Fe + HNO3 (đặc, nóng) → Fe(NO3)3 + NO2 + H2O l Fe ra Fe(NO3)3 | HNO3 ra Fe(NO3)3 | HNO3 ra NO2
Sinx.edu.vn xin giới thiệu phương trình Fe + HNO3 đặc, nóng → Fe(NO3)3 + NO2 + H2O 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 + HNO3 đặc, nóng → Fe(NO3)3 + NO2 + H2O
1. Phương trình phản ứng Fe tác dụng HNO3 đặc nóng
Fe + 6HNO3 → Fe(NO3)3 + 3NO2 ↑ + 3H2O
2. Điều kiện phản ứng xảy ra phản ứng Fe và HNO3 đặc, nóng
HNO3 đặc nóng
3. Cân bằng phản ứng oxi hóa khử Fe + HNO3 đặc, nóng → Fe(NO3)3 + NO2 ↑ + H2O
Xác định sự thay đổi số oxi hóa
Fe0 + HN+5O3 → Fe+3(NO3)3 + N+4O2 ↑ + H2O
|
1x 3x |
Fe → Fe+3 + 3e N+5 + 1e → N+4 |
4. Hiện tượng phản ứng xảy ra khi cho Fe tác dụng HNO3 đặc nóng
Khi cho Fe tác dụng HNO3 đặc nóng, có khí độc màu nâu đỏ thoát ra chính là NO2
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 các axit HNO3, H2SO4 đặc.
5.2. Bản chất của HNO3 (Axit nitric)
- Trong phản ứng trên HNO3 là chất oxi hoá.
- Đây là một monoaxit mạnh, có tính oxi hóa mạnh có thể nitrat hóa nhiều hợp chất vô cơ.
6. Tính chất hóa học cơ bản của sắt
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
Không tác dụng với H2SO4 đặc nguội, HNO3 đặc, nguội
6.3. Tác dụng với dung dịch muối
Đẩy được kim loại yếu hơn ra khỏi muối
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 HNO3
- Axit nitric là một dung dịch nitrat hydro có công thức hóa học HNO3 . Đây là một axit khan, là một monoaxit mạnh, có tính oxy hóa mạnh có thể nitrat hóa nhiều hợp chất vô cơ, có hằng số cân bằng axit (pKa) = −2.
- Axit nitric là một monoproton chỉ có một sự phân ly nên trong dung dịch, nó bị điện ly hoàn toàn thành các ion nitrat NO3− và một proton hydrat, hay còn gọi là ion hiđroni.
H3O+ HNO3 + H2O → H3O+ + NO3-
- Axit nitric có tính chất của một axit bình thường nên nó làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ.
- Tác dụng với bazo, oxit bazo, muối cacbonat tạo thành các muối nitrat
2HNO3 + CuO → Cu(NO3)2 + H2O
2HNO3 + Mg(OH)2 → Mg(NO3)2 + 2H2O
2HNO3 + CaCO3 → Ca(NO3)2 + H2O + CO2
- Axit nitric tác dụng với kim loại: Tác dụng với hầu hết các kim loại trừ Au và Pt tạo thành muối nitrat và nước .
Kim loại + HNO3 đặc → muối nitrat + NO + H2O ( to)
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)
- Nhôm, sắt, crom thụ động với axit nitric đặc nguội do lớp oxit kim loại được tạo ra bảo vệ chúng không bị oxy hóa tiếp.
- Tác dụng với phi kim (các nguyên tố á kim, ngoại trừ silic và halogen) tạo thành nito dioxit nếu là axit nitric đặc và oxit nito với axit loãng và nước, oxit của phi kim.
C + 4HNO3 đặc → 4NO2 + 2H2O + CO2
P + 5HNO3 đặc → 5NO2 + H2O + H3PO4
3C + 4HNO3 loãng → 3CO2 + 4NO + 2H2O
- Tác dụng với oxit bazo, bazo, muối mà kim loại trong hợp chất này chưa lên hóa trị cao nhất:
FeO + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O
FeCO3 + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O + CO2
- Tác dụng với hợp chất:
3H2S + 2HNO3 (>5%) → 3Skết tủa + 2NO + 4H2O
PbS + 8HNO3 đặc → PbSO4 kết tủa + 8NO2 + 4H2O
Ag3PO4 tan trong HNO3, HgS không tác dụng với HNO3.
- Tác dụng với nhiều hợp chất hữu cơ: Axit nitric có khả năng phá hủy nhiều hợp chất hữu cơ, nên sẽ rất nguy hiểm nếu để axit này tiếp xúc với cơ thể người.
8. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1. Cho m gam Fe tác dụng với dung dịch HNO3 thấy sinh ra 0,1 mol NO là sản phẩm khử duy nhất của HNO3 và còn lại 2,6 gam Fe không tan. Giá trị của m là:
A. 5,6
B. 7,2
C. 12
D. 10
Lời giải:
Đáp án: C
Do Fe còn dư nên dung dịch chỉ chứa Fe(NO3)2
2nFe = 3nNO ⇒ nFe= 3232 . 0,1 =0,15 mol
mFe = 0,15 . 56 + 2,6 = 12 g
Câu 2. Kim loại nào sau đây tác dụng với axit HCl loãng và khí clo không cho cùng loại muối clorua kim loại
A. Zn
B. Pb
C. Ag
D. Fe
Lời giải:
Đáp án: A
Loại B và C do Cu, Pb không phản ứng với HCl.
Loại D do:
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
Câu 3. Cho Fe tác dụng với HNO3 đặc, nóng, thu được khí X có màu nâu đỏ. Khí X là
A. N2O.
B. N2.
C. NO2.
D. NO.
Lời giải:
Đáp án: C
Fe + 6HNO3 → Fe(NO3)3 + 3NO2 ↑ + 3H2O
Câu 4. N2O5 được đều chế bằng cách
A. Cho N2 tác dụng với O2 ở nhiệt độ cao
B. Sử dụng tia lửa điện vào không khí
C. Cho kim loại hoặc phi kim tác dụng với HNO3 đặc
D. Tách nước từ HNO3
Lời giải:
Đáp án: D
Câu 5. Cho dãy các chất: FeO, Fe(OH)2, FeSO4, Fe, Fe2(SO4)3, Fe2O3. Số chất trong dãy bị oxi hóa khi tác dụng với dung dịch HNO3 đặc, nóng là:
A. 6.
B. 3.
C. 5.
D. 4
Lời giải:
Đáp án: D
Chất bị oxi hóa khi tác dụng với HNO3 thì phải chưa đạt hóa trị tối đa Trong dãy trên có 4 chất là: FeO, Fe(OH)2, FeSO4 và Fe.
Phương trình phản ứng
FeO + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2+ 2H2O
Fe(OH)2 + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 3H2O
FeSO4 + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + H2O + H2SO4
Fe + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + H2O
Câu 6. Cho 19,2 gam hỗn hợp Cu và CuO tác dụng với dung dịch HNO3 loãng dư thu được 448 ml khí NO (đktc) ( sản phẩm khử duy nhất). Phần trăm về khối lượng của CuO trong hỗn hợp:
A. 60%
B. 90%
C. 10%
D. 20%
Lời giải:
Đáp án: B
Chỉ có Cu phản ứng với HNO3 sinh ra khí NO
Phương trình phản ứng hóa học
3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2+ 2NO↑ + 4H2O
nNO = 0,44822,40,44822,4 = 0,02 mol
=> nCu = 3232 nNO = 0,03 mol
=> mCu = 0,03 . 64 = 1,92 (g)
=> mCuO = 19,2 - 1,92 = 17,28 (g)
=> %mCuO = 90%
Câu 7. Những kim lọai nào sau đây đẩy được sắt ra khỏi dung dịch sắt (II) sunfat và bạc ra khỏi bạc Nitrat :
A. Na, Mg, Zn
B. Mg, Zn, Al
C. Fe, Cu, Ag
D. Al, Zn, Pb
Lời giải:
Đáp án: B
Mg + FeSO4 → MgSO4 + Fe
Zn + FeSO4→ ZnSO4+ Fe
Al + FeSO4 → Al2(SO4)3 + Fe
Câu 8. Để điều chế Fe(NO3)2 ta có thể dùng phản ứng nào sau đây?
A. Fe + dung dịch AgNO3 dư
B. Fe + dung dịch Cu(NO3)2
C. Fe2O3 + dung dịch HNO3
D. FeS + dung dịch HNO3
Lời giải:
Đáp án: B
Fe + dung dịch Cu(NO3)2
Fe + Cu(NO3)2 → Fe(NO3)2 + Cu
Câu 9. 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 dư, HNO3 loãng
Lời giải:
Đáp án: D
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
Fe + AgNO3 → Fe(NO3)3 + Ag
Fe + 6HNO3 → Fe(NO3)3 + 3NO2 ↑ + 3H2O
Câu 10. Trong quá trình bảo quản, một chiếc đinh sắt nguyên chất đã bị oxi hóa bởi oxi không khí tạo thành hỗn hợp X gồm Fe, Fe2O3, Fe3O4 và FeO. Hỗn hợp X không bị hòa tan hoàn toàn trong lượng dư dung dịch chất nào sau đây?
A. AgNO3.
B. HCl.
C. HNO3 đặc, nóng.
D. H2SO4 đặc, nóng.
Lời giải:
Đáp án: A
A. Chỉ có Fe tan trong dd AgNO3 dư, còn lại Fe2O3, Fe3O4 và FeO không tan.
B. Hỗn hợp X bị hòa tan hoàn toàn
Phương trình minh họa:
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑
Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O
Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 3H2O
FeO + 2HCl → FeCl2+ H2O
C. Hỗn hợp X bị hòa tan hoàn toàn trong HNO3 đặc, nóng
Phương trình minh họa:
Fe + 6HNO3 đặc, nóng → Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
Fe2O3 + 6HNO3 đặc, nóng → 2Fe(NO3)3 + 3H2O
Fe3O4+ 10HNO3 đặc, nóng → 3Fe(NO3)3 + NO2 + 5H2O
FeO + 4HNO3 đặc, nóng → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O
D. Hỗn hợp X bị hòa tan hoàn toàn H2SO4 đặc, nóng.
Phương trình minh họa:
2Fe + 6H2SO4 đặc, nóng→ Fe2(SO4)3+ 3SO2↑ + 6H2O
Fe2O3 + 3H2SO4 đặc, nóng→ Fe2(SO4)3 + 3H2O
2Fe3O4 + 10H2SO4 đặc, nóng → 3Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 10H2O
2FeO + 4H2SO4 đặc, nóng → Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 4H2O
Câu 11. Cho a gam bột Fe vào dung dịch HNO3 lấy dư, ta được 8,96 lít (đktc) hỗn hợp gồm hai khí NO2 và NO và tỉ khối đối với O2 bằng 1,3125. Thành phần phần trăm theo thể tích của NO, NO2 và khối lượng a của Fe đã dùng là
A. 45% và 55% ; 5,6 gam.
B. 25% và 75%; 5,6 gam.
C. 25% và 75%; 11,2 gam.
D. 45% và 55%; 11,2 gam.
Lời giải:
Đáp án: B
Gọi x, y lần lượt là số mol của NO2, NO
nHỗn hợp khí = 4,4822,44,4822,4 = 0,2 (mol)
=> x + y = 0,2 (1)
Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp khí là:
1,3125 . 32 = 42 (gam/mol)
=> Khối lượng của hỗn hợp khí trên là: 42 .0,2 = 8,4 (gam)
=> 46x + 30y = 8,4 (2)
Từ (1 và (2) ta giải hệ phương trình được
x = 0,15 ; y = 0,05
=> %NO2= 0,150,15+0,050,150,15+0,05 . 100% = 75%
% NO = 25%
Áp dụng đinh luật bảo toàn electron ta có:
3. nFe = 1nNO2 + 3.nNO
=> 3 .nFe = 0,15 + 3.0,05 = 0,3 mol
=> nFe = 0,330,33 = 0,1 mol
=> mFe = 0,1 .56 = 5,6 gam
Câu 12. Cho 5,6 gam Fe tác dụng hết với dung dịch HNO3 (dư). Sau phản ứng sinh ra V lít khí NO2 (ở đktc, sản phẩm khử duy nhất). Tính thể tích khí sinh ra?
A. 6,72 lít
B. 13,44 lít
C. 3,36 lít
D. 10,08 lít
Lời giải:
Đáp án: A
Fe + 6HNO3 → Fe(NO3)3+ 3NO2 + 3H2O
nFe= 5,6565,656 = 0,1 mol
Theo phương trình
→ nNO2 = 3nFe=0,1 x 0,3= 0,3 mol
→ V = 0,3 x 22,4 = 6,72 lít
Câu 13. Cho các sơ đồ phản ứng hoá học sau đây, có bao nhiêu sơ đồ sai?
(1) Fe3O4+ HCl → FeCl2 + FeCl3 + H2O
(2) Fe(OH)3+ H2SO4 đặc nóng → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O
(3) FeO + HNO3→ Fe(NO3)3 + NO + H2O
(4) FeCl2 + HNO3→ Fe(NO3)3 + HCl + NO + H2O
(5) Al + HNO3 → Al(NO3)3 + H2
(6) FeO + H2SO4 đặc nguội → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
Lời giải:
Đáp án: B
Những phản ứng hóa học sai là
(2) vì không tạo khí SO2
2Fe(OH)3 + 3H2SO4→ Fe2(SO4)3 + 6H2O
(5) vì không tạo khí H2
Al + 4HNO3 → Al(NO3)3 + NO + 2H2O
Câu 14. Thực hiện các thí nghiệm sau:
(1) Đốt dây sắt trong bình khí clo dư
(2) Cho Fe vào dung dịch HNO3 đặc, nguội
(3) Cho Fe vào dung dịch HCl loãng, dư
(4) Cho Fe vào dung dịch CuSO4
(5) Cho Fe vào dung dịch H2SO4 đặc, nóng
Số thí nghiệm tạo ra muối Fe(II) là:
A. 3
B. 4
C. 2
D. 1
Lời giải:
Đáp án: C
(1) Đốt dây sắt trong bình khí clo dư
2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
(2) Cho Fe vào dung dịch HNO3 đặc, nguội
Bị thụ động
(3) Cho Fe vào dung dịch HCl loãng, dư
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
(4) Cho Fe vào dung dịch CuSO4
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
(5) Cho Fe vào dung dịch H2SO4 đặc, nóng
2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O
Câu 15. Hòa tan kim loại Fe vào dung dịch H2SO4 đặc, nóng đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y, chất rắn Z và khí T. Phát biểu nào sau đây không đúng
A. Y chứa Fe2(SO4)3
B. Z là Fe
C. T là SO2
D. Y chứa FeSO4
Lời giải:
Đáp án: A
2Fe + 6H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Fe + Fe2(SO4)3→ 3FeSO4
Y chứa FeSO4; Z chứa Fe dư; khí T là SO2