Fe + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O là phản ứng oxi hóa khử, được THPT Ngô Thì Nhậm biên soạn, phương trình này sẽ xuất hiện xuyên suốt trong quá trình học Hóa học. Đặc biệt Hóa học 10 các bạn sẽ được làm quen với phương trình này qua bài cân bằng phản ứng oxi hóa khử, và chương oxi lưu huỳnh Hóa 10.
Hy vọng qua phản ứng Fe tác dụng H2SO4 đặc nóng này có thể giúp các bạn viết và cân bằng phương trình một cách nhanh và chính xác hơn.
1. Phương trình phản ứng Fe tác dụng 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
Bạn đang xem: Fe + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O
|
2x 3x |
Fe0 → Fe+3 +3e S+6 + 2e → S+4 |
2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4) + 3SO2 + 6H2O
3. Điều kiện phản ứng Fe tác dụng với H2SO4 đặc nóng
Nhiệt độ
4. Cách tiến hành phản ứng Fe tác dụng với H2SO4 đặc nóng
Cho Fe (sắt) tác dụng với axit sunfuric H2SO4
5. Hiện tượng Hóa học
Sắt (Fe) tan dần trong dung dịch và sinh ra khí mùi hắc Lưu huỳnh đioxit (SO2).
5. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1. Cho 5,6 gam Fe tan hoàn toàn trong dung dịch 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
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
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
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
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
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.
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.
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.
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.
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.
Câu 13. Hòa tan hoàn toàn 5 gam hỗn hợp Mg và Fe trong dung dịch HCl 4M thu được 2,8 lít H2 (đktc) và dung dịch Z. Để kết tủa hoàn toàn các ion trong D cần 150 ml dung dịch NaOH 2M. Thể tích dung dịch HCl đã dùng là :
A. 0,1 lít.
B. 0,12 lít.
C. 0,15 lít.
D. 0.075 lít.
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Natri
nNaCl = nNaOH = 0,3 (mol)
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Clo
=> nHCl = nNaCl = 0,3 (mol)
VHCl = 0,3 : 4 = 0,075 lít
Câu 14. Cho m gam bột Fe vào dung dịch HNO3 lấy dư, ta được hỗn hợp gồm hai khí NO2 và NO có VX = 8,96 lít (đktc) và tỉ khối đối với O2 bằng 1,3125. Thành phần phần trăm theo thể tích của NO, NO2 và khối lượng m của Fe đã dùng là
A. 25% và 75%; 1,12 gam.
B. 25% và 75%; 5,6 gam.
C. 35% và 65%; 5,6 gam.
D. 45% và 55%; 1,12 gam.
Gọi x, y lần lượt là số mol của NO2, NO.
nHỗn hợp khí = 4,48/ 22,4 = 0,2 (mol)
=> x + y = 0,2 (1)
Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp khí là:
1,3125.32 = 42 (gam/mol)
=> Khối lượng của hỗn hợp khí trên là: 42.0,2 = 8,4 (gam)
=> 46x + 30y = 8,4 (2)
Từ (I) và (II) => x = 0,15; y = 0,05
=> %NO2 = 0,3/(0,15 + 0,05) . 100% = 75%
% NO = 25%
Áp dụng đinh luật bảo toàn electron ta có:
3.nFe = 1.nNO2 + 3.nNO
=> 3. nFe = 0,15 + 3 .0,05 = 0,3
=> nFe = 0,3/3 = 0,1 mol
=> m Fe = 0,1 .56 = 5,6 gam
Câu 15. Đốt nóng một ít bột Fe trong bình đựng O2 sau đó cho sản phẩm thu được vào dung dịch HCl dư thu được dung dịch X. Dung dịch X có:
A. FeCl2 , HCl dư
B. FeCl3, HCl dư
C. FeCl2 , FeCl3, và HCl dư
D. FeCl3
Đốt Fe trong oxi: Fe + O2 → Fe2O3, Fe3O4, FeO, Fe dư (hỗn hợp X)
Hỗn hợp X + HCl dư FeCl2, FeCl3 và HCl dư
Câu 16. Cho 17,4 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng dư thu được 1,12 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất ở đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X sau phản ứng được m gam muối khan. Giá trị m là:
A. 54,45 gam.
B. 108,9 gam.
C. 49,09 gam.
D. 40,72 gam.
Qui đổi 17,4 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 là hỗn hợp của x mol Fe và y mol O.
Ta có: mhỗn hợp = 56x + 16y = 17,4 (1)
Bảo toàn e :3nFe = 2nO+ 3nNO => 3x = 2y + 0,15 (2)
Giải hệ (1) và (2) => x = 0,225 mol; y = 0,3 mol
nFe(NO3)3 = nFe = x = 0,225 mol,
=>mFe(NO3)3 = 0,225.242 = 54,45 gam
Câu 17. Khi hoà tan cùng một lượng kim loại M vào dung dịch HNO3 loãng và vào dung dịch H2SO4 loãng thì thu được khí NO và H2 có thể tích bằng nhau (đo ở cùng điều kiện). Biết rằng muối nitrat thu được có khối lượng bằng 159,21% khối lượng muối sunfat. Vậy M là kim loại nào sau đây?
A. Zn.
B. Al.
C. Fe.
D. Mg.
M + 2nHNO3 → M(NO3)n + nNO2 + nH2O
a → a → na
2M + xH2SO4 → M2(SO4)x + xH2
a → a/2 → xa/2
Thể tích khí đo ở cùng điều kiện nên tỉ lệ thể tích bằng tỉ lệ số mol:
na = 3xa/2 => n = 3x/2
(2R + 96x).a/2 = 0,6281.(R + 62n).a
(2R + 96x).a/2 = 0,6281.(R + 62.(3x/2)).a
=> R = 28x
Thỏa mãn với n = và R = 56 (Fe).
………………………..
Ngoài ra các bạn có thể tham khảo một số tài liệu sau:
THPT Ngô Thì Nhậm đã gửi tới bạn Fe + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O được THPT Ngô Thì Nhậm biên soạn. Nội dung tài liệu đưa ra với mong muốn giúp các bạn biết cách viết và cân bằng phương trình phản ứng khi cho Fe tác dụng H2SO4 đặc nóng từ đó có thể nhận biết hiện tượng sau phản ứng. Cũng như khái quát lại tính chất Hóa học của Fe, tính chất hóa học H2SO4 thông qua có các bài tập minh họa.
Chúc các bạn học tập tốt.
Ngoài ra, THPT Ngô Thì Nhậm đã thành lập group chia sẻ, trao đổi tài liệu học tập môn Hóa Học miễn phí trên Facebook: Hóa Học không khó. Mời các bạn học sinh tham gia nhóm, để có thể nhận được những tài liệu mới nhất.
Đăng bởi: THPT Ngô Thì Nhậm
Chuyên mục: Giáo dục
