Khi học hóa học, phản ứng oxi-hoá khử là một khái niệm quan trọng không thể bỏ qua. Trong phản ứng này, các chất phản ứng tham gia thường có nguyên tử có trạng thái oxi hóa thay đổi. Hãy xem xét phản ứng giữa Fe2O3 H2SO4 đặc nóng.
Lý thuyết về FE2O3 H2SO4
Phương trình phân tử phản ứng Fe2O3 + H2SO4
Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O
Điều kiện phản ứng Fe2O3 và dung dịch H2SO4
Nhiệt độ: Nhiệt độ.
Cách thực hiện phản ứng Fe2O3 và dung dịch H2SO4
Cho Fe2O3 tác dụng với dung dịch H2SO4 đun nhẹ trên ngọn lửa đèn cồn.
Hiện tượng nhận biết phản ứng
Chất rắn màu đen của oxit sắt III (Fe2O3) tan dần trong dung dịch.
Nội dung mở rộng về Fe2O3
Fe2O3 là gì?
Fe2O3 là một hợp chất vô cơ có tên hóa học là sắt(III) oxit. Nó còn được gọi là Hematit hoặc oxit sắt đỏ. Hợp chất này xảy ra tự nhiên trong đá ở mọi lứa tuổi. Nó xuất hiện như một chất rắn màu nâu đỏ. Nó không mùi. Nó có giá trị pH là 7.
Fe2O3 là gì?
Sản xuất sắt(III) oxit
Sắt(III) oxit là một sản phẩm thu được từ quá trình oxy hóa sắt. Trong các phòng thí nghiệm, nó được điều chế bằng cách điện phân dung dịch natri bicarbonate, một chất điện ly trơ, cùng với một cực dương sắt.
(4Fe+3O_{2}+2H_{2}O\)→\( 4FeO (O H)\)
Oxit sắt ngậm nước (III) có nguồn gốc từ, được viết ở đây là Fe (O) OH, mất nước ở khoảng 200 °C. Phản ứng như sau:
(2FeO (O H)\)→\(Fe_{2}O_{3}+H_{2}O\)
Tính chất của sắt(III) oxit – Fe2O3
| Fe2O3 | Sắt(III) oxit |
| Trọng lượng phân tử / Khối lượng mol | 159,69 g/mol |
| mật độ | 5,242 g / cm³ |
| Điểm sôi | Phân hủy |
| Điểm nóng chảy | 1475 °C – 1565 °C |
Cấu trúc oxit sắt(III) – Fe2O3
Fe2O3 là công thức hóa học của oxit Sắt(III) có ba nguyên tử oxy, hai nguyên tử sắt. Trạng thái oxy hóa của Fe2O3 là +3. Sự hình thành liên kết giữa oxy và sắt phụ thuộc vào sự khác biệt về độ âm điện tử giữa hai nguyên tử này. Sắt(Fe) là kim loại trong khi oxy (O)2) không phải là kim loại. Do đó, các liên kết như vậy được gọi là liên kết ion.
Nguyên tử:
| 2 nguyên tử sắt | 3 nguyên tử oxy |
| Fe | O |
Tính chất hóa học của Fe2O3
Fe2O3 là một oxit của sắt, Fe2O3 là dạng phổ biến nhất của sắt oxit tự nhiên. Ngoài ra có thể lấy chất này từ đất sét màu đỏ.
Công thức phân tử: Fe2O3
Là chất rắn, nâu đỏ, không tan trong nước.
- Tính oxit bazơ
Fe2O3 tác dụng với dung dịch axit tạo ra dung dịch bazơ tạo ra dung dịch muối và nước.
Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O
Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O
Fe2O3 + 6HNO3 → 2Fe(NO3)3 + 3H2O
- Tính oxi hóa
Fe2O3 là chất oxi hóa khi tác dụng với các chất khử mạnh ở nhiệt độ cao như: H2, CO, Al:
Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O
Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
Fe2O3 + 2Al → Al2O3 + 2Fe
Sắt(III) oxit
Công dụng của sắt(III) oxit (Fe2O3)
- Sắt(III) oxit được sử dụng làm nguyên liệu trong sản xuất sắt.
- Nó được sử dụng như một sắc tố. Ví dụ: Pigment Brown 6 và Pigment Red 101
- Nó được sử dụng trong mỹ phẩm.
- Nó được sử dụng trong vật liệu tổng hợp nha khoa.
- Nó là một thành phần quan trọng trong kem dưỡng da calamine.
- Nó được sử dụng để áp dụng đánh bóng cuối cùng trên đồ trang sức kim loại.
- Nó được sử dụng trong đĩa từ và băng từ.
Nguy cơ sức khỏe oxit sắt (III) – Nếu hít phải, sắt gây kích ứng trong đường tiêu hóa và phổi.
