Phản ứng: Fe + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O

1. Tính chất của phản ứng Fe + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O: 

Phản ứng giữa sắt (Fe) và axit sunfuric (H2SO4) là một phản ứng hóa học cơ bản và quan trọng trong lĩnh vực hóa học. Đây là một phản ứng oxi-hoá khử, trong đó sắt được oxi hóa và axit sunfuric được khử.

Trong phản ứng này, sắt (Fe) sẽ phản ứng với axit sunfuric (H2SO4) để tạo ra sulfat sắt (Fe2(SO4)3), khí SO2 và nước (H2O). Phương trình hóa học cho phản ứng này là:

Fe + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O

Theo đó, sắt và axit sulfuric là các chất tham gia, còn sulfat sắt, khí SO2 và nước là các sản phẩm. Đây là một phản ứng exothermic, tức là phản ứng giải phóng nhiệt.

Công thức hóa học cho các chất tham gia và sản phẩm là:

– Sắt (Fe): là một kim loại có màu xám bạc, có tính năng dẫn điện và dẫn nhiệt tốt. Nó là một trong những kim loại phổ biến nhất trên Trái đất và được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và xây dựng.

– Axit sulfuric (H2SO4): là một axit mạnh, có tính ăn mòn cao và được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp hóa chất. Nó cũng là một trong những chất hóa học quan trọng nhất trên thế giới, được sản xuất hàng triệu tấn mỗi năm.

– Sulfat sắt (Fe2(SO4)3): là một muối hóa học có tính chất hòa tan trong nước và được sử dụng trong các ngành công nghiệp và xử lý nước.

– Khí SO2: là một khí không màu, không mùi, không vị và độc hại. Nó được sử dụng trong các ngành công nghiệp và là một chất gây ô nhiễm quan trọng.

– Nước (H2O): là một chất lỏng không màu, không mùi và không vị, có tính chất phổ biến nhất trên Trái đất và là một yếu tố quan trọng trong cuộc sống.

Phản ứng này cũng có thể được sử dụng để sản xuất sulfat sắt, một chất hóa học quan trọng được sử dụng trong các ngành công nghiệp, xây dựng và xử lý nước.

Trên đây là một số thông tin cơ bản về phản ứng giữa sắt và axit sulfuric. Hy vọng những thông tin này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về tính chất và ứng dụng của phản ứng này.

2. Điều kiện xảy ra phản ứng Fe + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O: 

Phản ứng oxi-hoá giữa sắt (Fe) và axit sunfuric (H2SO4) để tạo ra sulfat sắt (Fe2(SO4)3), khí lưu huỳnh dioxide (SO2) và nước (H2O) là một trong những phản ứng hóa học quan trọng trong lĩnh vực hóa học.

Để phản ứng trên xảy ra, cần phải tuân theo một số điều kiện quan trọng để đảm bảo sự thành công của phản ứng. Các điều kiện này bao gồm:

2.1. Sự hiện diện của chất xúc tác: 

Sự hiện diện của chất xúc tác là yếu tố quan trọng để tăng tốc độ phản ứng. Thường sử dụng đồng (Cu) làm chất xúc tác để giúp phản ứng xảy ra nhanh chóng hơn và giảm nhiệt độ cần thiết để phản ứng xảy ra. Điều này làm cho quá trình phản ứng trở nên hiệu quả và tiết kiệm năng lượng.

2.2. Nhiệt độ: 

Nhiệt độ cũng là một yếu tố quan trọng trong phản ứng này. Nếu nhiệt độ quá thấp, phản ứng sẽ diễn ra rất chậm và không đủ hiệu quả. Tuy nhiên, nếu nhiệt độ quá cao, phản ứng sẽ quá nóng và có thể gây nguy hiểm. Nhiệt độ tối thiểu cần thiết để phản ứng xảy ra một cách hiệu quả và nhanh chóng là 80 độ C.

2.3. Khối lượng của hỗn hợp Fe và H2SO4: 

Khối lượng của hỗn hợp Fe và H2SO4 phải được cân đúng tỉ lệ và theo đúng phương trình hóa học. Điều này là rất quan trọng để đảm bảo phản ứng xảy ra đúng theo cơ chế và cho ra sản phẩm đúng chất lượng.

