Fe + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + H2O là phản ứng oxi hóa khử, được Pgdphurieng.edu.vn biên soạn, phương trình Fe+ HNO3 đặc nóng này sẽ xuất hiện trong nội dung các bài học: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử tính chất Hóa học của Fe và tính chất hóa học HNO3…. cũng như các dạng bài tập quan trọng.
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
HNO3 đặc nóng
3. Cân bằng phản ứng oxi hóa khử Fe + HNO3 → 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. Tính chất hóa học cơ bản của sắt
4.1. 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.
4.2. 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
4.3. Tác dụng với dung dịch muối
Đẩy được kim loại yếu hơn ra khỏi muối
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
6. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1. Cho hỗn hợp Fe, Cu vào HNO3 đặc, đun nóng cho tới phản ứng hoàn toàn, thu được dung dịch chỉ chứa một chất tan và còn lại m gam chất rắn không tan. Chất tan đó là
A. Fe(NO3)3
B. Fe(NO3)2
C. Cu(NO3)2
D. HNO3
Nếu dung dịch X chỉ chứa Cu(NO3)2 thì Fe chính là phần không tan → Không hợp lý vì Cu2+ có thể oxi hóa Fe
Nếu dung dịch X chỉ chứa Fe(NO3)2 thì Cu (có thể có cả Fe) chính là phần không tan → Hợp lý vì Fe 2+ không phản ứng với cả Fe và Cu
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
Loại D do:
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
Câu 3. 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
(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 4. Cho các phản ứng oxi hoá − khử sau:
(1)2H2O2 → 2H2O + O2
(2) 2HgO → 2Hg + O2
(3) Cl2 + 2KOH → KCl + KClO + H2O
(4) 2KClO3 → 2KCl + 3O2
(5) 3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO
(6) 2KMnO4→ K2MnO4 + MnO2 + O2
Trong số các phản ứng trên, có bao nhiêu phản ứng oxi hoá − khử nội phân tử?
A. 2.
B. 3.
C. 4.
D. 5.
=> những phản ứng là:
2HgO → 2Hg + O2 (2)
2KClO3 → 2KCl + 3O2 (4)
2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2 (6)
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
Phương trình phản ứng minh họa
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%
Phương trình phản ứng hóa học
3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2+ 2NO↑ + 4H2O
nNO = 0,448 / 22,4 = 0,02 mol
=> nCu = 3/2 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
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
Phương trình phản ứng hóa học
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
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.
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 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 1,6 gam Fe không tan. Giá trị của m là:
A. 5,6
B. 7,2
C. 12
D. 10
Bảo toàn e: 2.n(Fe phản ứng) = 3.n(NO) ⇒ n(Fe phản ứng) = 0,15.
⇒ m = 0,15.56 + 1,6 = 10 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
nFe= 5,6/56 = 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 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.
nHỗn hợp khí = 4,48 : 22,4 = 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= 0,15: (0,15 + 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 = 0,3 : 3 = 0,1 mol
=> mFe = 0,1 .56 = 5,6 gam
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
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
2Fe + 6H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Fe + Fe2(SO4)3→ 3FeSO4
Y chứa FeSO4; Z chứa Fe dư; khí T là SO2
Câu 16. 10,8g kim loại A hóa trị không đổi tác dụng hoàn toàn với 3,696 lít O2 đktc được rắn B. Cho B tác dụng hết với dung dịch H2SO4 loãng thu được 2,688 lít khí đktc. Phát biểu nào sau đây đúng?
Hợp chất MgO là hợp chất ion => B sai
Công thức hidroxit là Mg(OH)2 và không tan trong nước => C đúng
Cấu hình e cùa Mg: 1s22s22p63s2 nên Mg thuộc chu kì 3 => D sai
Câu 17. Nung 8,4 gam Fe trong không khí, sau phản ứng thu được m gam chất rắn X gồm Fe, Fe2O3, Fe3O4, FeO. Hòa tan m gam hỗn hợp X vào dung dich HNO3 dư thu được 2,24 lít khí NO2 (đktc) là sản phẩm khử duy nhất. Giá trị của m là:
A. 11,2 gam.
B. 10,2 gam.
C. 7,2 gam.
D. 6,9 gam.
FexOy + (6x – 2y)HNO3 → Fe(NO3)3 + (3x – 2y)NO2 + (3x – y)H2O
0,1/(3x – 2y) 0,1 mol
⇒ nFe = 8,4/56 = 0,1x/(3x – 2y) ⟶ x/y = 6/7
Vậy công thức quy đổi là Fe6O7 (M = 448) và
nFe6O7 = 0,1/(3. 6 – 2. 7 ) = 0,025 mol
mX = 0,025. 448 = 11,2 gam