Phương trình phản ứng fe tác dụng H2SO4 đặc nóng

Phản ứng Fe + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O 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 elec[.]

Phản ứng Fe + H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + SO 2 + H 2 O

1 Phương trình phản ứng Fe tác dụng H 2 SO 4 đặc nóng

2Fe + 6H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3SO 2 ↑ + 6H 2 O

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)3+ 3SO2+ 6H2O

3 Điều kiện phản ứng Fe tác dụng với H 2 SO 4 đặc nóng

Nhiệt độ

4 Cách tiến hành phản ứng Fe tác dụng với H 2 SO 4 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)

6 Tính chất hóa học của Fe.

6.1 Tác dụng với phi kim

Với oxi: 3Fe + 2O2 Fe3O4

Với clo: 2Fe + 3Cl2 2FeCl3

Với lưu huỳnh: Fe + S FeS

Ở nhiệt độ cao, sắt phản ứng được với nhiều phi kim

6.2 Tác dụng với dung dịch axit

Tác dụng với với HCl, H2SO4loãng

Fe + 2HCl → FeCl2+ H2

Tác dụng với H2SO4đặc, nóng; HNO3đặc:

2Fe + 6H2SO4→ Fe2(SO4)3+ 3SO2+ 6H2O

Không tác dụng với H2SO4đặc nguội, HNO3đặc, nguội

6.3 Tác dụng với dung dịch muối

Đẩy được kim loại yếu hơn ra khỏi muối

Fe + CuSO4→ FeSO4+ Cu

7 Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1.Những nhận định sau về kim loại sắt:

(1) Sắt còn có trong hồng cầu của máu, giúp vận chuyển oxi tới các tế bào (2) Ion Fe2+bền hơn Fe3+

(3) Fe bị thụ động trong H2SO4đặc nguội

(4) Quặng manhetit là quặng có hàm lượng sắt cao nhất

(5) Trong tự nhiên sắt tồn tại ở dạng hợp chất, trong các quặng sắt

(6) Kim loại sắt có thể khử được ion Fe3+

Số nhận định đúng là

A 3

B 4

C 5

D 6

Lời giải:

Đáp án:C

(1) đúng

(2) sai, Fe2+trong không khí dễ bị oxi hóa thành Fe3+

(3) đúng

(4) đúng, quặng manhetit (Fe3O4) là quặng có hàm lượng Fe cao nhất (5) đúng

(6) đúng, Fe + 2Fe3+→ 3Fe2+

Vậy có 5 phát biểu đúng

Câu 2.Cho các phản ứng chuyển hóa sau:

NaOH + dung dịch X → Fe(OH)2;

Fe(OH)2+ dung dịch Y → Fe2(SO4)3;

Fe2(SO4)3+ dung dịch Z → BaSO4

Các dung dịch X, Y, Z lần lượt là

A FeCl3, H2SO4đặc nóng, Ba(NO3)2

B FeCl3, H2SO4đặc nóng, BaCl2

C FeCl2, H2SO4đặc nóng, BaCl2

D FeCl2, H2SO4loãng, Ba(NO3)2

Lời giải:

Đáp án:C

2NaOH + FeCl2→ Fe(OH)2+ 2NaCl

dd X

2Fe(OH)2+ 4H2SO4đặc → Fe2(SO4)3+ SO2+ 6H2O

dd Y

Fe2(SO4)3+ 3BaCl2→ 3BaSO4+ 2FeCl3

dd Z

Câu 3.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

Lời giải:

Đáp án:B

nFe= 5,656=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 4.Chất nào dưới đây phản ứng với Fe tạo thành hợp chất Fe (II)?

A Cl2

B dung dịch HNO3loãng

C dung dịch AgNO3dư

D dung dịch HCl đặc

Lời giải:

Đáp án:D

A Fe + Cl2→ FeCl3

B Fe + 4HNO3loãng → Fe(NO3)3+ NO + 2H2O

C Fe + AgNO3dư → Fe(NO3)3+ Ag

D: Fe + HCl → FeCl2+ H2

Câu 5.Dãy các chất và dung dịch nào sau đây khi lấy dư có thể oxi hoá Fe thành Fe(III)?

