Fe + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2 l Fe ra FeSO4 | H2SO4 ra FeSO4
Sinx.edu.vn xin giới thiệu phương trình Fe + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2 là phản ứng oxi hóa khử. Bài viết này cung cấp đầy đủ thông tin về phương trình hóa học đã được cân bằng, điều kiện các chất tham gia phản ứng, hiện tượng (nếu có), ... Mời các bạn đón xem:
Phản ứng Fe + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2
1. Phương trình phản ứng Fe tác dụng với H2SO4 loãng
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
2. Điều kiện phản ứng xảy ra Fe tác dụng với H2SO4 loãng
Nhiệt độ thường, H2SO4 loãng.
3. Cách thực hiện phản ứng
Cho Sắt tác dụng với dung dịch Axit sunfuric loãng thu được Muối sắt(II)sunfat.
4. Hiện tượng nhận biết phản ứng.
Kim loại tan dần tạo thành dung dịch màu xanh nhạt đồng thời xuất hiện bọt khí thoát ra.
5. Bản chất của các chất tham gia phản ứng
5.1. Bản chất của Fe (Sắt)
- Trong phản ứng trên Fe là chất khử.
- Fe là kim loại tác dụng được với dung dịch axit HCl, H2SO4 loãng.
5.2. Bản chất của H2SO4 (Axit sunfuric)
- Trong phản ứng trên H2SO4 là chất oxi hoá.
- Trong H2SO4 thì S có mức oxi hoá +6 cao nhất nên H2SO4 đặc có tính axit mạnh, oxi hoá mạnh và háo nước.
6. Tính chất hóa học của Fe
6.1. Tác dụng với phi kim
Với oxi: 3Fe + 2O2 Fe3O4
Với clo: 2Fe + 3Cl2 2FeCl3
Với lưu huỳnh: Fe + S FeS
Ở nhiệt độ cao, sắt phản ứng được với nhiều phi kim.
6.2. Tác dụng với dung dịch axit
Tác dụng với với HCl, H2SO4 loãng
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑↑
Tác dụng với H2SO4 đặc, nóng; HNO3 đặc:
2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 ↑↑+ 6H2O
Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O
Fe + 6HNO3 → Fe(NO3)3+ 3NO2↑ + 3H2O
Không tác dụng với H2SO4 đặc nguội, HNO3 đặc, nguội
6.3. Tác dụng với dung dịch muối
Sắt đẩy kim loại yếu hơn ra khỏi dung dịch muối tạo thành muối sắt tương ứng và giải phóng kim loại mới.
Fe + Cu(NO3)2 → Fe (NO3)2 + Cu
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
6.4. Ứng dụng của Fe
- Sắt có trong những đồ dùng cá nhân như: dao, kềm, kéo, kệ sắt, các loại dụng cụ gia đình khác,…
- Sắt ở trong các đồ nội thất như: bàn ghế, khung cửa, tủ kệ, cầu thang,…
- Các loại máy móc trong gia đình như máy xay, máy giặt, bồn rửa cũng có sắt.
- Trong giao thông vận tải sắt cũng đóng vai trò rất quan trọng.
- Sắt là bộ khung sườn cho những công trình xây dựng như nhà cửa, cầu, tòa nhà,…
7. Tính chất hóa học của H2SO4
7.1. H2SO4 loãng
Axit sunfuric là một axit mạnh, hóa chất này có đầy đủ các tính chất hóa học chung của axit như:
- Axit sunfuric H2SO4 làm chuyển màu quỳ tím thành đỏ.
- Tác dụng với kim loại đứng trước H (trừ Pb) tạo thành muối sunfat.
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
- Tác dụng với oxit bazo tạo thành muối mới (trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị) và nước .
FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O
- Axit sunfuric tác dụng với bazo tạo thành muối mới và nước.
H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
- H2SO4 tác dụng với muối tạo thành muối mới (trong đó kim loại vẫn giữ nguyên hóa trị) và axit mới.
Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2
H2SO4 + 2KHCO3 → K2SO4 + 2H2O + 2CO2
7.2. H2SO4 đặc
Axit sunfuric đặc có tính axit mạnh, oxi hóa mạnh với tính chất hóa học nổi bật như:
- Tác dụng với kim loại: Khi cho mảnh Cu vào trong H2SO4 tạo ra dung dịch có màu xanh và có khí bay ra với mùi sốc.
Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O
- Tác dụng với phi kim tạo thành oxit phi kim + H2O + SO2.
C + 2H2SO4 → CO2 + 2H2O + 2SO2 (nhiệt độ)
2P + 5H2SO4 → 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O
- Tác dụng với các chất khử khác.
2FeO + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O
- H2SO4 còn có tính háo nước đặc trưng như đưa H2SO4 vào cốc đựng đường, sau phản ứng đường sẽ bị chuyển sang màu đen và phun trào với phương trình hóa học như sau.
C12H22O11 + H2SO4 → 12C + H2SO4.11H2O
8. Bạn có biết
- Kim loại Fe phản ứng với các axit không có tính oxi hóa như HCl; H2SO4 loãng thì chỉ tạo muối sắt (II). Còn khi cho Fe tác dụng với các axit có tính oxi hóa mạnh thì Fe sẽ bị oxi hóa lên Fe+3.
9. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1. Tên tương ứng của các quặng chứa FeCO3, Fe2O3. Fe3O4, FeS2 lần lượt là?
A. Pirit, hematit, manhetit, xiđêrit
B. Xiđêrit, hematit, manhetit, pirit
C. Xiđêrit, hematit, pirit, manhetit
D. Hematit, pirit, manhetit, xiđêrit
Lời giải:
Đáp án: B
Câu 2. Nhận xét nào sau đây không đúng?
A. Crom là kim loại cứng nhất trong tất cả các kim loại
B. Nhôm và crom đều phản ứng với HCl theo cùng tỉ lệ số mol.
C. Vật dụng làm bằng nhôm và crom đều bền trong không khí và nước vì có màng oxit bảo vệ.
D. Sắt và nhôm đều bị thụ động hóa bởi HNO3 đặc, nguội
Lời giải:
Đáp án: B
Câu 3. Để nhận biết sự có mặt của Fe trong hỗn hợp gồm Fe và Ag có thể dùng dung dịch nào
A. HCl loãng
B. AgNO3
C. H2SO4 đặc, nguội
D. NaOH
Lời giải:
Đáp án: C
Để nhận biết sự có mặt của Fe trong hỗn hợp gồm Fe và Ag có thể dùng dung dịch:
C. H2SO4 đặc, nguội vì Fe bị thụ động
Câu 4. Vì sao có thể dùng thùng bằng thép để chuyên chở axit H2SO4 đặc nguội vì:
A. H2SO4 bị thụ động hóa trong thép
B. Sắt bị thụ động trong axit H2SO4 đặc nguội
C. H2SO4 đặc không phản ứng với kim loại ở nhiệt độ thường
D. Thép có chứa các chất phụ trợ không phản ứng với H2SO4 đặc
Lời giải:
Đáp án: B
Có thể dùng thùng bằng thép để chuyên chở axit H2SO4 đặc nguội vì Sắt bị thụ động trong axit H2SO4 đặc nguội
Câu 5. Cho Fe3O4 tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng tạo ra sản phẩm là:
A. FeSO4, Fe2(SO4)3, H2O
B. Fe2(SO4)3, H2O
C. FeSO4, H2O
D. Fe2(SO4)3, SO2, H2O
Lời giải:
Đáp án: D
Cho Fe3O4 tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng tạo ra sản phẩm là:
2Fe3O4 + 10H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 10H2O
Câu 6. Nội dung nhận định nào sau đây không đúng
A. Kim loại có độ cứng cao nhất trong các kim loại là Crom
B. Các kim loại Al, Fe, Cr bị thụ động hóa trong dung dịch HNO3 đặc nguội và H2SO4 đặc
nguội
C. Kim loại kiềm được điều chế bằng phương pháp điện phân dung dịch muối halogenua của nó
D. Lưu huỳnh là chất có tính oxi hóa yếu, Hg có thể tác dụng lưu huỳnh ngay ở nhiệt độ thường. Với các kim loại khác cần có xúc tác hoặc nhiệt độ.
Lời giải:
Đáp án: C
Các kim loại kiềm và kiềm thổ được điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy muối halogen.
Các kim loại kiềm và kiềm thổ được điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy muối halogen.
Câu 7. Cho 12 gam hỗn hợp hai kim loại Fe, Cu tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO3 63%. Sau phản ứng thu được dung dịch A và 11,2 lít khí NO2 duy nhất (đktc). Nồng độ % các chất có trong dung dịch A là :
A. 36,66% và 28,48%.
B. 27,19% và 21,12%.
C. 27,19% và 72,81%.
D. 78,88% và 21,12%.
Lời giải:
Đáp án: B
Phương trình phản ứng hóa học xảy ra:
Fe + 6HNO3 → Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
nNO2 = 0,5 mol => nHNO3 = 2nNO2 = 1 (mol)
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
mhh muối = mhh kim loại + m dd HNO3 – mNO2 = 12 + 1.63.100631.63.10063 – 46.0,5 = 89 (gam)
Gọi số mol của Fe, Cu lần lượt là a, b mol
Ta có hệ phương trình như sau:
56a + 64b = 12 (1)
3a + 2b = 0,5 (2)
Giải hệ phương trình (1) , (2) ta có => a = 0,1 ; b = 0,1
mFe(NO3)3 = 0,1.(56 + 62.3) = 24,2 (gam)
mCu(NO3)2= 0,1.(64 + 62.2) = 18,8 (gam)
% mFe(NO3)3 = 24,28924,289.100% = 27,19%
% mCu(NO3)2 = 18,88918,889.100% = 21,1%
Câu 8. 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 NaOH 2M. Thể tích dung dịch HCl đã dùng là:
A. 0,3 lít
B. 0,15 lít
C. 0,1 lít
D. 0,025 lít
Lời giải:
Đáp án: A
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Natri
nNaCl = nNaOH = 1,2(mol)
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Clo
=> nHCl = nNaCl = 1,2 (mol)
VHCl = 1,241,24 = 0,3 lít
Câu 9. Cho 5,6 gam Fe vào 200 ml dung dịch Cu(NO3)2 1M và HCl 2M thu được khí NO và m gam kết tủa. Xác định m. Biết rằng NO là sản phẩm khử duy nhất của NO3- và không có khí H2 bay ra.
A. 6,4
B. 2,4
C. 3,2
D. 1,6
Lời giải:
Đáp án: C
Fe sẽ phản ứng với H+ và NO3- trước
3Fe + 8H+ + 2NO3- → 3Fe2+ + 2NO + 4H2O.
0,15 ← 0,4 mol
nFe = 0,2 mol ; nH+ = 0,4 mol ; nNO3- = 0,4 mol ; nCu2+ = 0,2 mol
( do 8nFe / 3 > nH+ => chỉ tạo muối Fe2+ )
=> Fe dư 0,05 mol
Fe + Cu2+ → Cu + Fe2+
0,05 → 0,05
=> m↓ = 0,05 . 64 = 3,2 g
Câu 10. Những nhận định sau về kim loại sắt:
(1) Kim loại sắt có tính khử trung bình.
(2) Ion Fe2+ bền hơn Fe3+.
(3) Fe bị thụ động trong H2SO4 đặc nguội.
(4) Quặng manhetit là quặng có hàm lượng sắt cao nhất.
(5) Trái đất tự quay và sắt là nguyên nhân làm Trái Đất có từ tính.
(6) Kim loại sắt có thể khử được ion Fe3+. Số nhận định đúng là
A. 3
B. 4
C. 5
D. 6
Lời giải:
Đáp án: B
(1) đúng
(2) sai, Fe2+ trong không khí dễ bị oxi hóa thành Fe3+
(3) đúng
(4) đúng, quặng manhetit (Fe3O4) là quặng có hàm lượng Fe cao nhất.
