Chúng tôi xin giới thiệu phương trình Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O gồm điều kiện phản ứng, cách thực hiện, hiện tượng phản ứng và một số bài tập liên quan giúp các em củng cố toàn bộ kiến thức và rèn luyện kĩ năng làm bài tập về phương trình phản ứng hóa học của Sắt. Mời các bạn đón xem:
Phương trình Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
1. Phương trình phản ứng hóa học:
Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
2. Hiện tượng nhận biết phản ứng
Kim loại tan dần tạo thành dung dịch màu vàng nâu và khí không màu hóa nâu trong không khí thoát ra.
3. Điều kiện phản ứng
- Dung dịch HNO3 loãng dư.
4. Tính chất hoá học
4.1. Tính chất hoá học của Sắt
- Sắt là kim loại có tính khử trung bình, tùy theo các chất oxi hóa mà sắt có thể bị oxi hóa lên mức +2 hay +3.
Fe → Fe2+ + 2e
Fe → Fe3+ + 3e
Tác dụng với phi kim
a. Tác dụng với lưu huỳnh
b. Tác dụng với oxi
c. Tác dụng với clo
Tác dụng với axit
a.Tác dụng với dung dịch axit HCl, H2SO4 loãng
Fe + 2H+ → Fe2+ + H2
b. Với các axit HNO3, H2SO4 đặc
Fe + 4HNO3 l → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
Chú ý: Với HNO3 đặc, nguội; H2SO4 đặc, nguội: Fe bị thụ động hóa.
Tác dụng với dung dịch muối
- Fe đẩy được kim loại đứng sau ra khỏi dung dịch muối của chúng:
Fe+ CuSO4 → FeSO4 + Cu
Chú ý:
Fe + 2Ag+ → Fe2+ + 2Ag
Ag+ dư + Fe2+ → Fe3+ + Ag
4.2. Tính chất hoá học của HNO3
Tính axit
Là một trong số các axit mạnh nhất, trong dung dịch:
HNO3 → H+ + NO3-
- Dung dịch axit HNO3 có đầy đủ tính chất của môt dung dịch axit: làm đỏ quỳ tím, tác dụng với oxit bazơ, bazơ, muối của axit yếu hơn.
Tính oxi hóa
Kim loại hay phi kim khi gặp axit HNO3 đều bị oxi hóa về trạng thái oxi hóa cao nhất.
- Với kim loại: HNO3 oxi hóa hầu hết các kim loại (trừ vàng (Au) và platin(Pt))
* Với những kim loại có tính khử yếu: Cu, Ag, ...
Ví dụ:
Cu + 4HNO3(đ) → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
3Cu + 8HNO3(l) → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
* Khi tác dụng với những kim loại có tính khử mạnh hơn: Mg, Zn, Al, ...
- HNO3 đặc bị khử đến NO2.
Ví dụ:
Mg + 4HNO3(đ) → Mg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O.
- HNO3 loãng bị khử đến N2O hoặc N2.
8Al + 30HNO3(l) → 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O
- HNO3 rất loãng bị khử đến NH3(NH4NO3).
4Zn + 10HNO3 (rất loãng) → 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
* Lưu ý: Fe, Al, Cr bị thụ động hóa trong dung dịch HNO3 đặc nguội.
- Với phi kim:
Khi đun nóng HNO3 đặc có thể tác dụng với phi: C, P, S, …(trừ N2 và halogen).
S + 6HNO3(đ) → H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
- Với hợp chất:
- H2S, HI, SO2, FeO, muối sắt (II), … có thể tác dụng với HNO3 nguyên tố bị oxi hoá trong hợp chất chuyển lên mức oxi hoá cao hơn.
Ví dụ:
3FeO + 10HNO3(đ) → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O
3H2S + 2HNO3(đ) → 3S + 2NO + 4H2O
- Nhiều hợp chất hữu cơ như giấy, vải, dầu thông, … bốc cháy khi tiếp xúc với HNO3 đặc.
5. Cách thực hiện phản ứng
Cho kim loại sắt tác dụng với dung dịch axit nitric
6. Bạn có biết
Fe tác dụng với axit nitric loãng → các sản phẩm khử của HNO3 có thể có là NH4NO3; N2O; NO; N2;…
7. Bài tập liên quan
Ví dụ 1: Cho kim loại sắt tác dụng với HNO3 loãng thu được chất khí không màu hóa nâu trong không khí. Phương trình phản ứng xảy ra là:
A. Fe + 30HNO3 → 8Fe(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O
B. Fe + 6HNO3 → Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
C. Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
D. 10Fe + 36HNO3 → 10Fe(NO3)3 + 3N2 + 18H2O
Hướng dẫn giải
Đáp án: C
Ví dụ 2: Cho phương trình phản ứng sau: Fe + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O
Tổng hệ số tối giản của phương trình sau:
A. 8
B. 9
C. 12
D. 16
Hướng dẫn giải
Đáp án: B
Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
Ví dụ 3: Cho 5,6 g sắt tác dụng với HNO3 loãng dư thu được khí không màu hóa nâu trong không khí. Tính thể tích khí thoát ra ở đktc?
A. 22,4 lít
B. 11,2 lít
C. 2,24 lít
D. 5,6 lít
Hướng dẫn giải
Đáp án: C
Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
nNO = nFe = 0,1 mol ⇒ VNO = 0,1.22,4 = 2,24 lít
8. Một số phương trình phản ứng hoá học khác của Sắt (Fe) và hợp chất:
8Fe + 30HNO3 → 8Fe(NO3)3 + 3N2O + 15H2O
10Fe + 36HNO3 → 10Fe(NO3)3 + 3N2 + 18H2O
