FeO + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O | FeO ra Fe(NO3)3

116 lượt xem

Chúng tôi xin giới thiệu phương trình FeO + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + 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 của Đồng . Mời các bạn đón xem:

Phương trình FeO + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + H₂O

1. Phương trình phản ứng hóa học

3FeO + 10HNO₃ → 3Fe(NO₃)₃ + NO + 5H₂O

2. Hiện tượng nhận biết phản ứng.

- Chất rắn màu đen Sắt II Oxit (FeO) tan dần và xuất hiện khí Nito oxit (NO) hóa nâu ngoài không khí.

3. Điều kiện phản ứng

- Nhiệt độ

4. Bản chất của các chất tham gia phản ứng

a. Bản chất của FeO (Sắt (II) oxit)

- Trong phản ứng trên FeO là chất khử.

- FeO thể hiện tính khử khi tác dụng với các chất có tính oxi hoá mạnh như HNO₃ và H₂SO₄ đặc.

b. Bản chất của HNO₃ (Axit nitric)

- Trong phản ứng trên HNO₃ là chất oxi hoá.

- HNO₃tác 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 FeO

Các hợp chất sắt (II) có cả tính khử và tính oxi hóa nhưng tính khử đặc trưng hơn, do trong các phản ứng hóa học ion Fe²⁺ dễ nhường 1e thành ion Fe³⁺:

Fe²⁺+ 1e → Fe³⁺

a. Tính chất đặc trưng của hợp chất sắt (II) là tính khử.

Các hợp chất sắt (II) thường kém bền dễ bị oxi hóa thành hợp chất sắt (III).

FeO là 1 oxit bazơ, ngoài ra, do có số oxi hóa +2 – số oxi hóa trung gian => FeO có tính khử và tính oxi hóa.

FeO là 1 oxit bazơ:

b. Tác dụng với dung dịch axit: HCl; H₂SO_{4 loãng}…

FeO + 2HCl → FeCl₂+ H₂

FeO + H₂SO_{4 loãng} → FeSO₄ + H₂O

FeO là chất oxi hóa khi tác dụng với các chất khử mạnh: H₂, CO, Al → Fe:
FeO + H₂ $\overset{t^{o} }{\rightarrow}$ Fe + H₂O

FeO + CO $\overset{t^{o} }{\rightarrow}$ Fe + CO₂

3FeO + 2Al $\overset{t^{o} }{\rightarrow}$ Al₂O₃ + 3Fe

FeO là chất khử khi tác dụng với các chất có tính oxi hóa mạnh: HNO₃; H₂SO_{4 đặc;} O₂…
4FeO + O₂ $\overset{t^{o} }{\rightarrow}$ 2Fe₂O₃

3FeO + 10HNO_{3 loãng}→ 3Fe(NO₃)₃ + NO + 5H₂O

FeO + 4HNO_{3 đặc,nóng} → Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 2H₂O

2FeO + 4H₂SO₄ đặc, nóng → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 4H₂O

5.2. Tính chất hóa học của HNO3

a. Axit nitric là một trong những axit mạnh nhất:

Axit nitric được xếp hạng trong danh sách những axit mạnh nhất. Đây là một axit khan – một monoaxit mạnh có thể nitrat hóa nhiều hợp chất vô cơ với hằng số cân bằng axit (pKa) = -2.

Axit nitric phân li hoàn toàn thành các ion H+ và NO3- trong dung dịch loãng. Dung dịch HNO3 làm quỳ tím chuyển đỏ.

HNO3 có tác dụng với oxit bazơ, bazơ và muối của axit yếu hơn tạo ra muối nitrat.

