FeO + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O được Pgdphurieng.edu.vn biên soạn là phản ứng oxi hóa khử khi cho sắt oxit tác tác dụng với dung dịch HNO3 loãng sau phản ứng thu được muối sắt (III) và khí không màu hóa nâu trong không khí.
1. Phương trình phản ứng FeO tác dụng HNO3 loãng
3FeO + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O
2. Cân bằng phương trình FeO + HNO3 loãng
Fe+2O + HN+5O3 → Fe+3(NO3)3 + N+2O + H2O
Ta có
| 3x
1x |
Fe2+ → Fe3+ + 1e
N+5 + 3e → N+2 |
Phương trình phản ứng
3FeO + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O
3. Điều kiện phản ứng giữa FeO+ HNO3 loãng
Nhiệt độ
4. Cách tiến hành phản ứng giữa FeO và axit HNO3 loãng
Cho oxit sắt II tác dụng với dung dịch axit HNO3.
5. Hiện tượng phản ứng FeO và axit HNO3 loãng
Chất rắn màu đen Sắt II Oxit (FeO) tan dần và xuất hiện khí Nito oxit (NO) hóa nâu ngoài không khí.
6. Phương trình phản ứng liên quan
- FeO + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + H2O
- FeO + HNO3 → Fe(NO3)3 + N2O + 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
7. Tính chất hóa học của FeO
Các hợp chất sắt (II) có cả tính khử và tính oxi hóa nhưng tính khử đặc trưng hơn, do trong các phản ứng hóa học ion Fe2+ dễ nhường 1e thành ion Fe3+:
Fe2+ + 1e → Fe3+
7.1. Tính chất đặc trưng của hợp chất sắt (II) là tính khử.
Các hợp chất sắt (II) thường kém bền dễ bị oxi hóa thành hợp chất sắt (III).
FeO là 1 oxit bazơ, ngoài ra, do có số oxi hóa +2 – số oxi hóa trung gian => FeO có tính khử và tính oxi hóa.
FeO là 1 oxit bazơ:
7.2. Tác dụng với dung dịch axit: HCl; H2SO4 loãng…
FeO + 2HCl → FeCl2+ H2
FeO + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2O
FeO là chất oxi hóa khi tác dụng với các chất khử mạnh: H2, CO, Al → Fe:
FeO + H2 Fe + H2O
FeO + CO Fe + CO2
3FeO + 2Al Al2O3 + 3Fe
FeO là chất khử khi tác dụng với các chất có tính oxi hóa mạnh: HNO3; H2SO4 đặc; O2…
4FeO + O2 2Fe2O3
3FeO + 10HNO3 loãng→ 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O
FeO + 4HNO3 đặc,nóng → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O
2FeO + 4H2SO4 đặc, nóng → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O
8. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1. HNO3 chỉ thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với các chất thuộc dãy nào dưới đây?
A. Mg, H2S, C, Fe3O4, Fe(OH)2.
B. Na2SO3, P, CuO, BaCO3, Ag.
C. Al, FeCO3, HI, BaO, FeO.
D. Cu, C, Fe2O3, Fe(OH)2, SO2.
A đúng
Phương trình phản ứng minh họa
3Mg + 8HNO3 → 3Mg(NO3)2 + 2NO + 4H2O2
HNO3 + 3H2S → 4H2O + 2NO + 3S
C + 4HNO3 → CO2 + 4NO2 + 2H2O
3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO↑ + 14H2O
Fe(OH)2 + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 3H2O
B loại CuO, BaCO3
C loại BaO
D loại Fe2O3
Đáp án cần chọn là: A
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
Phương trình phản ứng hóa học xảy ra
Fe3O4 + 4H2SO4 → FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O
Cu + Fe2(SO4)3 → CuSO4 + 2FeSO4
6FeSO4 + 3Cl2 → 2Fe2(SO4)3 + 2FeCl2.
Câu 3. Hòa tan một oxit sắt FexOy bằng một lượng H2SO4 loãng vừa đủ thu được dung dịch A. Dung dịch A hòa tan hoàn toàn được bột Cu tạo thành dung dịch có màu xanh làm và cũng hấp thụ được khí clo tạo thành dung dịch có màu vàng nâu nhạt. Xác định công thức phân tử của oxit sắt
A. Fe3O4
B. FeO
C. Fe2O3
D. FeO, Fe2O3
Phương trình phản ứng hóa học xảy ra
Fe3O4 + 4H2SO4 → FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O
Cu + Fe2(SO4)3 → CuSO4 + 2FeSO4
6FeSO4 + 3Cl2 → 2Fe2(SO4)3 + 2FeCl2.
Câu 4. 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
Phương trình hóa học
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,
nFe(1) = 1/4nHNO3 = 0,1 mol
⇒ mFe(1) = 5,6 gam ⇒ mFe(2) = 26,44 – 0,1.242 = 2,24 gam
mFe = 5,6 + 2,24 = 7,84 gam
Câu 5. Câu phát biểu nào dưới đây là đúng ?
