Có thể tách sắt từ Fe2O3 bằng phương pháp nhiệt luyện với các chất khử như Al, CO theo các phương trình hóa học sau:
(1) Fe2O3(s) + 2Al(s) → Al2O3(s) + Fe(s)
(2) Fe2O3(s) + 3CO(g) → 2Fe(s) + 3CO2(g)
Nhiệt tạo thành chuẩn của các chất được cho trong bảng:
Chất……. Fe2O3(s)…. Al2O3(s)…. CO(g)…. CO2(g)
(kJ/mol)…. -825,5….. -1676,0….. -110,5….. -393,5
a) Trong tự nhiên, sắt chủ yếu tồn tại ở dạng đơn chất.
b) Sắt được sử dụng ở dạng hợp kim như gang, thép nhiều hơn dạng nguyên chất.
c) Để tách 1,3 tấn sắt thì cần 3,2 tấn quặng hematite (chứa 73% Fe2O3 về khối lượng, còn lại là tạp chất không chứa sắt), hiệu suất cả quá trình là 80%. (Kết quả các phép tính trung gian không được làm tròn, chỉ kết quả cuối cùng được làm tròn đến hàng phần mười).
d) Đặt k =
(1)/
(2), giá trị của k bằng 35,028. (Kết quả các phép tính trung gian không được làm tròn, chỉ kết quả cuối cùng được làm tròn đến hàng phần nghìn)
Câu trả lời tốt nhất
(a) Sai, trong tự nhiên, sắt chủ yếu tồn tại ở dạng hợp chất trong các quặng (như hematite, magnetite, siderite, pyrite).
(b) Đúng, hiếm khi sử dụng sắt ở dạng nguyên chất, chủ yếu sử dụng sắt ở dạng hợp kim như gang, thép…
(c) Đúng, chuyển đổi: Fe2O3 —> 2Fe
m quặng = 1,3.160/(2.56.73%.80%) = 3,2 tấn
(d) Sai:
(1) = -1676,0 – (-825,5) = -850,5 kJ
(2) = -393,5.3 – [-825,5 – 110,5.3] = -23,5 kJ
—> k = 36,191