A HCl, HNO3đặc, nóng, H2SO4đặc, nóng

B Cl2, HNO3nóng, H2SO4đặc, nguội

C bột lưu huỳnh, H2SO4đặc, nóng, HCl

D Cl2, AgNO3, HNO3loãng

Lời giải:

Đáp án:D

A 2HCl + Fe → FeCl2+ H2

B Fe thụ động H2SO4đặc, nguội

C 2HCl + Fe → FeCl2+ H2

Fe + S → FeS

Câu 6.Cho các phản ứng sau:

1) dung dịch FeCl2+ dung dịch AgNO3

2) dung dịch FeSO4dư + Zn

3) dung dịch FeSO4+ dung dịch KMnO4+ H2SO4

4) dung dịch FeSO4+ khí Cl2

Số phản ứng mà ion Fe2+bị oxi hóa là

A 2

B 1

C 4

D 3

Lời giải:

Đáp án:D

Ion Fe2+bị oxi hóa tạo thành Fe3+=> có các phản ứng (1), (3), (4)

1) FeCl2+ 3AgNO3→ Fe(NO3)3+ 2AgCl + Ag

2) FeSO4+ Zn → Fe + ZnSO4=> Ion Fe2+bị khử tạo thành Fe0

3) 10FeSO4+ 2KMnO4+ 8H2SO4→ 5Fe2(SO4)3+ 2MnSO4+ K2SO4 + 8H2O

4) 6FeSO4+ 3Cl2→ 2Fe2(SO4)3+ 2FeCl3

Câu 7.Để pha loãng dung dịch H2SO4đặc 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

Lời giải:

Đáp án:B

H2SO4tan 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 H2SO4đặc, người ta phải rót từ từ axit vào nước và khuấy nhẹ bằng đũa thủy tinh mà không được làm ngược lại

Câu 8 Cho từng chất: Fe, FeO, Fe(OH)2, Fe(OH)3, Fe3O4, Fe2O3, Fe(NO3)2, Fe(NO3)3,

FeSO4, Fe2(SO4)3, FeCO3lần lượt phản ứng với HNO3đặc, nóng Số phản ứng thuộc loại phản ứng oxi hóa – khử là

A 5

B 6

C 7

D 8

Lời giải:

Đáp án:C

phản ứng oxi hóa khử xảy ra khi Fe trong hợp chất chưa đạt số oxi hóa tối đa

=> các chất thỏa mãn là: Fe, FeO, Fe(OH)2, Fe3O4, Fe(NO3)2, FeSO4, FeCO3

Fe + 4HNO3→ Fe(NO3)3+ NO↑ + 2H2O

3FeO + 10HNO3→ 3Fe(NO3)3+ NO + 5H2O

3Fe(OH)2+ 10HNO3→ 3Fe(NO3)3+ NO + 8H2O

3Fe3O4+ 28HNO3→ 9Fe(NO3)3+ NO↑ + 14H2O ,

Fe(NO3)2+ 2HNO3→ Fe(NO3)3+ NO2+ H2O,

FeSO4+ 4HNO3→ Fe(NO3)3+ H2SO4+ NO2+ H2O

3FeCO3+ 10HNO3→ 3Fe(NO3)3+ 3CO2+ NO + 5H2O

Câu 9.Cho 11,36 gam hồn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4phản ứng hết với dung dịch HNO3loãng (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 HNO3có trong dung dịch ban đầu là

A 0,88

B 0,64.