2.4. Áp suất không khí: 

Phản ứng cần diễn ra trong không khí ở áp suất thường. Điều này đảm bảo việc đồng (Cu) không bị oxy hóa trước khi phản ứng xảy ra.

Nếu bị thiếu bất kỳ một điều kiện trên, phản ứng sẽ không xảy ra hoặc sẽ diễn ra rất chậm. Việc tuân thủ đầy đủ các điều kiện trên sẽ giúp chúng ta đạt được kết quả tốt nhất trong việc thực hiện phản ứng này.

3. Ứng dụng của phản ứng Fe + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O: 

Phản ứng Fe + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O là một phản ứng hóa học quan trọng và có nhiều ứng dụng trong cuộc sống và công nghiệp.

Phản ứng này là một trong những phản ứng quan trọng nhất trong quá trình sản xuất axit sulfuric. Khi Fe tác dụng với H2SO4, sản phẩm tạo ra là Fe2(SO4)3 và SO2. Fe2(SO4)3 được sử dụng để tách axit sulfuric và nước. Sau đó, SO2 được oxy hóa thành SO3 để sản xuất axit sulfuric. Do đó, phản ứng Fe + H2SO4 là bước quan trọng trong quá trình sản xuất axit sulfuric, một loại hóa chất quan trọng được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp như sản xuất phân bón, dược phẩm, chất tẩy rửa và các sản phẩm khác.

Fe2(SO4)3 cũng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các chất tẩy rửa chuyên dụng. Chất này được sử dụng để tẩy rửa các vết bẩn cứng đầu trên các bề mặt khác nhau, từ bề mặt kim loại đến các bề mặt nhựa và vải.

Ngoài ra, Fe2(SO4)3 còn được sử dụng trong sản xuất mực in. Nó được sử dụng để tạo ra màu đen và các màu sắc khác cho các loại mực in khác nhau. Điều này là do Fe2(SO4)3 có khả năng hòa tan trong nước và tạo thành các phức chất màu sắc khác nhau.

Cuối cùng, Fe2(SO4)3 còn được sử dụng trong sản xuất pin. Nó được sử dụng để tạo ra các lớp bảo vệ cho các điện cực khác nhau trong các loại pin khác nhau. Điều này là do Fe2(SO4)3 có khả năng tạo ra các lớp bảo vệ có tính chất chống ăn mòn và chống oxi hóa.

Trên đây là một số ứng dụng của phản ứng Fe + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O. Phản ứng này đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực khác nhau và được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống và công nghiệp.

4. Câu hỏi trắc nhiệm liên quan: 

Câu 1. Nội dung nhận định nào sau đây không đúng

A. Kim loại có độ cứng cao nhất trong các kim loại là Crom

B. Các kim loại Al, Fe, Cr bị thụ động hóa trong dung dịch HNO₃ đặc nguội và H₂SO₄ đặc

nguội
C. Kim loại kiềm được điều chế bằng phương pháp điện phân dung dịch muối halogenua của nó

D. Lưu huỳnh là chất có tính oxi hóa yếu, Hg có thể tác dụng lưu huỳnh ngay ở nhiệt độ thường. Với các kim loại khác cần có xúc tác hoặc nhiệt độ.

Câu 2. Những nhận định sau về kim loại sắt:

(1) Sắt còn có trong hồng cầu của máu, giúp vận chuyển oxi tới các tế bào.

(2) Ion Fe²⁺ bền hơn Fe³⁺.

(3) Fe bị thụ động trong H₂SO_{4 đặc nguội}.

(4) Quặng manhetit là quặng có hàm lượng sắt cao nhất.

(5) Trong tự nhiên sắt tồn tại ở dạng hợp chất, trong các quặng sắt

(6) Kim loại sắt có thể khử được ion Fe³⁺.

Số nhận định đúng là

A. 3

B. 4

C. 5

D. 6

Câu 3. Cho các phản ứng chuyển hóa sau:

NaOH + dung dịch X → Fe(OH)₂;

Fe(OH)₂+ dung dịch Y → Fe₂(SO₄)₃;

Fe₂(SO₄)₃ + dung dịch Z → BaSO₄.