Ví dụ:

CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O

CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + H2O + CO2

Ba(OH)2 + 2HNO3 → Ba(NO3)2 + 2H2O

Axit nitric tác dụng với oxit bazơ, bazo, muối mà kim loại trong hợp chất này chưa lên hóa trị cao nhất:

Ví dụ:

FeO + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O

FeCO3 + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O + CO2

b. Axit nitric có tính oxi hóa:

Axit nitric cũng là 1 trong những axit có tính oxi hóa mạnh. Nó có thể bị khử đến các sản phẩm khác nhau của nitơ, phụ thuộc vào nồng độ axit mạnh hay yếu của chất khử. Cùng tìm hiểu tính oxi hóa của axit nitric thông qua 3 phản ứng:

Một là,Tác dụng với kim loại

Hai là, Tác dụng với phi kim

Ba là, Tác dụng với hợp chất

Tác dụng với kim loại

Axit nitric có khả năng oxi hóa hầu hết các kim loại tạo ra muối nitrat, ngay cả kim loại có tính khử yếu (Cu, Ag)…, ngoại trừ Pt và Au. Lúc này, kim loại bị oxi hóa đến mức cao nhất. Sản phẩm của phản ứng này sẽ là NO2(+4) đối với HNO3 đặc và NO(+2) đối với HNO3 loãng. Nhôm, sắt và crom thụ động với axit nitric đặc nguội vì lớp màng oxit bền được tạo ra bảo vệ chúng không bị oxy hóa tiếp. Đây cũng là lý do bình nhôm hoặc sắt được dùng để đựng HNO3 đặc.

Phương trình phản ứng:

Kim loại + HNO3 đặc → muối nitrat + NO + H2O (nhiệt độ)

Kim loại + HNO3 loãng → muối nitrat + NO + H2O

Kim loại + HNO3 loãng lạnh → muối nitrat + H2

Mg(rắn) + 2HNO3 loãng lạnh → Mg(NO3)2 + H2 (khí)

Ví dụ:

Cu + 4HNO3 đặc → Cu(NO3)2 + 2NO2(↑) + 2H2O

3Cu + 8HNO3 loãng → 3Cu(NO3)2 + 2NO (↑) + 4H2O

Tác dụng với phi kim

Khi được đun nóng, HNO3 đặc có khả năng oxi hóa được các phi kim như S, C, P… (các nguyên tố á kim, ngoại trừ halogen và silic). Sản phẩm tạo thành là nito dioxit (nếu là axit nitric đặc) và oxit nito (với axit loãng và nước).

Ví dụ:

S + 6HNO3 đặc → H2SO4 + 6NO2(↑) + 2H2O (nhiệt độ)

C + 4HNO3 đặc → 4NO2 + 2H2O + CO2

P + 5HNO3 đặc → 5NO2 + H2O + H3PO4

3C + 4HNO3 loãng → 3CO2 + 4NO + 2H2O

Tác dụng với hợp chất

Là một trong những axit cực mạnh, axit nitric (HNO3) đặc có khả năng oxi hóa – phá hủy nhiều hợp chất vô cơ, hữu cơ khác nhau.. Vải, giấy, mùn cưa,… đều bị phá hủy hoặc bốc cháy khi tiếp xúc với HNO3 đặc. Vì vậy, sẽ vô cùng nguy hiểm nếu để axit nitric (HNO3) tiếp xúc với cơ thể người.

Ví dụ:

3H2S + 2HNO3 (>5%) → 3S (↓) + 2NO + 4H2O

PbS + 8HNO3 đặc → PbSO4(↓) + 8NO2 + 4H2O

HNO3 hòa tan Ag3PO4, không tác dụng với HgS.

6. Cách thực hiện phản ứng

- Cho oxit sắt II tác dụng với dung dịch axit HNO₃.

7. Bài tập liên quan

Câu 1. Cho phản ứng: FeO + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + H₂O. Trong phương trình của phản ứng trên, khi hệ số của FeO là 3 thì hệ số của HNO₃ là

A. 6

B. 10

C. 8

D. 4

Lời giải:

Đáp án: B

3FeO + 10HNO₃ → 3Fe(NO₃)₃ + NO + 5H₂O

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:

Đáp án: C

Hòa tan được Cu là tính chất của muối Fe (III), hấp thụ được khí Cl₂ là tính chất của muối Fe(II). FexOy hòa ta trong H₂SO₄ loãng tạo ra đồng thời muối Fe (III) và muối Fe (II) là sắt từ oxit Fe₃O₄.

