Fe + H2so4 đặc nóng là phản ứng oxi hóa khử, được Toppy biên soạn. Phương trình này sẽ xuất hiện rất nhiều trong quá trình học Hóa học lớp 10. Qua bài cân bằng phản ứng oxi hóa khử, và chương oxi lưu huỳnh Hóa 10. Qua phản ứng fe + h2so4 đặc nóng này có thể giúp các bạn viết và cân bằng phương trình một cách nhanh và chính xác hơn.
Phương trình phản ứng fe + h2so4 đặc nóng
1. Phương trình phản ứng fe + h2so4 đặc nóng
2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O
2. Cân bằng phản ứng oxi hoá khử (theo phương pháp thăng bằng electron)
Fe0 + H2S+6O4 → Fe2+2(SO4)3 + S+4O2 + H2O
| 2x
3x |
Fe0 → Fe+3 +3e
S+6 + 2e → S+4 |
2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4) + 3SO2 + 6H2O
3. Điều kiện phản ứng fe + h2so4 đặc nóng
Nhiệt độ
4. Cách tiến hành phản ứng fe + h2so4 đặc nóng
Cho Fe (sắt) tác dụng với axit sunfuric H2SO4
5. Hiện tượng Hóa học của fe + h2so4 đặc nóng
Sắt (Fe) tan dần trong dung dịch và sinh ra khí mùi hắc Lưu huỳnh đioxit (SO2).
Nội dung mở rộng fe + h2so4 đặc nóng
Khái niệm kim loại Fe
Sắt có ký hiệu Fe, đây là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn có số hiệu nguyên tử là 26. Fe thuộc phân nhóm VIIIB và thuộc chu kỳ 4. Sắt có rất nhiều trên Trái Đất, được tạo thành từ các lớp vỏ và lõi.
-
Kí hiệu: Fe.
-
Nguyên tử khối: 56.
-
Khối lượng riêng: 7.86 g / cm³.
-
Điểm nóng chảy là: 1539 ° C.
-
Khối lượng nguyên tử: 55,845u.
-
Số electron trên mỗi lớp vỏ lần lượt là: 2, 8, 14, 2.
-
Số nguyên tử: 26.
Tính chất vật lý của Fe
Sắt là loại kim loại có màu trắng xám, dẻo, dai, rất dễ rèn, nhiệt độ nóng chảy khá cao lên đến 1539 độ C. Sắt là chất dẫn nhiệt, dẫn điện tốt, có từ tính.
Tính chất hóa học của Fe
Sắt có những tính chất hóa học nào? Kim loại sắt có thể phản ứng với phi kim, axit, nước và muối để tạo thành hợp chất. Phản ứng hóa học của kim loại với các chất này có hoặc không có kèm theo chất xúc tác.
Tác dụng phi kim
Khi đun nóng, sắt phản ứng với hầu hết các phi kim.
Sắt phản ứng với oxi: 3Fe + 2O2 → Fe3O4
Fe3O4 là oxit sắt từ, là oxit của hỗn hợp sắt có hóa trị II và III: FeO và Fe2O3
Sắt phản ứng với phi kim khác: 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
Ngoài oxi (O) và lưu huỳnh (S), sắt có thể phản ứng với nhiều phi kim loại khác như Cl2, Br2,… tạo thành muối.
Tác dụng với axit (fe + h2so4 đặc nóng)
Sắt phản ứng với HCl, H2S04 loãng tạo muối sắt (II) và giải phóng H2:
Fe + 2HCl (loãng) → FeCl2 + H2 ↑
Fe + 2H2SO4 (loãng) → FeSO4 + H2 ↑
Chú ý: Sắt (Fe) không phản ứng với axit HNO3 đặc, nguội và axit H2S04 đặc, nguội. Vì ở nhiệt độ thường, sắt tạo ra một lớp oxit bảo vệ kim loại không bị “thụ động hóa”, không bị hòa tan.
Sắt phản ứng với HNO3 đặc nóng, fe + h2so4 đặc nóng tạo thành muối sắt III:
2Fe + 6H2SO4 (đặc, nóng) → Fe2(SO4) 3 + 3SO2 + 6H2O
Fe + 6HNO3 (đặc, nóng) → Fe(NO3) 3 + 3NO2 + 3H2O
Tác dụng với dung dịch muối
Khi một kim loại sắt kết hợp với muối của một kim loại yếu hơn, phản ứng tạo ra một muối và kim loại mới.
Fe + CuSO4 → Cu + FeSO4
Tác dụng với nước
Khi kim loại sắt có thể phản ứng với nước, với điều kiện đun nóng ở nhiệt độ cao.
3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2 (< 5700C)
Fe + H2O → FeO + H2 (> 5700C)
Điều chế sắt như thế nào?
Sắt được điều chế bằng phương pháp nhiệt luyện. Dùng chất khử (CO, H2, Al, C) để khử các hợp chất của sắt.
Fe3O4 + 4CO → 3Fe + 4CO2 (điều kiện nhiệt độ)
Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O (điều kiện nhiệt độ)
Fe2O3 + 2Al → 2Fe + Al2O3 (điều kiện nhiệt độ)
Ứng dụng của kim loại sắt
Kim loại sắt có mặt trong hầu hết các lĩnh vực từ đồ dùng gia đình trong sinh hoạt đến sản xuất. Sắt được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như:
-
Đồ gia dụng: Bàn ghế, thùng rác, kệ sắt, móc treo đồ gia dụng như máy giặt, máy xay, máy cắt,…
-
Ngoại nội thất: Cầu thang, cửa sắt, cổng sắt, lan can, hàng rào sắt, tủ sắt, kệ sắt, phụ kiện cửa, trụ đèn,…
-
Ngành giao thông vận tải: Cầu vượt, đường ray xe lửa, cột đèn đường, khung của một số phương tiện giao thông,…
-
Ứng dụng trong ngành xây dựng: Giàn giáo sắt, chốt, trụ, lưới an toàn …
-
Ngành cơ khí: Phụ tùng máy móc thiết bị, phụ kiện cơ khí, bản lề cửa. Không những vậy sắt còn là một trong những vật liệu quan trong trong quá trình gia công cơ khí cho các sản phẩm chủ lực làm ra theo yêu cầu của khách hàng.
Bài tập vận dụng liên quan đến fe + h2so4 đặc nóng
Câu 1. Cho 5,6 gam Fe tan hoàn toàn trong dung dịch H2SO4 đặc nóng (fe + h2so4 đặc nóng), sau phản ứng thu được V lít SO2 (đktc, sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của V là:
A. 6,72 lít
B. 3,36 lít
C. 4,48 lít
D. 2,24 lít
Đáp án B
nFe = 5,6/56=0,1 mol
Quá trình nhường e
Fe0 → Fe+3 + 3e
0,1 → 0,3
Quá trình nhận e
S+6 + 2e → S+4
0,3 0,15
=> VSO2 = 0,15.22,4 = 3,36 lít
Câu 2. Chất nào dưới đây phản ứng với Fe tạo thành hợp chất Fe (II)?
A. Cl2
B. dung dịch HNO3 loãng
C. dung dịch AgNO3 dư
D. dung dịch HCl đặc
Đáp án D
A. Fe + Cl2 → FeCl3
B. Fe + 4HNO3 loãng → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
C. Fe + AgNO3 dư → Fe(NO3)3 + Ag
D: Fe + HCl → FeCl2 + H2
Câu 3. Dãy các chất và dung dịch nào sau đây khi lấy dư có thể oxi hoá Fe thành Fe(III)?
A. HCl, HNO3 đặc, nóng, H2SO4 đặc, nóng
B. Cl2, HNO3 nóng, H2SO4 đặc, nguội
C. bột lưu huỳnh, H2SO4 đặc, nóng, HCl
D. Cl2, AgNO3, HNO3 loãng
Đáp án D
A. 2HCl + Fe → FeCl2 + H2
B. Fe thụ động H2SO4 đặc, nguội
C. 2HCl + Fe → FeCl2 + H2
Fe + S → FeS
Câu 4. Kim loại nào sau đây không tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng?
A. Al
B. Mg
C. Zn
D. Cu
Đáp án D
A. 2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2
B. Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2
C. Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2
Câu 5. Để pha loãng dung dịch H2SO4 đặc trong phòng thí nghiệm, người ta tiến hành theo cách nào dưới đây?
A. Cho từ từ nước vào axit và khuấy đều
B. Cho từ từ axit vào nước và khuấy đều
C. Cho nhanh nước vào axit và khuấy đều
D. Cho nhanh axit vào nước và khuấy đều
Đáp án B
H2SO4 tan vô hạn trong nước và tỏa rất nhiều nhiệt. Nếu ta rót nước vào axit, nước sôi đột ngột và kéo theo những giọt axit bắn ra xung quanh gây nguy hiểm trực tiếp đến người thực hiện làm thí nghiệm.
Vì vậy muốn pha loãng axit H2SO4 đặc, người ta phải rót từ từ axit vào nước và khuấy nhẹ bằng đũa thủy tinh mà không được làm ngược lại.
