Fe3O4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O là phản ứng oxi hóa khử, được Pgdphurieng.edu.vn biên soạn, phương trình này sẽ xuất hiện trong nội dung các bài học: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử Hóa học 10, Hóa học 12: Bài 32 Hợp chất của sắt…. cũng như các dạng bài tập.
1. Phương trình phản ứng Fe3O4 tác dụng với H2SO4 loãng
2Fe3O4 + 10H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 10H2O
2. Cân bằng phản ứng Fe3O4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O
+8/3Fe3O4 + H2S+6O4 → +3Fe2(SO4)3 + S+4O2 + H2O
| 1 x
1 x |
6Fe+8/3→ 6Fe+3 + 2e (quá trình oxi hóa)
S+6 + 2e → S+4 (Quá trình khử) |
Phương trình hóa học: 2Fe3O4 + 10H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 10H2O
4. Điều kiện phản ứng Fe3O4 ra Fe2(SO4)3
Không có
5. Cách tiến hành phản ứng cho Fe3O4 tác dụng với dung dịch H2SO4
Cho Fe3O4 tác dụng với dung dịch axit sunfuric H2SO4
6. Hiện tượng Hóa học
Khi cho Fe3O4 tác dụng với dung dịch axit H2SO4 sản phẩm sinh ra muối sắt (III) sunfat và có khí mùi hắc lưu huỳnh đioxit thoát ra.
7. Một số nội dung tại liệu liên quan
- Al2O3 + NaOH → NaAlO2 + H2O
- Kim loại sắt không phản ứng được với dung dịch nào sau đây
- Sắt tây là sắt được phủ lên bề mặt bởi kim loại nào sau đây
- Bột nhôm trộn với bột sắt oxit hỗn hợp tecmit để thực hiện phản ứng nhiệt nhôm dùng
- Hai dung dịch đều phản ứng được với kim loại Fe là
- Fe3O4 + H2SO4 → FeSO4 + Fe2(SO4)3 + H2O
- Fe3O4 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O
- Fe3O4+ HNO3 → Fe(NO3)3+ NO2 + H2O
- FeO + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O
- Fe2O3 + CO → Fe + CO2
- Fe2O3 + HNO3 → Fe(NO3)3 + H2O
- Fe2O3 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + H2O
- Fe3O4 + H2SO4 → FeSO4 + Fe2(SO4)3 + H2O
- Fe3O4 + HCl → FeCl3 + FeCl2 + H2O
- Fe3O4 + CO → FeO + CO2
- Fe3O4 + H2 → Fe + H2O
- Cách nhận biết các chất Hóa học
- Axit sunfuric loãng: tính chất hóa học, công thức, ứng dụng
8. Tính chất của sắt từ oxit Fe3O4
Định nghĩa: Là hỗn hợp của hai oxit FeO, Fe2O3. Có nhiều trong quặng manhetit, có từ tính.
Công thức phân tử Fe3O4
8.1. Tính chất vật lí oxit Fe3O4
Là chất rắn, màu đen, không tan trong nước và có từ tính.
8.2. Tính chất hóa học oxit Fe3O4
+ Tính oxit bazơ
Fe3O4 tác dụng với dung dịch axit như HCl, H2SO4 loãng tạo ra hỗn hợp muối sắt (II) và sắt (III).
Fe3O4 + 8HCl → 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O
Fe3O4+ 4H2SO4 loãng→ Fe2(SO4)3+ FeSO4 + 4H2O
+ Tính khử
Fe3O4 là chất khử khi tác dụng với các chất có tính oxi hóa mạnh:
3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O
+ Tính oxi hóa
Fe3O4 là chất oxi hóa khi tác dụng với các chất khử mạnh ở nhiệt độ cao như: H2, CO, Al:
Fe3O4 + 4H2 3Fe + 4H2O
Fe3O4+ 4CO 3Fe + 4CO2
3 Fe3O4 + 8Al 4Al2O3 + 9Fe
9. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1. Cho các chất Cu, Fe, Ag và các dung dịch HCl, CuSO4, FeCl2, FeCl3. Số cặp chất có phản ứng với nhau là:
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
Cu + 2 FeCl3 → CuCl2 + 2 FeCl2
Fe tác dụng với dung dịch HCl, CuSO4, FeCl3
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
CuSO4 + Fe→ Cu + FeSO4
Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2Ag không tác dụng với dung dịch nào.