Phương trình hóa học

Fe₃O₄ + 4H₂SO₄→ FeSO₄ + Fe₂(SO₄)₃ + 4H₂O

Cu + Fe₂(SO₄)₃ → CuSO₄ + 2FeSO₄

6FeSO₄ + 3Cl₂ → 2Fe₂(SO₄)₃ + 2FeCl₂.

Câu 3. Cách nào sau đây có thể dùng để điều chế FeO?

A. Dùng CO khử Fe₂O₃ ở 500°C.

B. Nhiệt phân Fe(OH)₂ trong không khí.

C. Nhiệt phân Fe(NO₃)₂

D. Đốt cháy FeS trong oxi.

Lời giải:

Đáp án: A

Câu 4. Hòa tan hết m gam Fe bằng 400ml dung dịch HNO₃ 1M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch chứa 26,44 gam chất tan và khí NO (sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của m là:

A. 7,84

B. 6,12

C. 5,60

D. 12,24

Lời giải:

Đáp án: A

n_HNO3 = 0,4 mol ⇒ m_HNO3 = 0,4.63 = 25,2 gam

Phương trình hóa học

Fe + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + H₂O (1)

Phản ứng (1) xảy ra, khối lượng chất tan giảm đi, mà theo đề bài, khối lượng chất tan là 26,44 gam > 25,2 gam nên xảy ra phản ứng hoà tan Fe dư

2Fe³⁺ + Fe → 3Fe²⁺ (2)

⇒ phản ứng (1) xảy ra hoàn toàn,

n_Fe(1) = $\frac{1}{4}$ n_HNO3 = 0,1 mol

⇒ m_Fe(1) = 5,6 gam ⇒ m_Fe(2) = 26,44 – 0,1.242 = 2,24 gam

m_Fe = 5,6 + 2,24 = 7,84 gam

Câu 5. Câu phát biểu nào dưới đây là đúng ?

A. Thép là hợp kim của Fe không có C và có một ít S, Mn, P, Si.

B. Thép là hợp kim của Fe có từ 0,01 - 2% C và một ít Si, Mn, Cr, Ni.

C. Thép là hợp kim của Fe có từ 2-5% C và một ít S, Mn, p, Si.

D. Thép là hợp kim của Fe có từ 5-10% C và một lượng rất ít Si, Mn, Cr, Ni.

Lời giải:

Đáp án: B

Câu 6. 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

Lời giải:

Đáp án: D

2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃

Fe + 3AgNO₃→ Fe(NO₃)₃+ 3Ag

Fe + 4HNO₃→ Fe(NO₃)₃+ NO + 2H₂O

Câu 7. Dung dịch FeSO₄ làm mất màu dung dịch nào sau đây?

A. Dung dịch K₂Cr₂O₇ trong môi trường H₂SO₄

B. Dung dịch KMnO₄ trong môi trường H₂SO₄

C. Dung dịch Br₂

D. Dung dịch KMnO₄ trong môi trường H₂SO₄, Dung dịch K₂Cr₂O₇ trong môi trường H₂SO₄ ; Dung dịch Br₂

Lời giải:

Đáp án: D

Các dung dịch KMnO₄/ H₂SO₄; K₂Cr₂O₇/ H₂SO₄; Br₂ đều là các chất oxi hóa → Fe²⁺ sẽ có phản ứng oxi hóa khử làm mất màu các dung dịch trên

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

6FeSO₄ + K₂Cr₂O₇+ 7H₂SO₄ → 3Fe₂(SO₄)₃ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 7H₂O

Câu 8. Để a gam bột Fe trong không khí một thời gian, thu được 9,6 gam chất rắn X. Hoà tan hoàn toàn X trong dung dịch HNO₃ loãng (dư), thu được dung dịch Y và khí NO (sản phẩm khử duy nhất của). Cho dung dịch NaOH dư vào Y, thu được kết tủa, Lọc kết tủa rồi nung ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi, thu được 12,0 gam chất rắn. Số mol HNO₃ đã phản ứng là:

A. 0,75.

B. 0,65.

C. 0,55.

D. 0,45.

Lời giải:

Đáp án: C

(a gam Fe + O) → 9,6 gam X (Fe, FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄)

+HNO₃→ dd Y (Fe³⁺,H⁺,NO3^- ) + NO)