Các dung dịch X, Y, Z lần lượt là

A. FeCl₃, H₂SO₄ đặc nóng, Ba(NO₃)₂.

B. FeCl₃, H₂SO₄ đặc nóng, BaCl₂.

C. FeCl₂, H₂SO₄ đặc nóng, BaCl_2.

D. FeCl₂, H₂SO₄ loãng, Ba(NO₃)₂.

Câu 4. Cho 5,6 gam Fe tan hoàn toàn trong dung dịch H₂SO₄ đặc nóng, sau phản ứng thu được V lít SO₂ (đktc, sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của V là:

A. 6,72 lít

B. 3,36 lít

C. 4,48 lít

D. 2,24 lít

Câu 5. Chất nào dưới đây phản ứng với Fe tạo thành hợp chất Fe (II)?

A. Cl₂

B. dung dịch HNO₃ loãng

C. dung dịch AgNO₃ dư

D. dung dịch HCl đặc

Câu 6. Dãy các chất và dung dịch nào sau đây khi lấy dư có thể oxi hoá Fe thành Fe(III)?

A. HCl, HNO_{3 đặc, nóng}, H₂SO_{4 đặc, nóng}

B. Cl₂, HNO_3 nóng, H₂SO_{4 đặc, nguội}

C. bột lưu huỳnh, H₂SO_{4 đặc, nóng}, HCl

D. Cl₂, AgNO₃, HNO_3 loãng

Câu 7. Cho các phản ứng sau:

1) dung dịch FeCl₂ + dung dịch AgNO₃

2) dung dịch FeSO₄ dư + Zn

3) dung dịch FeSO₄ + dung dịch KMnO₄+ H₂SO₄

4) dung dịch FeSO₄ + khí Cl₂

Số phản ứng mà ion Fe²⁺ bị oxi hóa là

A. 2

B. 1

C. 4

D. 3

Câu 8. Để pha loãng dung dịch H₂SO₄đặc trong phòng thí nghiệm, người ta tiến hành theo cách nào dưới đây?

A. Cho từ từ nước vào axit và khuấy đều

B. Cho từ từ axit vào nước và khuấy đều

C. Cho nhanh nước vào axit và khuấy đều

D. Cho nhanh axit vào nước và khuấy đều

Câu 9. Cho từng chất: Fe, FeO, Fe(OH)₂, Fe(OH)₃, Fe₃O₄, Fe₂O_3, Fe(NO₃)₂, Fe(NO₃)₃, FeSO₄, Fe₂(SO₄)₃, FeCO₃ lần lượt phản ứng với HNO₃ đặc, nóng. Số phản ứng thuộc loại phản ứng oxi hóa – khử là

A. 5

B. 6

C. 7

D. 8

Câu 10. Cho 11,36 gam hồn hợp gồm Fe, FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄ phản ứng hết với dung dịch HNO₃ loãng (dư), thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch X. Dung dịch X có thể hoà tan tối đa 12,88 gam Fe. Số mol HNO₃ có trong dung dịch ban đầu là

A. 0,88.

B. 0,64.

C. 0,94.

D. 1,04.

Câu 11. Để bảo quản dung dịch FeSO₄ trong phòng thí nghiệm, người ta cần thêm vào bình chất nào dưới đây

A. Một đinh Fe sạch.

B. Dung dịch H₂SO₄ loãng.

C. Một dây Cu sạch.

D. Dung dịch H₂SO_{4 đặc}.

Câu 12. Dung dịch X gồm FeCl₂ và FeCl₃ được chia làm hai phần bằng nhau:

Phần 1: Tác dụng với dung dịch NaOH dư ở ngoài không khí thu được 0,5 mol Fe(OH)₃.

