Phản ứng Fe + HNO3 đặc nóng ra NO2 thuộc loại phản ứng oxi hóa khử đã được cân bằng chính xác và chi tiết nhất. Bên cạnh đó là một số bài tập có liên quan về Fe có lời giải, mời các bạn đón xem:
Fe + 6HNO3 đặc nóng → Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
1. Phương trình hoá học của phản ứng Fe tác dụng với HNO3 đặc, nóng
Fe + 6HNO3 đặc, nóng → Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
Cách lập phương trình hoá học:
Bước 1: Xác định các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hoá, từ đó xác định chất oxi hoá – chất khử:
Fe0 +H+5NO3→toFe+3(NO3)3+N+4O2+H2O
Chất khử: Fe; chất oxi hoá: HNO3.
Bước 2: Biểu diễn quá trình oxi hoá, quá trình khử
– Quá trình oxi hoá: Fe0→Fe+3+3e
– Quá trình khử: N+5+e→N+4
Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử và chất oxi hoá
1×3×Fe0→Fe+3+3eN+5 + e → N+4
Bước 4: Điền hệ số của các chất có mặt trong phương trình hoá học. Kiểm tra sự cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế.
Fe + 6HNO3 đặc, nóng → Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
2. Điều kiện để Fe tác dụng với HNO3 đặc, nóng
– HNO3 đặc;
– Đun nóng.
3. Cách tiến hành thí nghiệm
Lấy vào ống nghiệm khoảng 2ml HNO3 đặc, thả vào ống nghiệm một sợi dây sắt, đun nóng ống nghiệm trên ngọn lửa đèn cồn.
4. Hiện tượng phản ứng
Khi cho Fe tác dụng HNO3 đặc nóng, có khí độc màu nâu đỏ thoát ra chính là NO2.
5. Mở rộng kiến thức về sắt (Fe)
5.1. Vị trí trong bảng tuần hoàn và cấu hình electron nguyên tử
– Sắt (Fe) thuộc ô 26, chu kì 4, nhóm VIIIB của bảng tuần hoàn.
– Cấu hình electron nguyên tử: 1s22s22p63s23p63d64s2 có thể viết gọn là [Ar]3d64s2.
– Nguyên tử sắt dễ dàng nhường 2e ở phân lớp 4s trở thành ion Fe2+ và có thể nhường thêm 1e ở phân lớp 3d trở thành Fe3+.
5.2. Tính chất vật lí
– Sắt là kim loại màu trắng, hơi xám, có khối lượng riêng lớn (D = 7,9 g/cm3), nóng chảy ở 1540oC.
– Sắt có tính dẫn nhiệt, dẫn điện tốt. Khác với các kim loại khác, sắt có tính nhiễm từ.
5.3. Tính chất hóa học
Sắt là kim loại có tính khử trung bình. Khi tác dụng với chất oxi hóa yếu, sắt bị oxi hóa đến số oxi hóa +2.
Fe → Fe+2+ 2e
Với chất oxi hóa mạnh, sắt bị oxi hóa đến số oxi hóa +3.
Fe → Fe+3 + 3e
a. Tác dụng với phi kim:
Ở nhiệt độ cao, sắt khử nguyên tử phi kim thành ion âm và bị oxi hóa đến số oxi hóa +2 hoặc +3.
+ Tác dụng với lưu huỳnh: Fe0 + S0→toFe+2S−2
+ Tác dụng với oxi: 3Fe + 2O20→toFe3O−24
+ Tác dụng với clo: 2Fe0 + 3Cl20→to2Fe+3Cl−13
b. Tác dụng với axit
– Với dung dịch HCl, H2SO4 loãng, Fe bị oxi hóa đến số oxi hóa +2, giải phóng H2. Ví dụ:
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
– Với dung dịch HNO3 và H2SO4 đặc nóng, Fe bị oxi hóa đến số oxi hóa +3, và không giải phóng H2. Ví dụ:
Fe + 4HNO3 loãng → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
Chú ý: Fe bị thụ động bởi các axit HNO3 đặc, nguội và H2SO4 đặc, nguội.
c. Tác dụng với dung dịch muối
Fe có thể khử được ion của các kim loại đứng sau nó trong trong dãy điện hóa của kim loại. Trong các phản ứng này, Fe thường bị oxi hóa đến số oxi hóa +2. Ví dụ:
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Đặc biệt:
Fe + 2Ag+ → Fe2+ + 2Ag
Nếu Ag+ dư, tiếp tục có phản ứng:
Fe2+ + Ag+ → Fe3+ + Ag
d. Tác dụng với nước
Ở nhiệt độ thường, sắt không khử được nước, nhưng ở nhiệt độ cao, sắt khử hơi nước tạo ra H2 và Fe3O4 hoặc FeO.