Y + NaOH (dư) → Fe(OH)₃→ Fe₂O₃(12 gam)

m_O = 9,6 – 8,4 = 1,2 gam

⇒ n_Fe = 0,15 mol; n_O = 0,075 mol

a = $\frac{12.112}{160}$ = 8,4 gam

m_O = 9,6 - 8,4 = 1,2 gam

=> n_Fe = 0,15 mol; nO = 0,075 mol

Fe → Fe³⁺ + 3e O + 2e → O^2-

0,15 0,15 0,45 0,075 0,15

N⁺⁵ + 3e → N⁺²

0,1 0,3 0,1

Câu 9. Dãy kim loại tác dụng được HNO₃ đặc nguội:

A. Ag, Al, Zn, Cu

B. Ag, Zn, Cu, Mg

C. Fe, Cu, Mg, Zn

D. Mg, Cu, Fe, Zn

Lời giải:

Đáp án: B

Fe, Al, Cr không tác dụng với HNO₃ đặc nguội vì bị thụ động

3Ag + 4HNO₃ → 3AgNO₃ + NO + 2H₂O

3Zn + 8HNO₃→ 3Zn(NO₃)₂+ 2NO + 4H₂O

3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

3Mg + 8HNO₃ → 3Mg(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

Câu 10. Hoà tan 15,6 gam hỗn hợp bột Al và Mg trong dung dịch HCl dư. Sau phản ứng khối lượng dung dịch axit tăng thêm 14 gam. Khối lượng nhôm và magie trong hỗn hợp đầu là:

A. 2,7 gam và 1,2 gam

B. 5,4 gam và 2,4 gam

C. 5,8 gam và 3,6 gam

D. 10,8 gam và 4,8 gam

Lời giải:

Đáp án: D

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: m_H2 = 15,6 - 14 = 1,6 gam

Mặt khác theo công thức 1 và theo đề ta có hệ phương trình:

(Khi tham gia phản ứng Al nhường 3 e, Mg nhường 2 e và H₂ thu về 2 e)

3.n_Al+ 2.n_Mg = 2.n_H2 = $\frac{2.1, 6}{2}$ (1)

27.n_Al +24.n_Mg = 15,6 (2)

Giải phương trình (1), (2) ta có n_Al= 0,4 mol và n_Mg = 0,2 mol

Từ đó ta tính được m_Al = 27.0,4 = 10,8 gam và m_Mg= 24.0,2 = 4,8 gam

Câu 11. Cho hỗn hợp bột X gồm 0,04 mol Fe và 0,015 mol Cu tác dụng với oxi ở nhiệt độ cao thu được 3,24 g hỗn hợp Y. Cho Y tan hết vào dung dịch chứa 0,12 mol HCl và 0,035 mol HNO₃ thu được 1,05 khí NO duy nhất và dung dịch Z (không chứa NH4⁺) . Thêm dung dịch AgNO₃ dư vào Z thu được m gam chất rắn. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn, N (5+) chỉ bị khử thành NO, giá trị của m là :

A. 20,73

B. 41,46

C. 34,44

D. 40,65

Lời giải:

Đáp án: A

Qui hỗn hợp Y về: Fe; Cu; O

Bảo toàn khối lượng: m_Fe + m_Cu + m_O = m_Y

=> n_O(Y) = 0,0025 mol

Ta thấy : n_NO = n_HNO3 => Sau phản ứng không còn NO3^- trong dung dịch.

Bảo toàn O: n_O(Y) + 3n_HNO3 = n_NO + n_H2O => n_H2O = 0,0725 mol

Bảo toàn H: n_HCl + n_HNO3= n_H⁺(X) + 2n_H2O

=> n_H⁺ dư= 0,01 mol

Bảo toàn điện tích trong X: 2n_Fe²⁺ + 3n_Fe³⁺ + 2n_Cu²⁺ + n_H⁺ = n_Cl^-

Mặt khác n_Fe²⁺ + n_Fe³⁺ = 0,04 mol

=> n_Fe²⁺ = 0,08; n_Fe³⁺ = 0

Khi cho AgNO₃vào :

