon có thể khử được những oxit kim loại mà kim loại đó đứng sau Nhôm trong dãy hoạt động hóa học.
Các em về nhà xem lại bài và ghi nhớ kiến thức này nhé. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, đừng ngần ngại hỏi cô.
\(C\) có thể khử được oxit các kim loại đứng sau \(Al\) trong dãy hoạt động hóa học
\(Fe_3O_4+2C\xrightarrow{t^o}3Fe+2CO_2\)
\(2CuO+C\xrightarrow{t^o}2Cu+CO_2\)
\(C\) khử được các oxit của kim loại từ \(Zn\) về sau trong dãy điện hoá.
VD: \(ZnO;FeO;Fe_2O_3;CuO…\)