Phần 2: Tác dụng với dung dịch AgNO₃ thu được 1,3 mol AgCl. Tỉ lệ mol của FeCl₂ và FeCl₃ là

A. 4:1.

B. 3:2.

C. 1:4.

D. 2:3.

Câu 13. Cho m gam Mg vào dung dịch chứa 0,18 mol FeCl₃. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 6,72 gam chất rắn. Giá trị của m là

A. 2,88 gam.

B. 4,32 gam.

C. 2,16 gam.

D. 5,04 gam.

Câu 14. Nung nóng 29 gam oxit sắt với khí CO dư, sau phản ứng, khối lượng chất rắn còn lại là 21 gam. Công thức oxit sắt là

A. FeO.

B. Fe₃O₄.

C. Fe₂O₃.

D. FeO hoặc Fe₃O₄.

Câu 15. Cho 5,4 gam hỗn hợp 2 kim loại Fe và Zn tác dụng hoàn toàn với 90 ml dung dịch HCl 2M. Khối lượng muối thu được là

A. 11,79 gam

B. 11,5 gam

C. 15,71 gam

D. 17,19 gam

Câu 16. Hòa tan hoàn toàn 5 gam hỗn hợp Mg và Fe trong dung dịch HCl 4M thu được 2,8 lít H₂ (đktc) và dung dịch Z. Để kết tủa hoàn toàn các ion trong D cần 150 ml dung dịch NaOH 2M. Thể tích dung dịch HCl đã dùng là :

A. 0,1 lít.

B. 0,12 lít.

C. 0,15 lít.

D. 0.075 lít.

Câu 17. Cho m gam bột Fe vào dung dịch HNO₃ lấy dư, ta được hỗn hợp gồm hai khí NO₂ và NO có V_X = 8,96 lít (đktc) và tỉ khối đối với O₂ bằng 1,3125. Thành phần phần trăm theo thể tích của NO, NO₂ và khối lượng m của Fe đã dùng là

A. 25% và 75%; 1,12 gam.

B. 25% và 75%; 5,6 gam.

C. 35% và 65%; 5,6 gam.

D. 45% và 55%; 1,12 gam.

Câu 18. Đốt nóng một ít bột Fe trong bình đựng O₂ sau đó cho sản phẩm thu được vào dung dịch HCl dư thu được dung dịch X. Dung dịch X có:

A. FeCl₂ , HCl dư

B. FeCl₃, HCl dư

C. FeCl₂ , FeCl₃, và HCl dư

D. FeCl₃

Câu 19. Cho 17,4 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe₂O₃và Fe₃O₄phản ứng hết với dung dịch HNO₃ loãng dư thu được 1,12 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất ở đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X sau phản ứng được m gam muối khan. Giá trị m là:

A. 54,45 gam.

B. 108,9 gam.

C. 49,09 gam.

D. 40,72 gam.

Câu 20. Khi hoà tan cùng một lượng kim loại M vào dung dịch HNO₃ loãng và vào dung dịch H₂SO₄ loãng thì thu được khí NO và H₂ có thể tích bằng nhau (đo ở cùng điều kiện). Biết rằng muối nitrat thu được có khối lượng bằng 159,21% khối lượng muối sunfat. Vậy M là kim loại nào sau đây?

A. Zn.

B. Al.

C. Fe.

D. Mg.

Câu 21. Nhận xét nào sau đây không đúng?

A. Crom là kim loại cứng nhất trong tất cả các kim loại

B. Nhôm và Crom đều phản ứng với HCl theo cùng tỉ lệ số mol.

C. Vật dụng làm bằng nhôm và crom đều bền trong không khí và nước vì có màng oxit bảo vệ.

D. Sắt và crom đều bị thụ động hóa bởi HNO₃ đặc, nguội.

Câu 22. Để nhận biết 3 lọ mất nhãn đựng 3 dung dịch CuCl₂, FeCl₃, MgCl₂ ta dùng:

A. Quỳ tím

B. Dung dịch Ba(NO₃)₂

C. Dung dịch AgNO₃

D. Dung dịch KOH

Câu 23. Khi cho dung dịch NaOH phản ứng với dung dịch FeCl₂ hiện tượng gì xảy ra:

A. Xuất hiện màu nâu đỏ

B. Xuất hiện màu trắng xanh

C. Xuất hiện màu nâu đỏ rồi chuyển sang màu trắng xanh

D. Xuất hiện màu trắng xanh rồi chuyển sang màu nâu đỏ