3Fe + 4H2O →to
Fe + H2O →to> 570oC FeO + H2
5.4: Trạng thái tự nhiên
– Sắt chiếm khoảng 5% khối lượng vỏ Trái Đất, đứng hàng thứ hai trong các kim loại (sau nhôm).
– Trong tự nhiên sắt tồn tại chủ yếu dưới dạng hợp chất.
– Các quặng sắt quan trọng là:
+ Quặng manhehit (Fe3O4) (hiếm có trong tự nhiên);
+ Quặng hemantit đỏ (Fe2O3)
+ Quặng hematit nâu (Fe2O3.nH2O)
+ Quặng xiderit (FeCO3)
+ Quặng pirit (FeS2).
6. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1:Trong 3 chất Fe, Fe2+, Fe3+. Chất X chỉ có tính khử, chất Y chỉ có tính oxi hoá, chất Z vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa. Các chất X, Y, Z lần lượt là:
A. Fe, Fe2+ và Fe3+.B. Fe2+, Fe và Fe3+.
C. Fe3+, Fe và Fe2+. D. Fe, Fe3+ và Fe2+.
Hướng dẫn giải
Đáp án D
+) Fe đơn chất có số oxi hóa bằng 0 → có khả nhường 2e hoặc 3e → chỉ có tính khử → X là Fe
+) Fe2+ có khả năng nhường 1e để thành Fe3+ → có tính khử
Fe2+ có khả năng nhận 2e để thành Fe đơn chất → có tính oxi hóa
→ Z là Fe2+
+) Fe3+ chỉ có khả năng nhận 1e để trở nhà Fe2+ hoặc nhận 3e để thành Fe đơn chất → Fe3+ chỉ có tính oxi hóa → Y là Fe3+
Câu 2: Chia bột kim loại X thành 2 phần. Phần một cho tác dụng với Cl2 tạo ra muối Y. Phần hai cho tác dụng với dung dịch HCl tạo ra muối Z. Cho kim loại X tác dụng với muối Y lại thu được muối Z. Kim loại X có thề là
A. Mg. B. Al. C. Zn. D. Fe.
Hướng dẫn giải
Đáp án D
Kim loại X là Fe
Phần 1: 2Fe (X) + 3Cl2 →t° 2FeCl3 (Y)
Phần 2: Fe (X) + 2HCl → FeCl2 (Z) + H2
Fe (X) + 2FeCl3 (Y) → 3FeCl2 (Z)
Câu 3: Hoà tan hết cùng một lượng Fe trong dung dịch H2SO4 loãng (dư) và dung dịch H2SO4 đặc, nóng (dư) thì các thế tích khí sinh ra lần lượt là V1 và V2 (đo ở cùng điều kiện). Liên hệ giữa V1 và V2 là
A. V1 = V2 B. V1 = 2V2
C. V2 = 1,5V1. D. V2 =3V1
Hướng dẫn giải
Xem thêm : 6 mẹo trị ọc sữa cho trẻ sơ sinh an toàn, hiệu quả
Đáp án C
Gọi số mol Fe là a mol
Áp dụng định luật bảo toàn số mol electron
Cho Fe vào H2SO4 loãng: 2 = 2nFe
→nH2 = nFe = a mol
Cho Fe vào H2SO4 đặc, nóng: 3nFe = 2nSO2
→nSO2 = 1,5nFe = 1,5a mol
Ở cùng điều kiện, tỉ lệ về thể tích cũng là tỉ lệ về số mol
→ V2 = 1,5V1.
Câu 4: Hòa tan 2,24 gam Fe bằng 300 ml dung dịch HCl 0,4 M , thu được dung dịch X và khí H2. Cho dung dịch AgNO3 dư vào X, thu được khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5) và m gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là
A. 18,3. B. 8,61. C. 7,36. D. 9,15.
Hướng dẫn giải
Đáp án A
nFe = 0,04 mol; nHCl = 0,3.0,4 = 0,12 mol
Fe + 2HCl→FeCl2+H20,04 → 0,08 →0,04 mol
Dung dịch X gồm: HCl dư = 0,12 – 0,08 = 0,04 mol và FeCl2: 0,04 mol
Cho AgNO3 dư vào X có phản ứng:
3Fe2++4H++NO3−→3Fe3++NO+2H2O0,030,04mol
Fe2+ + Ag+ →Ag↓+Fe3+(0,04−0,03) →0,01mol
Ag++Cl−→AgCl↓0,120,12mol
→ m = 0,01.108 + 0,12.143,5 = 18,3 gam.