A. Thép là hợp kim của Fe không có C và có một ít S, Mn, P, Si.
B. Thép là hợp kim của Fe có từ 0,01 – 2% C và một ít Si, Mn, Cr, Ni.
C. Thép là hợp kim của Fe có từ 2-5% C và một ít S, Mn, p, Si.
D. Thép là hợp kim của Fe có từ 5-10% C và một lượng rất ít Si, Mn, Cr, Ni.
Câu 6: 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, HNO3 loãng
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
Loại B vì Fe bị thụ động trong H2SO4 đặc, nguội
Loại C vì Fe tác dụng với HCl tạo ra muối sắt (II)
Fe + 2HCl → FeCl2+ H2
Đáp án D đúng
Phương trình phản ứng minh họa đáp án D
2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
Fe + 3AgNO3→ Fe(NO3)3 + 3Ag
Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
Câu 7. Dung dịch FeSO4 làm mất màu dung dịch nào sau đây?
A. Dung dịch K2Cr2O7trong môi trường H2SO4
B. Dung dịch KMnO4 trong môi trường H2SO4
C. Dung dịch Br2
D. Dung dịch KMnO4 trong môi trường H2SO4, Dung dịch K2Cr2O7 trong môi trường H2SO4 ; Dung dịch Br2
10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4→ 5Fe2(SO4)3+ K2SO4+ 2MnSO4+ 8H2O
6FeSO4 + K2Cr2O7+ 7H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
2 FeSO4 + Br2 + 3H2O → Fe2O3 + 2HBr + 2 H2SO4
Câu 8. Để a gam bột Fe trong không khí một thời gian, thu được 9,6 gam chất rắn X. Hoà tan hoàn toàn X trong dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được dung dịch Y và khí NO (sản phẩm khử duy nhất của). Cho dung dịch NaOH dư vào Y, thu được kết tủa, Lọc kết tủa rồi nung ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi, thu được 12,0 gam chất rắn. Số mol HNO3 đã phản ứng là:
A. 0,75.
B. 0,65.
C. 0,55.
D. 0,45.
+HNO3→ dd Y (Fe3+,H+,NO3– ) + NO)
Y + NaOH (dư) → Fe(OH)3 → Fe2O3 (12 gam)
mO = 9,6 – 8,4 = 1,2 gam
⇒ nFe = 0,15 mol; nO = 0,075 mol
a = 12.112/160 = 8,4 gam
mO = 9,6 – 8,4 = 1,2 gam
=> nFe = 0,15 mol; nO = 0,075 mol
Fe → Fe3+ + 3e O + 2e → O2-
0,15 0,15 0,45 0,075 0,15
N+5 + 3e → N+2
0,1 0,3 0,1
Câu 9. Dãy kim loại tác dụng được HNO3 đặc nguội:
A. Ag, Al, Zn, Cu
B. Ag, Zn, Cu, Mg
C. Fe, Cu, Mg, Zn
D. Mg, Cu, Fe, Zn
3Ag + 4HNO3 → 3AgNO3 + NO + 2H2O
3Zn + 8HNO3→ 3Zn(NO3)2 + 2NO + 4H2O
3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
3Mg + 8HNO3 → 3Mg(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Câu 10. Hoà tan 15,6 gam hỗn hợp bột Al và Mg trong dung dịch HCl dư. Sau phản ứng khối lượng dung dịch axit tăng thêm 14 gam. Khối lượng nhôm và magie trong hỗn hợp đầu là:
A. 2,7 gam và 1,2 gam
B. 5,4 gam và 2,4 gam
C. 5,8 gam và 3,6 gam
D. 10,8 gam và 4,8 gam
Mặt khác theo công thức 1 và theo đề ta có hệ phương trình:
(Khi tham gia phản ứng Al nhường 3 e, Mg nhường 2 e và H2 thu về 2 e)
3.nAl+ 2.nMg = 2.nH2 = 2.1,6/2 (1)
27.nAl +24.nMg = 15,6 (2)
Giải phương trình (1), (2) ta có nAl= 0,4 mol và nMg = 0,2 mol
Từ đó ta tính được mAl = 27.0,4 = 10,8 gam và mMg = 24.0,2 = 4,8 gam
Câu 11. Cho hỗn hợp bột X gồm 0,04 mol Fe và 0,015 mol Cu tác dụng với oxi ở nhiệt độ cao thu được 3,24 g hỗn hợp Y. Cho Y tan hết vào dung dịch chứa 0,12 mol HCl và 0,035 mol HNO3 thu được 1,05 khí NO duy nhất và dung dịch Z (không chứa NH4+) . Thêm dung dịch AgNO3 dư vào Z thu được m gam chất rắn. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn, N (5+) chỉ bị khử thành NO, giá trị của m là :
A. 20,73
B. 41,46
C. 34,44
D. 40,65
Bảo toàn khối lượng: mFe + mCu + mO = mY
=> nO(Y) = 0,0025 mol
Ta thấy : nNO = nHNO3 => Sau phản ứng không còn NO3– trong dung dịch.