Câu hỏi thường gặp
Công dụng của oxit sắt là gì?
Oxit sắt (Fe2O3) được sử dụng trong sơn và lớp phủ, mực, nhựa, sản phẩm cao su và thủy tinh như một chất chống sắc tố và / hoặc UV. Nó cũng được sử dụng như một chất đánh bóng cho thủy tinh, kim cương và kim loại quý. Hợp chất này cũng tìm thấy sử dụng như một thành phần trong nam châm, như một chất mài mòn nha khoa, và như một bộ điều chỉnh quá trình hoặc chất xúc tác trong sản xuất các sản phẩm khác.
Fe2O3 được hình thành như thế nào?
Sắt (III) oxit, hay oxit sắt, là sản phẩm được hình thành khi sắt trải qua quá trình oxy hóa. Điều này có thể được chuẩn bị trong phòng thí nghiệm bằng cách điện phân dung dịch natri bicarbonate, một chất điện ly trơ, với một cực dương sắt. Kết quả là sắt ngậm nước (III) oxit, bị mất nước ở khoảng 200 °C.
Là oxit sắt có tính axit hay cơ bản?
Ferric oxit, còn được gọi là oxit sắt (III), là một oxit amphoteric của sắt với công thức hóa học Fe2O3. Có thể lưu ý rằng các oxit sắt, nhôm và thiếc, đều là các loài hóa học khuếch đại – chúng thể hiện cả phẩm chất axit và cơ bản.
Công dụng của sắt(III) oxit (Fe2O3)
Bài tập vận dụng liên quan FE2O3 H2SO4
Câu 1: Chất nào sau đây khi phản ứng với dung dịch HNO3 đặc nóng sẽ không sinh ra khí?
- FeO
- Fe3O4
- Fe2O3
- Fe(OH)2
Đáp án C
Fe2O3 + 6HNO3 → 2Fe(NO3)3+ 3H2O
FeO + 4HNO3 đặc nóng → Fe(NO3)3+ NO2↑+ 2H2O
3Fe3O4 + 28HNO3 đặc nóng → 9Fe(NO3)3+ NO2↑+ 14H2O
Fe(OH)2 + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 3H2O
Câu 2. Hoà tan Fe vào dung dịch AgNO3 dư, sau phản ứng dung dịch thu được chứa chất nào sau đây?
- Fe(NO3)2
- Fe(NO3)3
- Fe(NO2)2, Fe(NO3)3, AgNO3
- Fe(NO3)3, AgNO3
Đáp án B
Phương trình hóa học:
Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag
Fe(NO3)2 + AgNO3 dư → Fe(NO3)3 + Ag
Câu 3: Cách nào sau đây có thể dùng để điều chế FeO?
- Dùng CO khử Fe2O3 ở 500°C.
- Nhiệt phân Fe(OH)2 trong không khí.
- Nhiệt phân Fe(NO3)2
- Đốt cháy FeS trong oxi.
Đáp án A
Câu 4. Hỗn hợp A chứa 3 kim loại Fe, Ag và Cu ở dạng bột.
Cho hỗn hợp A vào dung dịch B chỉ chứa một chất tan và khuấy kỹ cho đến khi kết thúc phản ứng thì thấy Fe và Cu tan hết và còn lại lượng Ag đúng bằng lượng Ag trong A. dung dịch B chứa chất nào sau đây?
- AgNO3
- FeSO4
- Fe2(SO4)3
- Cu(NO3)2
Đáp án C
Câu 5. Cho các chất Al, Fe, Cu, khí Cl2, dung dịch KOH, dung dịch HNO3 loãng.
Chất tác dụng được với dung dịch chứa ion Fe2+ là
- Al, dung dịch KOH.
- Al, dung dịch KOH, khí Cl2.
- Al, dung dịch HNO3, khí Cl2.
- Al, dung dịch KOH, dung dịch HNO3, khí Cl2.
Đáp án D
Câu 6: Dung dịch muối nào sau đây sẽ có phản ứng với dung dịch HCl khi đun nóng?
- FeBr2
- FeSO4
- Fe(NO3)2
- Fe(NO3)3
Đáp án C
Câu 7: Dung dịch loãng chứa hỗn hợp 0,01 mol Fe(NO3)3 và 0,15 mol HCl có khả năng hòa tan tối đa lượng Fe là:
- 0,28 gam
- 1,68 gam
- 4,20 gam
- 3,64 gam
Đáp án D
Sau phản ứng lượng sắt hòa tan tối đa Fe nên sau phản ứng muối thu được là muối Fe (III)
Phương trình phản ứng ion
3Fe + 8H+ 2NO3– → 3Fe2+ + 2NO + 4H2O
0,045 0,15 0,03
Fe + 2Fe3+ → 3Fe2+
0,005 0,01 mol
Fe + 2H+ → Fe2+ + H2
0,015 ← (0,15 – 4.0,03)
nFe = 0,045 + 0,005 + 0,015 = 0,065
=> mFe = 3,64
Câu 8. Đốt 5,6 gam Fe trong V lít khí Cl2 (đktc), thu được hỗn hợp X.