Câu 6. Những chất nào bị thụ động trong H2SO4 đặc nguội
A. Al, Cu, Cr
B. Fe, Cu, Cr
C. Cr, Al, Fe
D. Al, Cr, Zn
Câu 7. Cho 11,36 gam hồn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch X. Dung dịch X có thể hoà tan tối đa 12,88 gam Fe. Số mol HNO3 có trong dung dịch ban đầu là
A. 0,88.
B. 0,64.
C. 0,94.
D. 1,04.
Đáp án C
Coi như hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 gồm có x mol Fe và y mol O
Theo đề bài ta có: 56x + 16y= 11,36 (1)
Ta có nNO= 0,06 mol
Qúa trình cho electron:
Fe → Fe3++ 3e
x x mol
Qúa trình nhận electron:
O + 2e→ O-2
y 2y mol
N+5+ 3e → NO
0,18 ← 0,06
Theo ĐLBT electron thì: ne cho = ne nhận nên 3x = 2y+ 0,18 (2)
Từ (1) và (2) ta có x= 0,16 và y= 0,15
Bảo toàn nguyên tố Fe có nFe(NO3)3 = nFe= x= 0,16 mol
nFehình thành = 0,23 mol
Fe + 4HNO3 → 2H2O + NO + Fe(NO3)3
x 4x x
Fe + 2Fe(NO3)3 → 3Fe(NO3)2
0,23-x x+ 0,16
=> x= 0,1 → nHNO3 = 4.0,1 + 3.0,16 + 0,06 = 0,94 mol
Câu 8. Cho các quặng sau: pirit, thạch cao, mica, apatit, criolit, boxit, dolomit. Số quặng chứa nhôm là:
A.2.
B. 3.
C. 4.
D. 5.
Câu 9. Dung dịch X gồm FeCl2 và FeCl3 được chia làm hai phần bằng nhau:
Phần 1: Tác dụng với dung dịch NaOH dư ở ngoài không khí thu được 0,5 mol Fe(OH)3.
Phần 2: Tác dụng với dung dịch AgNO3 thu được 1,3 mol AgCl. Tỉ lệ mol của FeCl2 và FeCl3 là
A. 4:1.
B. 3:2.
C. 1:4.
D. 2:3.
Đáp án D
Đặt số mol FeCl2 và số mol FeCl3 trong mỗi phần lần lượt là a và b mol
Phần 1: Bảo toàn Fe có
nFe(OH)3 = nFeCl2 + nFeCl3 → a + b = 0,5
Phần 2: Bảo toàn Clo có
nAgCl = 2.nFeCl2 + 3.nFeCl3 → 2a + 3b = 1,3
Giải hệ phương trình được a = 0,2 và b = 0,3
→ a : b = 2 : 3.
Câu 10: Cho m gam Mg vào dung dịch chứa 0,18 mol FeCl3. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 6,72 gam chất rắn. Giá trị của m là
A. 2,88 gam.
B. 4,32 gam.
C. 2,16 gam.
D. 5,04 gam.
Đáp án D
Nếu Mg dư hoặc vừa đủ:
mchất rắn = mFe + mMg (dư) ≥ nFe = 0,18.56 = 10,08 gam
mà chỉ thua được 6,72 gam chất rắn nên Mg phản ứng hết → nFe = 0,12 mol.
Mg (0,09) + 2Fe3+ (0,18 mol) → Mg2+ + 2Fe2+
Mg (0,12) + Fe2+ → Mg2+ (0,12 mol) + Fe
→ nMg = 0,09 + 0,12 = 0,21 mol → mMg = 0,21.24 = 5,04 gam.
Câu 11: Nung nóng 29 gam oxit sắt với khí CO dư, sau phản ứng, khối lượng chất rắn còn lại là 21 gam. Công thức oxit sắt là
A. FeO.
B. Fe3O4.
C. Fe2O3.
D. FeO hoặc Fe3O4.
Đáp án B
Gọi số mol CO tham gia phản ứng là a → số mol CO2 tạo thành là a mol
Vì lượng CO dư → chất rắn chỉ chứa Fe → nFe = 0,375 mol.
FexOy + yCO → xFe + yCO2
Bảo toàn khối lượng → moxit + mCO = mFe + mCO2 → 29 + 28a = 44a + 21
→ a = 0,5 mol → nO = 0,5 mol
→ nFe : nO = 0,375 : 0,5 = 3:4 → Công thức của oxit sắt là Fe3O4.
Câu 12. Sắt có tính chất vật lý nào dưới đây:
A. Màu trắng bạc, nhẹ, có ánh kim, dẫn điện và dẫn nhiệt kém.
B. Màu trắng bạc, nặng, có ánh kim, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt
C. Màu trắng xám, nặng, có ánh kim, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt
D. Màu trắng xám, nhẹ, có ánh kim, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt.
………………………..
Ngoài ra các bạn có thể tham khảo một số tài liệu sau:
