Chúng tôi xin giới thiệu phương trình Fe3O4 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + H2O 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. Mời các bạn đón xem:
Phương trình Fe3O4 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + H2O
1. Phương trình phản ứng hóa học
Fe3O4 + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO2 + 5H2O
2. Hiện tượng nhận biết phản ứng.
- Hiện tượng sau phản ứng thoát ra khí có màu nâu đỏ NO2
3. Điều kiện phản ứng
- Điều kiện: Không có
4. Bản chất của các chất tham gia phản ứng
a. Bản chất của Fe3O4 (Sắt từ oxit)
- Trong phản ứng trên Fe3O4 là chất khử.
- Oxit sắt từ có tính khử thể hiện khi tác dụng với các chất có tính oxi hoá mạnh như: HNO3, H2SO4 đặc...
b. Bản chất của HNO3 (Axit nitric)
- Trong phản ứng trên HNO3 là chất oxi hoá.
- HNO3 tác dụng với oxit bazo, bazo, muối mà kim loại trong hợp chất chưa lên hoá trị cao nhất.
5. Tính chất hóa học
5.1. Tính chất hóa học của Fe3O4
- Tính oxit bazơ
Fe3O4 tác dụng với dung dịch axit như HCl, H2SO4loãng tạo ra hỗn hợp muối sắt (II) và sắt (III).
Fe3O4 + 8HCl → 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O
Fe3O4 + 4H2SO4 loãng→ Fe2(SO4)3 + FeSO4 + 4H2O
- Tính khử
Fe3O4 là chất khử khi tác dụng với các chất có tính oxi hóa mạnh:
3 Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O
2Fe3O4 + 10H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 10H2O
- 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
5.2. Tính chất hóa học của HNO3
a. 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.
b. 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.
6. Cách thực hiện phản ứng
- Cho Fe3O4 tác dụng với dung dịch axit nitric HNO3 đặc
7. Bạn có biết
- Hiện tại chúng tôi không có thêm bất kỳ thông tin nào thêm về phương trình này.
8. Bài tập liên quan
Câu 1. Chất nào sau đây khí phản ứng với dung dịch HNO3 đặc nóng sẽ không sinh ra khí?
A. FeO
B. Fe3O4
C. Fe2O3
D. Fe(OH)2
Lời giải:
Câu 2. 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
Lời 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
Câu 3. 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)
Lời 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
Câu 4. 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
Lời 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.
Câu 5. 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)
Lời giải:
Câu 6. 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.
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.
Câu 7. 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
Lời giải:
Câu 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
Lời 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
Câu 9. Hòa tan hoàn toàn 20 gam hỗn hợp Mg và Fe trong dung dịch HCl 4M thu được 11,2 lít H2 (đktc) và dung dịch X. Để kết tủa hoàn toàn các ion trong X cần 600 ml dung dịch KOH 2M. Thể tích dung dịch HCl đã dùng là :
A. 0,1 lít.
B. 0,3 lít.
C. 0,15 lít.
D. 0,2 lít.
Lời giải:
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Natri
nKCl = nKOH = 1,2 (mol)
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Clo
=> nHCl= nKCl = 1,2 (mol)
VHCl= = 0,3 lít
Câu 10. Cho m gam Fe tác dụng hết với dung dịch CuSO4 dư, thu được 14,4 gam Cu. Giá trị của m là
A. 50,4.
B. 12,6.
C. 16,8.
D. 25,2.
Lời giải:
nCu = 0,225 mol
Phương trình hóa học phản ứng xảy ra:
CuSO4 + Fe → FeSO4+ Cu
0,225 ← 0,225 mol
⟹ mFe = 0,225.56 = 12,6 gam
9. Một số phương trình phản ứng hoá học khác của Sắt (Fe) và hợp chất:
Fe3O4 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + H2O