C 0,94

D 1,04

Lời giải:

Đáp án:C

Coi như hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4gồm 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

Qúa trình nhận electron:

O + 2e→ O-2

y 2y mol

N+5+ 3e → NO

0,18 ← 0,06

Theo định luật bảo toàn electron thì: ne cho= ne nhậnnên 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

nFe hình thành= 0,23 mol

Fe + 4HNO3→ 2H2O + NO + Fe(NO3)3

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 10.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

Lời giải:

Đáp án:B

Câu 11.Dung dịch X gồm FeCl2và FeCl3được 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 AgNO3thu được 1,3 mol AgCl Tỉ lệ mol của

FeCl2và FeCl3là

A 4:1

B 3:2

C 1:4

D 2:3

Lời giải:

Đáp án:D

Đặt số mol FeCl2và số mol FeCl3trong 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 12.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

Lời giải:

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 13.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

Lời giải:

Đáp án:B

Gọi số mol CO tham gia phản ứng là a → số mol CO2tạo 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= 0,3750,5 = 34→ Công thức của oxit sắt là Fe3O4

Câu 14.Cho 5,4 gam hỗn hợp 2 kim loại Fe và Zn tác dụng hoàn toàn với 90 ml dung dịch HCl 2M Khối lượng muối thu được là

A 11,79 gam

B 11,5 gam

C 15,71 gam

D 17,19 gam

Lời giải:

Đáp án:D

nHCl= 0,09 2 = 0,18 (mol)

Zn + 2HCl → ZnCl2+ H2

Fe + 2HCl → FeCl2+ H2

Từ (1) và (2) nH2= 12nHCl= 0,09 (mol)

Theo định luật bảo toàn khối lượng:

mhỗn hợp+ maxit= mmuối+ mhidro

=> mmuối= 5,4 + 0,18.36,5 - 0,09.2 = 11,79 gam

Câu 15 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

Lời giải:

Đáp án:D

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= 0,34 = 0,075 lít

Câu 16.Cho m gam bột Fe vào dung dịch HNO3lấy dư, ta được hỗn hợp gồm hai khí NO2và NO có VX= 8,96 lít (đktc) và tỉ khối đối với O2bằng 1,3125 Thành phần phần trăm theo thể tích của NO, NO2và 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

Lời giải:

Đáp án:B

Gọi x, y lần lượt là số mol của NO2, NO

nHỗn hợp khí= 4,4822,4= 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 (1) và (2) => x = 0,15; y = 0,05

=> %VNO2= 0,3/(0,15 + 0,05) 100% = 75%

%VNO= 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= 0,33 = 0,1 mol

=> mFe= 0,1 56 = 5,6 gam

Câu 17.Đốt nóng một ít bột Fe trong bình đựng O2sau 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

Lời giải:

Đáp án:C

Đốt Fe trong oxi: Fe + O2→ Fe2O3, Fe3O4, FeO, Fe dư (hỗn hợp X)

Hỗn hợp X + HCl dư FeCl2, FeCl3và HCl dư

Câu 18.Cho 17,4 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3và Fe3O4phản ứng hết với dung dịch HNO3loãng 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

Lời giải:

Đáp án:A

Qui đổi 17,4 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3và Fe3O4là 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 19.Khi hoà tan cùng một lượng kim loại M vào dung dịch HNO3loãng và vào dung dịch H2SO4loãng thì thu được khí NO và H2có 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

Lời giải:

Đáp án:C

M + 2nHNO3→ M(NO3)n + nNO2+ nH2O

a → a → na

2M + xH2SO4→ M2(SO4)x+ xH2

a → a2 → xa2

Thể tích khí đo ở cùng điều kiện nên tỉ lệ thể tích bằng tỉ lệ số mol:

na = 3xa2 => n = 3x/2

(2R + 96x).a2 = 0,6281.(R + 62n).a

(2R + 96x).a2 = 0,6281.(R + 62.(3x2)).a

=> R = 28x

Thỏa mãn với n = và R = 56 (Fe)

Câu 20.Nhận xét nào sau đây không đúng?

A Crom là kim loại cứng nhất trong tất cả các kim loại

B Nhôm và Crom đều phản ứng với HCl theo cùng tỉ lệ số mol

C Vật dụng làm bằng nhôm và crom đều bền trong không khí và nước vì có màng oxit bảo vệ

D Sắt và crom đều bị thụ động hóa bởi HNO3đặc, nguội

Lời giải:

Đáp án:B

Phương trình phản ứng hóa học

Al + 3HCl → AlCl3+ 32H2

Cr + 2HCl → CrCl2+ H2