3Fe²⁺ + 4H⁺ + NO3^-→ 3Fe³⁺+ NO + 2H₂O

0,0075 ← 0,01

Fe²⁺ + Ag⁺ → Fe³⁺ + Ag

0,0325

Cl^-+ Ag⁺→AgCl

0,12

=> m = 20,73 g

Câu 12. Hoà tan hết 9,4 gam hỗn hợp Fe; FeO; Fe₃O₄; Fe₂O₃ trong dung dịch HNO₃ đặc nóng dư được 1,68 lít khí NO₂(đktc, sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y được m gam muối. Giá trị của m:

A. 64,90

B. 60,50

C. 30,25

D. 65,30

Lời giải:

Đáp án: B

Ta quy đổi thành Fe và O

Fe⁰ → Fe³⁺

N⁵⁺ → N⁴⁺

O⁰ → O²⁻

Bảo toàn mol e: 3n_Fe = n_NO2 + 2n_O

⇔3n_Fe= 0,15 + 2n_O

56n_Fe + 16n_O= 9,4

n_Fe = 0,125 (mol)

n_O = 0,15 (mol)

n_NO3⁻= 3n_Fe= 0,375 (mol)

⇒m_Fe(NO3)3 = m_Fe + m_NO3⁻ = 0,125.56 + 0,375.62 = 30,25 (g)

Câu 13. Nung m bột Cu trong oxi, sau 1 thời gian thu được 14,8 gam hỗn hợp chất rắn A gồm (Cu, CuO, Cu₂O). Hòa tan hỗn hợp A trong HNO₃ đặc, nóng vừa đủ thu được 3,36 lít khí NO₂ (đktc, sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch B. Giá trị của m là:

A. 41,6

B. 19,2

C. 25,6

D. 12,8

Lời giải:

Đáp án: D

Bảo toàn e ta có:

\frac{m}{64.2}

\frac{14, 8 - m}{32.4}

+ 0,15.1 => m = 12,8 gam

Câu 14. Cho 9,12 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄tác dụng với dung dịch HCl dư. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch A. Cô cạn dung dịch A thu được 7,62 gam FeCl₂ và m gam FeCl₃. Giá trị của m là:

A. 9,75

B. 8,75

C. 7,80

D. 6,50

Lời giải:

Đáp án: A

Xem Fe₃O₄ là FeO.Fe₂O₃

Ta có: n_FeCl2= $\frac{7, 62}{127}$ = 0,06 (mol)

Phương trình phản ứng

FeO + 2HCl → FeCl₂ + H₂O

0,06 0,06

⇒ n_Fe2O3= $\frac{9, 12 - 0, 06.72}{160}$ = 0,03 mol

Phương trình phản ứng

Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃+ 3H₂O

0,03 0,06

⇒ m_FeCl3 = 0,06. 162,5 = 9,75 (g)

Câu 15. Để khử hoàn toàn 6,08 gam hỗn hợp A gồm các oxit sắt sau: FeO, Fe₃O₄, Fe₂O₃, cần 2,24 lít khí H₂(đktc). Mặt khác hoà tan hoàn toàn 6,08 gam hỗn hợp A trong dung dịch H₂SO₄ đặc nóng thì thu được thể tích V (ml) SO₂ (đktc). Giá trị V(ml) là:

A. 112 ml

B. 224 ml

C. 336 ml

D. 448 ml.

Lời giải:

Đáp án: D

Quy đổi hỗn hợp A về hỗn hợp hai chất FeO và Fe₂O₃ với số mol là x, y

Ta có: Phương trình phản ứng

FeO + H₂ → Fe + H₂O (1)

x → x → x

Fe₂O₃ + 3H₂ → 2Fe + 3H₂O (2)

y → 3y → 2y

Có: x + 3y = 0,1 và 72x + 160y = 6,08

=> x = 0,04 mol; y = 0,02 mol

Phương trình phản ứng

2FeO + 4H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 4H₂O (3)

0,04 → 0,02 mol

Vậy V_SO2 = 0,02. 22,4 = 0,448 lít hay 448 ml

8. Một số phương trình phản ứng hóa học khác của Sắt (Fe) và hợp chất

Giải SGK, SBT, Chuyên đề Hóa Học Lớp 12