Chúng tôi xin giới thiệu phương trình Fe3O4 + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO2↑ + 5H2O 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 Đồng . Mời các bạn đón xem:
Phương trình Fe3O4 + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO2↑ + 5H2O
1. Phương trình phản ứng hóa học:
Fe3O4 + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO2↑ + 5H2O
2. Cân bằng phản ứng Fe3O4 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + H2O bằng phương pháp thăng bằng electron
Bước 1: Xác định sự thay đổi số oxi hóa
+8/3Fe3O4 + HN+5O3 → Fe+3(NO3)3 + N+4O2 + H2O
Bước 2: Viết quá trình trao đổi electron. Quá trình khử, quá trình oxi hóa
|
1x 1x |
+8/3Fe → 3Fe3+ + 1e N+5 +1e → N+4 |
Bước 3: Đặt hệ số thích hợp
Vậy phương trình phản ứng:
Fe3O4 + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO2 + 5H2O
3. Hiện tượng nhận biết phản .
- Sắt từ oxit tan dần trong dung dịch và có khí màu nâu đỏ thoát ra
4. Điều kiện phản ứng
- Không có
5. Tính chất của Fe3O4
- Định nghĩa: Là hỗn hợp của hai oxit FeO, Fe2O3. Có nhiều trong quặng manhetit, có từ tính.
- Công thức phân tử Fe3O4
5.1. Tính chất vật lí
- Là chất rắn, màu đen, không tan trong nước và có từ tính.
5.2. Tính chất hóa học
a. Tính oxit bazơ
- Fe3O4 tác dụng với dung dịch axit như HCl, H2SO4 loãng tạo ra hỗn hợp muối sắt (II) và sắt (III).
Fe3O4 + 8HCl → 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O
Fe3O4 + 4H2SO4 loãng→ Fe2(SO4)3 + FeSO4 + 4H2O
b. Tính khử
- Fe3O4 là chất khử khi tác dụng với các chất có tính oxi hóa mạnh:
3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O
2Fe3O4 + 10H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 10H2O
c. Tính oxi hóa
- Fe3O4 là chất oxi hóa khi tác dụng với các chất khử mạnh ở nhiệt độ cao như: H2, CO, Al:
Fe3O4 + 4H2 → 3Fe + 4H2O
Fe3O4 + 4CO → 3Fe + 4CO2
3Fe3O4 + 8Al → 4Al2O3 + 9Fe
6. Cách thực hiện phản ứng
- Cho Fe3O4 tác dụng với dung dịch axit nitric HNO3 đặc
7. Bạn có biết
- Tương tự Fe3O4, các oxit kim loại khác như CuO, MgO, ZnO... đều có thể phản ứng với dung dịch axit HNO3
8. Bài tập liên quan
Ví dụ 1: Một loại quặng sắt (sau khi loại bỏ tạp chất) cho tác dụng với HNO3 không có khí thoát ra. Tên của quặng là
A.Hematit. B. Manhetit. C. Pirit. D. Xiđerit.
Đáp án : A
Hướng dẫn giải
Quặng sắt tác dụng HNO3 không có khí thoát ra → quặng sắt chứa Fe2O3.
→ Quặng hematit
Ví dụ 2: Cho ít bột Fe vào dung dịch AgNO3 dư, sau khi kết thúc thí nghiệm thu được dung dịch X gồm
A. Fe(NO3)2, H2O B. Fe(NO3)3, AgNO3 dư.
C. Fe(NO3)2, AgNO3 dư D. Fe(NO3)2, Fe(NO3)3, AgNO3 dư.
Đáp án : B
Hướng dẫn giải
Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag↓
Fe(NO3)2 + AgNO3 dư → Fe(NO3)3 + Ag↓
→ Dung dịch X gồm Fe(NO3)3, AgNO3
Ví dụ 3: Hoà tan Fe vào dd AgNO3 dư, dung dịch thu được chứa chất nào sau đây?