Cho X vào dung dịch AgNO3 dư, thu được 39,5 gam kết tủa. giá trị của V là:
- 3,36
- 2,24
- 2,80
- 1,68
Đáp án B
Câu 9. Cho dây sắt quấn hình lò xo (đã được nung nóng đỏ) vào lọ đựng khí clo. Hiện tượng xảy ra là:
- Sắt cháy tạo thành khói trắng dày đặt bám vào thành bình.
- Không thấy hiện tượng phản ứng
- Sắt cháy sáng tạo thành khói màu nâu đỏ
- Sắt cháy sáng tạo thành khói màu đen
Đáp án C
Sắt cháy trong Clo tạo thành muối FeCl3 có màu nâu đỏ
2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3 (nâu đỏ)
Câu 10. Phản ứng tạo ra muối sắt (III) sunfat là:
- Sắt phản ứng với H2SO4 đặc, nóng.
- Sắt phản ứng với dung dịch H2SO4 loãng
- Sắt phản ứng với dung dịch CuSO4
- Sắt phản ứng với dung dịch Al2(SO4)3
Đáp án A
- 2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
- Fe + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2
- Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
- Fe + Al2(SO4)3 không phản ứng
Câu 11. Trong các loại quặng sắt, quặng chứa hàm lượng % Fe lớn nhất là
- Hematit đỏ
- Hematit nâu
- Manhetit
- Xiđerit
Đáp án C
Câu 12. Khi thêm dung dịch Na2CO3 vào dung dịch FeCl3 sẽ có hiện tượng gì xảy ra?
- Xuất hiện kết tủa màu nâu đỏ vì xảy ra hiện tượng thủy phân
- Dung dịch vẫn có màu nâu đỏ vì chúng không phản ứng với nhau
- Xuất hiện kết tủa màu nâu đỏ đồng thời có hiện tượng sủi bọt khí
- Có kết tủa nâu đỏ tạo thành sau đó lại tan do tạo khí CO2
Đáp án C: Xuất hiện kết tủa màu nâu đỏ đồng thời có hiện tượng sủi bọt khí:
2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Fe(OH)3↓(đỏ nâu) + 3CO2↑ + 6NaCl
Câu 13. Khử 16 gam Fe2O3 bằng khí CO dư, sản phẩm khí thu được cho đi vào bình dung dịch Ca(OH)2 dư thu được m gam kết tủa. Giá trị của a là
- 10 gam
- 20 gam
- 30 gam
- 40 gam
Đáp án C
nFe2O3 = 16/160 = 0,1 mol
Phương trình phản ứng hóa học
Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 (1)
1 3mol
0,1 nCO2
nCO2 = 0,3 mol
Do Ca(OH)2 dư => Phản ứng tạo thành kết tủa
Phương trình phản ứng hóa học
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O (2)
1 1 mol
0,3 nCaCO3 =? mol
Ta có xét số mol CO2 ở 2 phương trình ta có: nCO2 (2) = nCO2 (1) = 0,3 mol
=> nCaCO3 = 0,3 mol
=> m = mCaCO3 = nCaCO3 . MCaCO3 = 0,3 . 100 = 30g
Câu 14. Cho từ từ dung dịch NH3 đến dư vào dung dịch dung dịch FeCl3. Hiện tượng quan sát được là
- Có kết tủa nâu đỏ, không tan trong NH3 dư.
- Có kết tủa keo trắng, rồi tan trong NH3 dư.
- Có kết tủa nâu đỏ, rồi tan trong NH3 dư.
- Có kết tủa keo trắng, không tan trong NH3 dư.
Đáp án A
FeCl3 + 3NH3 +3H2O → Fe(OH)3 + 3NH4Cl
Fe(OH)3 là kết tủa màu đỏ nâu, không bị tan trong NH3
…………………….
Tổng kết, phản ứng giữa Fe2O3 và H2SO4 là một trong những phản ứng hóa học quan trọng và thú vị. Khi hỗn hợp chất sắt (III) oxit (Fe2O3) tác dụng với axit sunfuric (H2SO4), phản ứng oxi-hoá kháng phản ứng khử xảy ra mạnh mẽ. Quá trình này tạo ra muối sắt sunfat (Fe2(SO4)3) và nước. Phản ứng giữa Fe2O3 và H2SO4 không chỉ có tính chất hóa học đặc trưng mà còn có ứng dụng quan trọng trong công nghiệp và sản xuất các sản phẩm hữu ích cho cuộc sống hàng ngày.
Xem thêm:
