Fe3O4 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + H2O được Pgdphurieng.edu.vn biên soạn là phương trình phản ứng hóa học giữa Fe3O4 và dung dịch HNO3, sản phẩm khử của N+5 sinh ra tùy thuộc vào độ mạnh yếu của kim loại và nồng độ của dung dịch axit, dung dịch HNO3 đặc tác dụng với Fe3O4 cho sản phẩm khử là NO2.
1. Phương trình phản ứng Fe3O4 tác dụng HNO3 đặc
Fe3O4 + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO2 + 5H2O
2. Điều kiện phản ứng Fe3O4 tác dụng với dung dịch HNO3 đặc
Điều kiện: Không có
3. Cân bằng phản ứng Fe3O4 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + H2O bằng phương pháp thăng bằng electron
Bước 1: Xác định sự thay đổi số oxi hóa
+8/3Fe3O4 + HN+5O3 → Fe+3(NO3)3 + N+4O2 + H2O
Bước 2: Viết quá trình trao đổi electron. Quá trình khử, quá trình oxi hóa
| 1x
1x |
+8/33Fe → 3Fe3+ + 1e
N+5 1e → N+4 |
Bước 3: Đặt hệ số thích hợp
Vậy phương trình phản ứng:
Fe3O4 + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO2 + 5H2O
4. Cách tiến hành phản ứng cho Fe3O4 tác dụng với dung dịch HNO3
Cho Fe3O4 tác dụng với dung dịch axit nitric HNO3 đặc
5. Hiện tượng phản ứng hóa học
Hiện tượng sau phản ứng thoát ra khí có màu nâu đỏ NO2
6. Tính chất của Fe3O4
Định nghĩa: Là hỗn hợp của hai oxit FeO, Fe2O3. Có nhiều trong quặng manhetit, có từ tính.
Công thức phân tử Fe3O4
6.1. Tính chất vật lí
Là chất rắn, màu đen, không tan trong nước và có từ tính.
6.2. Tính chất hóa học
- Tính oxit bazơ
Fe3O4 tác dụng với dung dịch axit như HCl, H2SO4loãng 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:
3 Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O
2Fe3O4 + 10H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 10H2O
- 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
3Fe3O4 + 8Al → 4Al2O3 + 9Fe
7. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1. Chất nào sau đây khí phản ứng với dung dịch HNO3 đặc nóng sẽ không sinh ra khí?
A. FeO
B. Fe3O4
C. Fe2O3
D. Fe(OH)2
Câu 2. Hòa tan một lượng FexOy bằng H2SO4 loãng dư được dung dịch X. Biết X vừa có khả năng làm mất màu dung dịch thuốc tím, vừa có khả năng hòa tan được bột Cu. Oxit sắt đó là:
A. FeO
B. Fe2O3
C. Fe3O4
D. A hoặc B
→ Oxit sắt là Fe3O4
Câu 3. Hoà tan hoàn toàn m (g) FexOy bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được 2,24lit SO2 (đktc). Phần dd chứa 120(g) một loại muối sắt duy nhất. Công thức oxit sắt và khối lượng m là:
A. Fe3O4; m = 23,2 (g).
B. FeO, m = 32 (g).
C. FeO; m = 7,2 (g).
D. Fe3O4; m = 46,4 (g)
S6+ + 2e (0,2) → S4+ (0,1 mol)
nmuối = nFe2(SO4)3 = 0,3 mol ⇒ nFe2y/x + = 0,6 mol
Bảo toàn e: [0,6.(3x – 2y)]/2 = 0,2 ⇒ x : y = 3 : 4 ⇒ nFe3O4 = 0,2 ⇒ m = 0,2. 232 = 46,4g
Câu 4. Hòa tan hoàn toàn 2,8 gam hỗn hợp FeO, Fe2O3 và Fe3O4 cần vừa đủ V ml dung dịch HCl 1M , thu được dung dịch X. Cho từ từ dung dịch NaOH dư vào dung dịch X thu được kết tủa Y. Nung Y trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 3 gam chất rắn. Tính V ?
A. 87,5ml
B. 125ml
C. 62,5ml
D. 175ml
nFe = 2nFe2O3 = 0,0375 mol
⇒ nO = (28 – 0,0375. 56) / 16 = 0,04375 mol
Bảo toàn nguyên tố O → nH2O = nO = 0,04375
Bảo toàn nguyên tố H: nHCl = 2nH2O = 0,0875 mol → V = 87,5 ml.
Câu 5. Trong các phản ứng sau, phản ứng nào HNO3 không đóng vai trò chất oxi hóa?
A. ZnS + HNO3(đặc nóng)
B. Fe2O3 + HNO3(đặc nóng)
C. FeSO4 + HNO3(loãng)
D. Cu + HNO3(đặc nóng)
B. Fe2O3 + 6HNO3 → 2Fe(NO3)3 + 3H2O
Trong phản ứng này HNO3 đóng vai trò như một axit thông thường.
C. 3 FeSO4 + 4 HNO3 → Fe2(SO4)3 + Fe(NO3)3 + 2 H2O + NO
D. Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
Câu 6. Hòa tan hỗn hợp ba kim loại gồm Zn, Fe, Cu bằng dung dịch HNO3 loãng. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được chất không tan là hỗn hợp hai kim loại. Phần dung dịch sau phản ứng có chứa
A. Zn(NO3)2 và Fe(NO3)3.
B. Zn(NO3)2; Fe(NO3)2 và Cu(NO3)2.
C. Zn(NO3)2 và Fe(NO3)2.
D. Zn(NO3)2; Fe(NO3)3 và Cu(NO3)2.
3Zn + 8HNO3 → 3Zn(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Fe + 4HNO3→ Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Cu + 2Fe(NO3)3 → Cu(NO3)2 + 2Fe(NO3)2
=> Dung dịch sau phản ứng chứa: Zn(NO3)2; Fe(NO3)2; Cu(NO3)2.
Câu 7. Cho từng chất: Fe, FeO, Fe(OH)2, Fe(OH)3, Fe3O4, Fe2O3, Fe(NO3)2, Fe(NO3)3, FeSO4, Fe2(SO4)3, FeCO3 lần lượt phản ứng với HNO3 đặc nóng thì số phàn ứng ôxi hóa khử xảy ra là
A. 5
B. 6
C. 7
D. 8
Câu 8. Cho m gam Fe tác dụng hoàn toàn với dung dịch H2SO4 đặc, nóng (dư) thu được 13,44 lít khí SO2 sản phầm khử duy nhất (ở đktc). Tính giá trị của m?
A. 11,2 gam
B. 22,4 gam
C. 16,8 gam
D. 33, 6 gam
Phương trình hóa học
2Fe + 6H2SO4 đặc nóng → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Ta có: nFe = 2/3.nSO2 = 2/3. 0,6 = 0,4 mol
Khối lượng sắt là:
→ mFe = 0,4.56 = 22,4 gam
Câu 9. 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 KOH 2M. Thể tích dung dịch HCl đã dùng là :
A. 0,1 lít.
B. 0,3 lít.
C. 0,15 lít.
D. 0,2 lít.
nKCl = nKOH = 1,2 (mol)
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Clo
=> nHCl= nKCl = 1,2 (mol)
VHCl= 1,2 : 4 = 0,3 lít
Câu 10. Cho m gam Fe tác dụng hết với dung dịch CuSO4 dư, thu được 14,4 gam Cu. Giá trị của m là
A. 50,4.
B. 12,6.
C. 16,8.
D. 25,2.
Phương trình hóa học phản ứng xảy ra:
CuSO4 + Fe → FeSO4+ Cu
0,225 ← 0,225 mol
⟹ mFe = 0,225.56 = 12,6 gam
Câu 11. Sắt tác dụng được với tất cả các chất thuộc dãy chất nào sau đây?
A. HNO3 đặc nguội, Cl2, dung dịch CuSO4.
B. O2, dung dịch HCl, dung dịch Cu(NO3)2, dung dịch NaOH.
C. Al2O3, H2O, HNO3 loãng, dung dịch AgNO3.
D. S, dung dịch Fe(NO3)3, dung dịch H2SO4 loãng
HNO3 đặc nguội, dung dịch NaOH, Al2O3 không phản ứng với Fe.
Fe + S → FeS
Fe + 2Fe(NO3)3 → 3Fe(NO3)2
Fe + H2SO4 loãng→ FeSO4+ H2↑.
Câu 12. Cho 4 kim loại Al, Fe, Mg, Cu và 4 dung dịch ZnSO4, AgNO3, CuCl2, Al2(SO4)3. Kim loại khử được cả 4 dung dịch muối đã cho là
A. Fe.
B. Mg.
C. Al.
D. Cu.
Phương trình phản ứng
Mg + ZnSO4 → MgSO4 + Zn
Mg + 2AgNO3 → Mg(NO3)2 + 2Ag
Mg + CuCl2 → MgCl2 + Cu
3Mg + Al2(SO4)3 → 3MgSO4 + 2Al
Câu 13. Cho các phản ứng xảy ra sau đây:
(1) AgNO3 + Fe(NO3)2 → Fe(NO3)3 + Ag↓
(2) Mn + 2HCl → MnCl2 + H2↑
Dãy các ion được sắp xếp theo chiều tăng dần tính oxi hoá là
A. Ag+, Mn2+, H+, Fe3+.
B. Mn2+, H+, Ag+, Fe3+.
C. Ag+, Fe3+, H+, Mn2+
D. Mn2+, H+, Fe3+, Ag+
KL mạnh + chất oxi hóa mạnh => KL yếu + chất oxi hóa yếu
(1) AgNO3 + Fe(NO3)2 → Fe(NO3)3 + Ag↓
→ tính oxi hóa của Fe3+ < Ag+
(2) Mn + 2HCl → MnCl2 + H2↑
→ tính oxi hóa của Mn2+ < H+
Câu 14. Một pin điện hoá có điện cực Zn nhúng trong dung dịch ZnSO4và điện cực Cu nhúng trong dung dịch CuSO4. Ta thấy
A. điện cực Cu xảy ra quá trình khử.
B. điện cực Zn tăng còn khối lượng điện cực Cu giảm.
C. điện cực Cu xảy ra sự oxi hoá.
D. điện cực Zn xảy ra sự khử
Zn → Zn2+ + 2e (sự oxi hóa, làm thanh Zn bị mòn đi)
Cu2+ + 2e → Cu (sự khử, làm thanh Cu dày lên)
Câu 15. Để khử hoàn toàn 6,08 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3, cần 2,24 lít khí H2(đktc). Mặt khác hoà tan hoàn toàn 6,08 gam hỗn hợp X trong dung dịch H2SO4 đặc nóng thì thu được thể tích V (ml) SO2 (đktc). Giá trị V(ml) là:
A. 112 ml
B. 224 ml
C. 336 ml
D. 448 ml.
Ta có:
FeO + H2 → Fe + H2O (1)
x → x → x
Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O (2)
y → 3y → 2y
Có: x + 3y = 0,1 và 72x +160y = 6,08
=> x = 0,04 mol; y = 0,02 mol
2FeO + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O (3)
0,04 → 0,02 mol
Vậy VSO2 = 0,02. 22,4 = 0,448 lít hay 448 ml