A. Fe(NO3)2 B. Fe(NO3)3
C. Fe(NO3)2, Fe(NO3)3, AgNO3 D. Fe(NO3)3 , AgAgNO3
Đáp án : B
Hướng dẫn giải
3AgNO3 + Fe → 3Ag + Fe(NO3)3
Ví dụ 4: Hòa tan một lượng FexOy bằng H2SO4 loãng dư được dung dịch X. Biết X vừa có khả năng làm mất màu dung dịch thuốc tím, vừa có khả năng hòa tan được bột Cu. Oxit sắt đó là:
A. FeO
B. Fe2O3
C. Fe3O4
D. A hoặc B
Đáp án: C
Hướng dẫn giải:
Dung dịch X vừa làm mất màu dung dịch thuốc tím, vừa có khả năng hòa tan được bột Cu → trong dung dịch X có Fe2+
→ Oxit sắt là Fe3O4
Ví dụ 5: Hoà tan hoàn toàn m (g) FexOy bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được 2,24lit SO2 (đktc). Phần dd chứa 120(g) một loại muối sắt duy nhất. Công thức oxit sắt và khối lượng m là:
A. Fe3O4; m = 23,2 (g).
B. FeO, m = 32 (g).
C. FeO; m = 7,2 (g).
D. Fe3O4; m = 46,4 (g)
Đáp án: D
Hướng dẫn giải:
xFe2y/x + → xFe3+ + (3x – 2y)e
S6+ + 2e (0,2) → S4+ (0,1 mol)
nmuối = nFe2(SO4)3 = 0,3 mol ⇒ nFe2y/x + = 0,6 mol
Bảo toàn e: = 0,2 ⇒ x : y = 3 : 4 ⇒ nFe3O4 = 0,2 ⇒ m = 0,2. 232 = 46,4g
Ví dụ 6: Trong các phản ứng sau, phản ứng nào HNO3 không đóng vai trò chất oxi hóa?
A. ZnS + HNO3(đặc nóng)
B. Fe2O3 + HNO3(đặc nóng)
C. FeSO4 + HNO3(loãng)
D. Cu + HNO3(đặc nóng)
Ví dụ 7: Hòa tan hỗn hợp ba kim loại gồm Zn, Fe, Cu bằng dung dịch HNO3 loãng. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được chất không tan là hỗn hợp hai kim loại. Phần dung dịch sau phản ứng có chứa
A. Zn(NO3)2 và Fe(NO3)3.
B. Zn(NO3)2; Fe(NO3)2 và Cu(NO3)2.
C. Zn(NO3)2 và Fe(NO3)2.
D. Zn(NO3)2; Fe(NO3)3 và Cu(NO3)2.
Đáp án: B
Hướng dẫn giải:
Sau phản ứng còn Cu dư, chứng tỏ HNO3 phản ứng hết.
3Zn + 8HNO3 → 3Zn(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Fe + 4HNO3→ Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Cu + 2Fe(NO3)3 → Cu(NO3)2 + 2Fe(NO3)2
=> Dung dịch sau phản ứng chứa: Zn(NO3)2; Fe(NO3)2; Cu(NO3)2.
Ví dụ 8: Cho m gam Fe tác dụng hoàn toàn với dung dịch H2SO4 đặc, nóng (dư) thu được 13,44 lít khí SO2 sản phầm khử duy nhất (ở đktc). Tính giá trị của m?
A. 11,2 gam
B. 22,4 gam
C. 16,8 gam
D. 33, 6 gam
Đáp án: B
Hướng dẫn giải:
nSO2 = = 0,6
Phương trình hóa học
2Fe + 6H2SO4 đặc nóng → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Ta có: nFe = .nSO2 = . 0,6 = 0,4 mol
Khối lượng sắt là:
→ mFe = 0,4.56 = 22,4 gam
Ví dụ 9: Hòa tan hoàn toàn 2,8 gam hỗn hợp FeO, Fe2O3 và Fe3O4 cần vừa đủ V ml dung dịch HCl 1M , thu được dung dịch X. Cho từ từ dung dịch NaOH dư vào dung dịch X thu được kết tủa Y. Nung Y trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 3 gam chất rắn. Tính V ?
A. 87,5ml
B. 125ml
C. 62,5ml
D. 175ml
Đáp án: A
Hướng dẫn giải:
Coi hỗn hợp ban đầu gồm Fe, O.
nFe = 2nFe2O3 = 0,0375 mol
⇒ nO = = 0,04375 mol
Bảo toàn nguyên tố O → nH2O = nO = 0,04375
Bảo toàn nguyên tố H: nHCl = 2nH2O = 0,0875 mol → V = 87,5 ml.
Ví dụ 10: Cho từng chất: Fe, FeO, Fe(OH)2, Fe(OH)3, Fe3O4, Fe2O3, Fe(NO3)2, Fe(NO3)3, FeSO4, Fe2(SO4)3, FeCO3 lần lượt phản ứng với HNO3 đặc nóng thì số phàn ứng ô xi hóa khử xảy ra là
A. 5
B. 6
C. 7
D. 8
Đáp án: C
Hướng dẫn giải:
9. Một số phương trình phản ứng hoá học khác của Sắt và hợp chất:
Fe3O4 + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO2↑ + 5H2O