Câu 2. Dung dịch nào dưới đây phản ứng với Fe tạo thành hợp chất F e(II)?
A. H2SO4
B. dung dịch HNO3 loãng
C. dung dịch AgNO3 dư
D. dung dịch HCl đặc
Fe + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2
Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O
Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag
Fe(NO3)2 + AgNO3 dư → Fe(NO3)3 + Ag
Fe + 2HCl đặc → FeCl2 + H2
Câu 3. Cho 2,24 gam Fe tác dụng với oxi, thu được 3,04 gam hỗn hợp X gồm 2 oxit. Để hoà tan hết X cần thể tích dung dịch HCl 1M là
A. 25 ml.
B. 50 ml.
C. 100 ml.
D. 150 ml.
nH = 2nO = 2.(3,04 – 2,24)/16 = 0,1 mol
Thể tích dung dịch HCl 1M là
V = 0,1.1000/2 = 50 ml
Câu 4. Dãy kim loại nào dưới đây tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng?
A. Al, Mg, Cu
B. Fe, Mg, Ag
C. Al, Fe, Mg
D. Al, Fe, Au
B Loại vì Ag không tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng
D Loại vì Au không tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng
Phương trình phản ứng minh họa
2Al + 3H2SO4 loãng → Al2(SO4)3 + 3H2
Fe + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2
Mg + H2SO4 loãng → MgSO4 + H2
Câu 5. Cho phương trình phản ứng hóa học sau:
Al + H2SO4 → Al2(SO4)3 + SO2 + H2O
Tổng hệ số cân bằng tối giản của phương trình trên là:
A. 17
B. 18
C. 19
D. 20
2Al + 6H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Tổng hệ số cân bằng tối giản của phương trình trên là: 18
Câu 6. Cho mẩu Cu vào dung dịch FeCl3. Hiện tượng xảy ra là:
A. Kim loại Fe màu trắng bám vào Cu, dung dịch chuyển sang màu xanh.
B. Đồng tan ra, sủi bọt khí không màu và kết tủa màu trắng.
C. Không hiện tượng, vì phản ứng không xảy ra.
D. Đồng tan ra, dung dịch từ màu đỏ nâu chuyển sang màu xanh.
Cu + 2FeCl3 → CuCl2 + FeCl2
nâu đỏ xanh
⟹ Đồng tan ra, dung dịch từ màu nâu đỏ chuyển sang màu xanh.
Câu 7. Tiến hành các thí nhiệm:
(1) Nhúng thanh Cu vào dung dịch FeCl3;
(2) Nhúng thanh Al dư vào dung dịch FeCl3;
(3) Nhúng thanh hợp kim Al-Cu vào dung dịch HCl;
(4) Nhúng thanh Ag vào dung dịch H2SO4 loãng;
(5) Nhúng thanh hợp kim Zn-Fe vào dung dịch Na2SO4
Số trường hợp xuất hiện ăn mòn điện hoá là
A. 4
B. 3
C. 2
D. 1
Câu 8. Để phân biệt các dung dịch loãng: HCl, HNO3, H2SO4 có thể dùng thuốc thử nào sau đây?
A. Dung dịch Ba(OH)2 và bột Cu kim loại
B. Kim loại sắt và đồng
C. Dung dịch Ca(OH)2
D. Kim loại nhôm và sắt
BaCl2 giúp nhận ra H2SO4 do chỉ tạo kết tủa trắng với chất này
Cu nhận ra HCl vì không xảy ra phản ứng, còn HNO3 tạo ra khí không màu hóa nâu trong không khí
3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
Câu 9. 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
Hòa tan hỗn hợp X vào dung dịch HNO3 dư ta có:
Fe + 6HNO3 → Fe(NO3)2 + 3NO2 + 3H2O
0,1/3 0,1
Số mol nguyên tử Fe trong oxit Fe2O3 là
⇒ nFe= (8,4/56) – (0,1/3) = 0,35/3 → nFe2O3 = 0,35/(3×2)
Vậy mX = mFe + mFe2O3
⇒ mX = (0,1/3). 56 + (0,35/3). 160 = 11,2 gam.
Câu 10. Hỗn hợp A gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 (trong đó số mol FeO bằng số mol Fe2O3). Hòa tan 4,64 gam A trong dung dịch H2SO4 loãng dư được 200 ml dung dịch X . Tính thể tích dung dịch KMnO4 0,1M cần thiết để chuẩn độ hết 100 ml dung dịch X?
A. 0,1 lít
B. 0,12 lít
C. 0,2 lít
D. 0,24 lít
Ta có phương trình hóa học
Fe3O4 + 4H2SO4→ FeSO4 + Fe2(SO4)3 +4H2O
0,02 → 0,02
Trong 100 ml X sẽ có 0,01 mol FeSO4 nên:
10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + K2SO4+ 2MnSO4 + 8H2O
→ nKMnO4 = 0,02 mol → VKMnO4 = 0,02/0,1 = 0,2 lit
Câu 11. Nung hỗn hợp gồm 0,3 mol Fe và 0,2 mol S cho đến khi kết thúc phản ứng thu được chất rắn A. Cho A tác dụng với dung dịch HCl dư, thu được khí B. Tỉ khối của B so với không khí là:
A. 0,8045
B. 0,7560
C. 0,7320
D. 0,9800
X gồm: Fe (dư 0,1) và FeS (0,2)
→ Khí: H2 (0,1) và H2S: 0,2
→ MY = (0,1. 2 + 0,2. 34) : 0,3 = 70/3
→ d(Y/ kk) = (70/3) : 29 = 0,8046
Câu 12. Hòa tan 20 gam hỗn hợp bột Fe và Fe2O3 bằng một lượng dung dịch HCl vừa đủ, thu được 2,24 lít hidro (đktc) và dung dịch X. Cho dd X tác dụng với dung dịch NaOH lấy dư. Lấy kết tủa thu được đem nung nóng trong không khí đến khối lượng không đổi thu được chất rắn Y. Khối lượng chất rắn Y là:
A. 16 gam.
B. 24 gam.
C. 12 gam.
D. 30 gam.
Phương trình hóa học:
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 ↑ (1)
Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O (2)
Theo Phương trình hóa học(1): nFe = nH2 = 0,1 (mol) → mFe = 0,1.56 = 5,6 (g)
→ mFe2O3 = mhh – mFe = 20 – 5,6 =14,4 (g) → nFe2O3 = 14,4 : 160 = 0,09 (mol)
Theo Phương trình hóa học (1): nFeCl2 = nFe = 0,1 (mol)
Theo Phương trình hóa học (2): nFeCl3 = 2nFe2O3 = 2.0,1 = 0,2 (mol)
Dung dịch X thu được chứa: FeCl2: 0,1 (mol) và FeCl3: 0,2 (mol)
FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaCl
FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3 + 3NaCl
Kết tủa thu được Fe(OH)2 và Fe(OH)3
Nung 2 kết tủa này thu được Fe2O3
BTNT Fe: 2nFe2O3 = nFeCl2 + nFeCl3 → nFe2O3 = (0,1 + 0,2)/2 = 0,15 (mol)
→ mFe2O3 = 0,015.160 = 24 (g)
Câu 13. 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
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,
⇒ mFe(1) = 5,6 gam ⇒ mFe(2) = 26,44 – 0,1.242 = 2,24 gam
mFe = 5,6 + 2,24 = 7,84 gam
Câu 14. Có các nguyên liệu:
(1). Quặng sắt.
(2). Quặng Cromit.
(3). Quặng Boxit.
(4). Than cốc.
(5). Than đá.
(6). CaCO3.
(7). SiO2.