Bảo toàn O: nO(Y) + 3nHNO3 = nNO + nH2O => nH2O = 0,0725 mol
Bảo toàn H: nHCl + nHNO3 = nH+(X) + 2nH2O
=> nH+ dư = 0,01 mol
Bảo toàn điện tích trong X: 2nFe2+ + 3nFe3+ + 2nCu2+ + nH+ = nCl–
Mặt khác nFe2+ + nFe3+ = 0,04 mol
=> nFe2+ = 0,08; nFe3+ = 0
Khi cho AgNO3 vào :
3Fe2+ + 4H+ + NO3– → 3Fe3+ + NO + 2H2O
0,0075 ← 0,01
Fe2+ + Ag+ → Fe3+ + Ag
0,0325
Cl– + Ag+→AgCl
0,12
=> m = 20,73 g
Câu 12. Hoà tan hết 9,4 gam hỗn hợp Fe; FeO; Fe3O4; Fe2O3 trong dung dịch HNO3 đặc nóng dư được 1,68 lít khí NO2 (đktc, sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y được m gam muối. Giá trị của m:
A. 64,90
B. 60,50
C. 30,25
D. 65,30
Fe0 → Fe3+
N5+ → N4+
O0 → O2−
Bảo toàn mol e: 3nFe = nNO2 + 2nO
⇔3nFe= 0,15 + 2nO
56nFe + 16nO= 9,4
nFe = 0,125 (mol)
nO = 0,15 (mol)
nNO3−= 3nFe= 0,375 (mol)
⇒mFe(NO3)3 = mFe + mNO3− = 0,125.56 + 0,375.62 = 30,25 (g)
Câu 13. Nung m bột Cu trong oxi, sau 1 thời gian thu được 14,8 gam hỗn hợp chất rắn A gồm (Cu, CuO, Cu2O). Hòa tan hỗn hợp A trong HNO3 đặc, nóng vừa đủ thu được 3,36 lít khí NO2 (đktc, sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch B. Giá trị của m là:
A. 41,6
B. 19,2
C. 25,6
D. 12,8
Câu 14. Cho 9,12 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 tác dụng với dung dịch HCl dư. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch A. Cô cạn dung dịch A thu được 7,62 gam FeCl2 và m gam FeCl3. Giá trị của m là:
A. 9,75
B. 8,75
C. 7,80
D. 6,50
Ta có: nFeCl2 = 7,62/127 = 0,06 (mol)
Phương trình phản ứng
FeO + 2HCl → FeCl2 + H2O
0,06 0,06
⇒ nFe2O3= (9,12 – 0,06. 72)/160 = 0,03 mol
Phương trình phản ứng
Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3+ 3H2O
0,03 0,06
⇒ mFeCl3 = 0,06. 162,5 = 9,75 (g)
Câu 15. Để khử hoàn toàn 6,08 gam hỗn hợp A gồm các oxit sắt sau: FeO, Fe3O4, Fe2O3, cần 2,24 lít khí H2(đktc). Mặt khác hoà tan hoàn toàn 6,08 gam hỗn hợp A 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: Phương trình phản ứng
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
Phương trình phản ứng
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
Câu 16. Cho dung dịch NaOH vào ống nghiệm đựng dung dịch FeCl3, hiện tượng quan sát được là:
A. Có kết tủa trắng xanh.
B. Có khí thoát ra.
C. Có kết tủa đỏ nâu.
D. Kết tủa màu trắng.
Phương trình phản ứng minh họa xảy ra
3NaOH + FeCl3 → Fe(OH)3 ↓ + 3NaCl
Fe(OH)3 kết tủa màu đỏ nâu
Câu 17. Nhiệt phân một lượng MgCO3 sau một thời gian thu được chất rắn A và khí B. Hấp thụ hết khí B bằng dung dịch NaOH thu được dung dịch C. Dung dịch C vừa tác dụng được với BaCl2, vừa tác dụng với KOH. Hòa tan chất rắn A bằng dung dịch H2SO4 loãng dư thu được khí B và dung dịch D. Xác định thành phần của D
A. MgSO4, H2SO4 dư
B. MgSO4
C. H2SO4dư
D. NaHCO3 và Na2CO3
B: CO2
C: NaHCO3 và Na2CO3
D: MgSO4, H2SO4 dư
Phương trình phản ứng minh họa xảy ra
MgCO3⟶ MgO + CO2
CO2 + 2NaOH → Na2CO3+ H2O
CO2+ NaOH → NaHCO3
BaCl2 + Na2CO3→ BaCO3↓ + 2NaCl
2NaHCO3 + 2KOH → Na2CO3+ 2H2O + K2CO3
MgCO3 + H2SO4 → MgSO4 + H2O + CO2↑
MgO + H2SO4 → MgSO4+ H2O
Câu 18. Cho các phản ứng sau:
(a) 4HCl + MnO2→ MnCl2 + Cl2 + 2H2O.
(b) HCl + NH4HCO3→ NH4Cl + CO2 + H2O.
(c) 2HCl + 2HNO3 → 2NO2 + Cl2 + 2H2O.
(d) 2HCl + Zn → ZnCl2 + H2.
Số phản ứng trong đó HCl thể hiện tính khử là
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
(c) 2HCl + 2HNO3 → 2NO2 + Cl2 + 2H2O.