Câu 5: Cho Fe tác dụng với dd HNO3 đặc, nóng, thu được khí X màu nâu đỏ. Khí X là
A. N2 B. N2O C. NO D. NO2
Hướng dẫn giải
Đáp án D
N2: Khí không màu, nhẹ hơn không khí
N2O: Khí không màu, nặng hơn không khí.
NO: Khí không màu, hóa nâu ngoài không khí.
NO2: Khí màu nâu đỏ
Câu 6: Ngâm một lá kim loại có khối lượng 50g trong dung dịch HCl. Sau khi thu được 336ml H2 (đkc) thì khối lượng lá kim loại giảm 1,68%. Kim loại đó là
A. ZnB. FeC. AlD. Ni
Hướng dẫn giải
Đáp án B
Khối lượng kim loại phản ứng là:
mKL = 1,68.50100 = 0,84 gam
= 0,336 : 22,4 = 0,015 mol
2M + 2nHCl → 2MCln + nH2
Số mol của M là:
nM = 2n .nH2 = 2n .0,015 = mol
→ MM = mMnM = 0,84 : 0,03n = 28n
Với n = 1 → MM = 28 loại
n = 2 → MM = 56 (Fe) Thỏa mãn
n = 3 → MM = 84 loại.
Vậy kim loại cần tìm là Fe
Câu 7: Cho 11,2 gam Fe tác dụng hết với dung dịch H2SO4 loãng dư , thu được V lít khí H2 (đktc). Giá trị của V là
A. 2,24 B. 3,36
C. 4,48 D. 6,72
Hướng dẫn giải
Xem thêm : 6 mẹo trị ọc sữa cho trẻ sơ sinh an toàn, hiệu quả
Đáp án C
Áp dụng định luật bảo toàn electron:
2.nFe = 2.
→ = nFe = 0,2 mol
→ V = 0,2.22,4 = 4,48 lít
Câu 8: Cho 6 gam Fe vào 100ml dung dịch CuSO4 1M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam hỗn hợp kim loại. Giá trị của m là
A. 7,0 B. 6,8 C. 6,4 D. 12,4
Hướng dẫn giải
Đáp án B
nFe = 6 : 56 = 0,107 mol
= 0,1.1 = 0,1 mol
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
→ Fe còn dư
→ nCu = nFe phản ứng = nCuSO4 = 0,1 mol
Khối lượng hỗn hợp kim loại thu được là:
m = 6 – 0,1.56 + 0,1.64 = 6,8 gam
Câu 9: Hòa tan 5,6g Fe bằng dung dịch HNO3 loãng (dư), sinh ra V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, đktc). Giá trị của V làA. 2,24. B. 3,36. C. 4,48. D. 6,72.
Hướng dẫn giải
Đáp án A
Bảo toàn số mol electron
→ 3nFe = 3nNO → nNO = nFe = 0,1 → V = 2,24 lít
Câu 10: Cho 8,4g sắt vào 300 ml dung dịch AgNO3 1,3M. Lắc kĩ cho phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam chất rắn. Giá trị của m làA. 16,2. B. 42,12. C. 32,4. D. 48,6.
Hướng dẫn giải
Đáp án B
nFe = 0,15 mol; nAgNO3 = 0,39 mol
Fe + 2Ag+→ Fe2+ +2Ag0,15→0,3→0,15→0,3 mol
Fe2+ + Ag+ → Fe3++Ag0,09 ← (0,39−0,3) → 0,09 mol
→ m = mAg = 0,39.108 = 42,12 gam
Câu 11: Cho 10 gam hỗn hợp X gồm Fe và Cu phản ứng với dung dịch HCl loãng dư, đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 3,36 lít khí H2 (đktc). Khối lượng của Cu trong 10 gam hỗn hợp X.
A. 5,6 gam B. 8,4 gam C. 2,8 gam D. 1,6 gam
Hướng dẫn giải
Đáp án D
nH2= 0,15 mol
Chỉ có Fe phản ứng với dung dịch HCl
Bảo toàn electron ta có:
2.nFe = 2.
→nH2 = nFe = 0,15 mol
→ mFe = 0,15.56 = 8,4 gam
→ mCu = 10 – 8,4 = 1,6 gam
Câu 12: Đốt cháy hoàn toàn m gam Fe trong khí Cl2 dư, thu được 6,5 gam FeCl3. Giá trị của m là
Xem thêm : Có nên sử dụng serum dưỡng sáng da vào buổi sáng hay không?