Những nguyên liệu dùng để luyện gang là:
A. (1), (3), (4), (5).
B. (1), (4), (7).
C. (1), (3), (5), (7).
D. (1), (4), (6), (7).
Than cốc(không có trong tự nhiên,phải điều chế từ than mỡ) có vai trò cung cấp nhiệt khi cháy, tạo ra chất khử là CO và tạo thành gang
Chất chảy CaCO3 ở nhiệt độ cao bị phân hủy thành CaO, sao đó hóa hợp với SiO2 là chất khó nóng cháy có trong quặng sắt thành xỉ silicat dễ nóng chảy, có khối lượng riêng nhỉ nổi lên trên gang
Câu 15. Cho 8,4 gam bột sắt vào 100 ml dung dịch gồm AgNO3 2M và Cu(NO3)2 1M; khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam chất rắn X. Giá trị của m là
A. 24,8
B. 32
C. 21,6
D. 12,24
Nhận xét: 2nFe> nAg => không xảy ra phản ứng Ag+ + Fe2+ → Ag + Fe3+ => Fe tạo muối Fe2+
ne Fe cho tối đa = 0,15.2 = 0,3 mol
ne Ag+ nhận tối đa = 0,2 mol
ne Cu2+ nhận tối đa = 0,1.2 = 0,2 mol
Ta thấy : 0,2 < ne Fe cho tối đa < 0,2 + 0,2
=> Ag+ phản ứng hết, Cu2+ phản ứng 1 phần
=> ne Cu2+ nhận tạo Cu = 0,3 – 0,2 = 0,1 mol => nCu = 0,05 mol
=> m = mAg + mCu = 0,2.108 + 0,05.64 = 24,8 gam
Câu 16. Hòa tan hoàn toàn a gam một oxit sắt bằng dung dịch H2SO4đậm đặc vừa đủ , có chứa 0,075 mol H2SO4, thu được b gam một muối và có 168 ml khí SO2 (đktc duy nhất thoát ra). Giá trị của b là
A. 8.
B. 9.
C. 16.
D. 12.
=> nSO4(2-) = nH2SO4 – nSO2= 0,0675 mol
Sau phản ứng muối thu được là:
Fe2(SO4)3 = x mol → 3x (mol) SO4(2-).
=> x = 0,0675/3 = 0,0225 mol => b = 9 gam
Câu 17. Cho m gam bột Fe vào dung dịch HNO3 lấy dư, ta được hỗn hợp gồm hai khí NO2 và NO có VX= 17,92 lít (đktc) và tỉ khối đối với O2 bằng 2,625. Thành phần phần trăm theo thể tích của NO, NO2 và khối lượng m của Fe đã dùng là
A. 25% và 75%; 2,24 gam.
B. 25% và 75%; 22,4 gam.
C. 35% và 65%; 22,4 gam.
D. 45% và 55%; 2,24 gam.
Ta có hệ phương trình:
a + b = 0,8
46a + 30b = 0,8.(2,625.32)
=> a = 0,6 và b = 0,2
%VNO2 = 75% ;
%VNO = 25%
N+5 + 1e → N+4 (NO2)
0,6 ← 0,6
N+5 + 3e → N+2 (NO)
0,6 ← 0,2
Fe0 → Fe+3 + 3e
0,1 ← 0,3
=> mFe = 0,4.56 = 22,4 gam
Câu 18. Hoà tan hoàn toàn một lượng hỗn hợp X gồm Fe3O4 và FeS2 trong 63 gam HNO3, thu được 1,568 lít NO2 (đktc). Dung dịch thu được cho tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch KOH 2M, lọc kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi thu được 9,76 gam chất rắn X. Nồng độ % của dung dịch HNO3 có giá trị là
A. 47,2%.
B. 46,2%.
C. 46,6%.
D. 44,2%.
=> nFe2O3 = 9,76/160 = 0,061 mol
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Fe
=> nFe(OH)3 = 2.nFe2O3= 0,061.2 = 0,122 mol
Gọi số mol của Fe3O4, FeS2 lần lượt là x, y (mol)
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Fe
=> 3. nFe3O4 + nFeS2 = nFe(OH)3
=> 3x + y = 0,12 (I)
Áp dụng định luật bảo toàn electron
=> nFe3O4 + 15 . nFeS2 = nNO2
=> x + 15y = 0,07 (II)
Từ (I) và (II) => x = 0,04; y = 0,002
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Na
=> nKOH = nKNO3 + 2 . nK2SO4 (1)
nK2SO4 = 2 . nFeS2 = 0,002 . 2 = 0,004 mol (2)
=> nKNO3 = 0,04 – 0,004 . 2 = 0,392 (mol)
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố N là:
nHNO3= nKNO3 + nNO2 = 0,392 + 0,07 = 0,462 (mol)
=> C% HNO3 = (0,462 . 63) : 63 . 100% = 46,2%
Câu 19. Nhận định nào không đúng về khả năng phản ứng của sắt với nước?