(5) sai, vì từ trường Trái Đất sinh ra do sự chuyển động của các chất lỏng dẫn điện
(6) đúng, Fe + 2Fe3+ → 3Fe2+
Vậy có 4 phát biểu đúng
Câu 11. Dãy bao gồm các ion sắp xếp theo chiều giảm dần tính oxi hóa là
A. Ag+, Cu2+, Fe3+, Fe2+.
B. Fe3+, Cu2+, Ag+, Fe2+.
C. Ag+, Fe3+, Cu2+, Fe2+.
D. Fe3+, Ag+, Cu2+, Fe2+.
Lời giải:
Đáp án: C
Câu 12. Tiến hành bốn thí nghiệm sau :
Thí nghiệm 1: Nhúng thanh Fe vào dung dịch FeCl3
Thí nghiệm 2: Nhúng thanh Zn vào dung dịch CuSO4
Thí nghiệm 3: Nhúng thanh Cu vào dung dịch FeCl3
Thí nghiệm 4: Cho thanh Fe tiếp xúc với thanh Cu rồi nhúng vào dung dịch HCl
Số trường hợp xuất hiện ăn mòn điện hoá là
A. 1.
B. 2.
C. 4.
D. 3.
Lời giải:
Đáp án: B
Thí nghiệm 1: Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2
→ ăn mòn hóa học vì không hình thành 2 điện cực mới
Thí nghiệm 2:
Zn + CuSO4: ăn mòn điện hóa vì hình thành 2 điện cực Zn và Cu.
Hai điện cực tiếp xúc với nhau và tiếp xúc với dung dịch điện li
Zn2+, Cu2+
Thí nghiệm 3: Cu + FeCl3 : ăn mòn hóa học vì không hình thành 2 điện cực mới
Cu + FeCl3 → CuCl2 + FeCl2
Thí nghiệm 4: Ăn mòn điện hóa vì có 2 kim loại tiếp xúc với nhau và cùng tiếp xúc với dung dịch chất điện li. Fe là cực (-), Cu là cực (+)
Tại cực (-) : Fe → Fe2++ 2e
Tại cực (+) : 2H+ + 2e → H2
Có 2 Thí nghiệm xảy ra ăn mòn điện hóa
Câu 13. Cho bột Fe vào dung dịch gồm AgNO3 và Cu(NO3)2. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X gồm hai muối và chất rắn Y gồm hai kim loại. Hai muối trong X và hai kim loại trong Y lần lượt là:
A. Fe(NO3)2; Fe(NO3)3 và Cu; Ag.
B. Cu(NO3)2; Fe(NO3)2 và Cu; Fe.
C. Cu(NO3)2; Fe(NO3)2 và Ag; Cu.
D. Cu(NO3)2; AgNO3 và Cu; Ag.
Lời giải:
Đáp án: C
Y gồm hai kim loại có tính khử yếu nhất: Ag, Cu
X gồm hai muối của kim loại có tính khử mạnh nhất: Fe(NO3)2, Cu(NO3)2, không có muối Fe(NO3)3 vì do có Cu
Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag↓
Fe + Cu(NO3)2 dư → Fe(NO3)2 + Cu↓
Câu 14. Mệnh đề không đúng là:
A. Tính oxi hóa của các ion tăng theo thứ tự: Fe2+, H+, Cu2+, Ag+.
B. Fe khử được Cu2+ trong dung dịch.
C. Fe2+ oxi hoá được Cu.
D. Fe3+ có tính oxi hóa mạnh hơn Cu2+.
Lời giải:
Đáp án: C
Theo chiều từ trái qua phải tính oxi hóa của ion kim loại tăng dần và tính khử của kim loại giảm dần. Do đó:
A. Đúng
B. Đúng. Theo quy tắc anpha: Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu
C. Sai
D. Đúng. Theo quy tắc anpha: 2Fe3+ + Cu → 2Fe2+ + Cu2+