A. 2,24 B. 2,8 C. 1,12 D. 0,56
Hướng dẫn giải
Đáp án A
nFeCl3 = 6,5 : 162,5 = 0,04 mol
Bảo toàn nguyên tố Fe: nFe = nFeCl3 = 0,04 mol
→ mFe = 0,04.56 = 2,24 gam
Câu 13: Đốt cháy hoàn toàn 16,8 gam Fe trong khí O2 cần vừa đủ 4,48 lít O2 (đktc) tạo thành một oxit sắt. Công thức phân tử của oxit đó là công thức nào sau đây?
A. FeO B. Fe2O3
C. Fe3O4 D. FeO hoặc Fe3O4
Hướng dẫn giải
Xem thêm : 6 mẹo trị ọc sữa cho trẻ sơ sinh an toàn, hiệu quả
Đáp án C
Đặt công thức phân tử của oxit sắt là FexOy
nFe = 16,8 : 56 = 0,3 mol
nO2 = 4,48 : 22,4 = 0,2 mol → nO = 0,2.2 = 0,4 mol
→ x : y = nFe : nO = 0,3 : 0,4 = 3 : 4
→ Công thức phân tử của oxit sắt là: Fe3O4
Câu 14: Cấu hình electron của Fe là:
A. [Ar]3d64s2 B. [Ar]3d8 C. [Ar]4s23d6 D. [Ar]4s2
Hướng dẫn giải
Đáp án A
Cấu hình electron của Fe là[Ar]3d64s2
Câu 15: Hòa tan 3,04 gam hỗn hợp bột kim loại sắt và đồng trong axit nitric loãng thu được 0,896 lít khí (đktc) khí NO là sản phẩm khử duy nhất. Thành phần % khối lượng Fe trong hỗn hợp?
A. 36,2% B. 36,8%. C.63,2%. D. 33,2%.
Hướng dẫn giải
Đáp án B
mFe + mCu = 3,04
→ 56.nFe + 64.nCu = 3,04 (1)
Bảo toàn electron: 3.nFe + 2.nCu = 3.nNO
→ 3.nFe + 2.nCu = 3.0,89622,4 = 0,12 mol (2)
Từ (1) và (2) → nFe = 0,02 mol; nCu = 0,03 mol
→ %mFe = 0,02.563,04.100 = 36,8%
Câu 16: Nhúng một lá Fe vào dung dịch chứa một trong những chất sau: FeCl3; AgNO3 dư; CuSO4; HCl; HNO3( đặc, nguội dư); H2SO4 (đặc, nóng, dư); H2SO4(loãng), HNO3 (loãng, dư). Số trường hợp tạo muối sắt (III) là
A. 3. B. 4 C. 5. D.2.
Hướng dẫn giải
Đáp án A
Phương trình phản ứng xảy ra:
(1) Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2
(2) Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag
Fe(NO3)2 + AgNO3 dư → Fe(NO3)3 + Ag
(3) Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
(4) Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
(5) Fe không phản ứng với HNO3 đặc nguội.
(6) 2Fe + 6H2SO4 đặc, nóng, dư → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
(7) Fe + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2
(8) Fe + 4HNO3 loãng → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
→ Có 3 trường hợp tạo muối sắt(III)
Câu 17: Phát biểu nào sau đây không đúng?
A.Kim loại Fe phản ứng với dung dịch HCl tạo ra muối sắt(II).
B.Dung dịch FeCl3 phản ứng được với kim loại Fe.
C.Kim loại Fe không tan trong dung dịch H2SO4 đặc, nguội.
D.Trong các phản ứng hóa học, ion Fe2+ chỉ thể hiện tính khử.
Hướng dẫn giải
Đáp án D
A. Đúng
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
B. Đúng
Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2
C. Đúng. Fe không phản ứng với H2SO4 đặcnguội, HNO3 đặc nguội.
D. Sai, ion Fe2+ ở mức oxi hóa trung gian nên có thể tăng hoặc giảm số oxi hóa → thể hiện cả tính khử, cả tính oxi hóa.
Câu 18: Nung nóng 16,8 gam bột sắt ngoài không khí, sau một thời gian thu được m gam hỗn hợp X gồm các oxit sắt và sắt dư. Hòa tan hết hỗn hợp X bằng H2SO4 đặc nóng thu được 5,6 lít SO2(đkc). Giá trị của m là:
A.24 gam B. 26 gam C. 20 gam D. 22 gam
Hướng dẫn giải
Xem thêm : 6 mẹo trị ọc sữa cho trẻ sơ sinh an toàn, hiệu quả
Đáp án C
Quy đổi hỗn hợp X về hỗn hợp gồm (Fe, O)
nFe = 16,8 : 56 = 0,3 mol
Bảo toàn electron cho phản ứng hòa tan X và dung dịch H2SO4
→ 3.nFe = 2.nO + 2.