A. Ở nhiệt độ cao (nhỏ hơn 570oC), sắt tác dụng với nước tạo ra Fe3O4 và H2.
B. Ở nhiệt độ lớn hơn 1000oC, sắt tác dụng với nước tạo ra Fe(OH)3.
C. Ở nhiệt độ lớn hơn 570oC, sắt tác dụng với nước tạo ra FeO và H2.
D. Ở nhiệt độ thường, sắt không tác dụng với nước.
Ở nhiệt độ cao, sắt khử được hơi nước:
3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2(to < 570oC)
Fe + H2O → FeO + H2 (to > 570oC)
→ Ở nhiệt độ lớn hơn 1000oC, sắt tác dụng với H2O tạo ra FeO
Câu 20. Cho ít bột Fe vào dung dịch AgNO3 dư. Kết thúc phản ứng được dung dịch X. Dung dịch X gồm muối :
A. Fe(NO3)2
B. Fe(NO3)2; AgNO3
C. Fe(NO3)3; AgNO3
D. Fe(NO3)2; Fe(NO3)3
Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag↓
Fe(NO3)2 + AgNO3 dư → Fe(NO3)3 + Ag↓
→ Dung dịch X gồm Fe(NO3)3, AgNO3
Câu 21. Tiến hành các thí nghiệm sau:
(a) FeO tác dụng với dung dịch HNO3
(b) Fe(NO3)2 tác dụng với dung dịch HCl
(c) FeCO3 tác dụng với dung dịch H2SO4
(d) K tác dụng với dung dịch Fe2(SO4)3
(e) Ba tác dụng với dung dịch FeCl2
Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, số thí nghiệm tạo ra chất khí là?
A. 2
B. 3
C. 5
D. 4
(a) 3FeO + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O
(b) 3Fe2+ + 4H+ + NO3– → 3Fe3+ + NO + 2H2O
(c) FeCO3 + H2SO4 → FeSO4 + CO2 + H2O
(d) K + H2O → KOH + H2
6KOH + Fe2(SO4)3 → 2Fe(OH)3 + 3K2SO4
(e) Ba + H2O → Ba(OH)2 + H2
Ba(OH)2 + FeCl2→ BaCl2 + Fe(OH)2
→ Số thí nghiệm sinh ra chất khí là: 5
Câu 22. Cho sơ đồ chuyển hóa:
Fe → FeCl3 → Fe(OH)3 (mỗi mũi tên ứng với một phản ứng). Hai chất X, Y lần lượt là
A. HCl, NaOH
B. HCl, Al(OH)3
C. KCl, Cu(OH)2
D. Cl2, KOH
2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
FeCl3+ 3KOH → Fe(OH)3 + 3KCl
Câu 23. Cặp dung dịch nào sau đây phản ứng với nhau tạo ra chất khí?
A. NH4Cl và AgNO3.
B. NaOH và H2SO4.
C. Ba(OH)2 và NH4Cl.
D. Na2CO3 và KOH.
B. 2NaOH + H2SO4→ Na2SO4 + 2H2O
C. Ba(OH)2+ 2NH4Cl → BaCl2 + 2NH3 ↑ + 2H2O
D. Na2CO3không phản ứng với KOH
Câu 24. Dãy gồm các chất đều phản ứng được với Fe(NO3)2 là:
A. NaOH, Mg, KCl, H2SO4.
B. AgNO3, Br2, NH3, HCl.
C. AgNO3, NaOH, Cu, FeCl3
D. KCl, Br2, NH3, Zn.
B. Thỏa mãn
AgNO3+ Fe(NO3)2→ Fe(NO3)3 + Ag↓
3Br2 + 3Fe(NO3)2 → Fe(NO3)3 + 2FeBr3
2NH3 + 2H2O + Fe(NO3)2 → Fe(OH)2 + 2NH4NO3
12HCl + 9Fe(NO3)2→ 5Fe(NO3)3 + 4FeCl3 + 3NO + 6H2O
C. Loại Cu, FeCl3
D. Loại KCl