→ 3.0,3 = 2.nO + 2.0,25
→ nO = 0,2 mol
→ mX = 56.0,3 + 16.0,2 = 20 gam
Câu 19:Tính chất vật lí nào sau đây không phải của sắt?
A. Kim loại nặng, khó nóng chảy. B. Màu vàng nâu, dẻo, dễ rèn. C. Dẫn điện và dẫn nhiệt tốt. D. Có tính nhiễm từ.
Hướng dẫn giải
Đáp án B
Tính chất vật lý của sắt:
– Có màu trắng hơi xám.
– Dẻo, dễ rèn, nóng chảy ở nhiệt độ 1540oC
– Là kim loại nặng, có khối lượng riêng d = 7,9 g/cm3
– Dẫn điện, dẫn nhiệt tốt.
– Là kim loại có từ tính, bị nam châm hút.
→ Khẳng định sắt có màu vàng nâu là sai.
Câu 20: Sắt tác dụng với H2O ở nhiệt độ cao hơn 570°C thì tạo ra H2 và sản phẩm rắn là
A. FeO. B. Fe3O4. C. Fe2O3. D. Fe(OH)2.
Hướng dẫn giải
Đáp án A
3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2
Fe + H2O FeO + H2
Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:
- 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
- 2Fe + 3Br2 → 2FeBr3
- Fe + I2 → FeI2
- 3Fe + 2O2 → Fe3O4
- 3Fe + 2O2 → 2Fe2O3
- 2Fe + O2 → 2FeO
- Fe + S → FeS
- Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
- Fe + 2H2SO4 → FeSO4 + H2
- Fe + H3PO4 → FeHPO4 + H2
- Fe + 2H3PO4 → Fe(H2PO4)2 + H2
- 3Fe + 2H3PO4 → Fe3(PO4)2 + 3H3
- 10Fe + 36HNO3 → 10Fe(NO3)3 + 3N2+ 18H2O
- 8Fe + 30HNO3 → 8Fe(NO3)3 + 3N2O + 15H2O
- Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
- 8Fe + 30HNO3 → 8Fe(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O
- 2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
- 2Fe + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + S + 2H2O
- 8Fe + 15H2SO4 → 4Fe2(SO4)3 + H2S + 12H2O
- Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
- Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
- Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag
- Fe + Pb(NO3)2 → Fe(NO3)2 + Pb
- Fe + Fe2(SO4)3 → 3FeSO4
- Fe + 2Fe(NO3)3 → 3Fe(NO3)2
- Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2
- Fe + Cu(NO3)2 → Cu + Fe(NO3)2
- Fe + CuCl2 → Cu + FeCl2
- Fe + H2O → FeO + H2 ↑
- 3Fe + 4H2O → 4H2 ↑ + Fe3O4
- 2Fe + 3H2O2 → 2Fe(OH)3 ↓
- Fe + 8HCl + Fe3O4 → 4FeCl2 + 4H2O
- 2Fe + 3F2 → 2FeF3
- 10Fe + 6KNO3 → 5Fe2O3 + 3K2O + 3N2 ↑
- Fe + 4HCl + KNO3 → 2H2O + KCl + NO ↑ + FeCl3
- Fe + 4HCl + NaNO3→ 2H2O + NaCl + NO ↑ +FeCl3
- Fe + Fe2O3 →3FeO
- Fe + Fe3O4 → 4FeO
- Fe + HgS → FeS + Hg
- 2Fe + 3SO2 →FeSO3 + FeS2O3
- 4Fe + 5O2 + 3Si → Fe2SiO4 + 2FeSiO3
- Fe + 2HBr → H2 ↑ + FeBr2
- Fe + 2NaHSO4 → H2 ↑ + Na2SO4 + FeSO4
Săn SALE shopee Tết:
- Đồ dùng học tập giá rẻ
- Sữa dưỡng thể Vaseline chỉ hơn 40k/chai
- Tsubaki 199k/3 chai
- L’Oreal mua 1 tặng 3
Nguồn: https://luatduonggia.edu.vn
Danh mục: Tổng hợp