Fe + HNO3 -> Fe(NO3)3 + NO2 + H2O

1. Cân bằng phản ứng: Fe + HNO3 -> Fe(NO3)3 + NO2 + H2O:

Fe + 6HNO3 -> Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O

Vậy Điều kiện để phản ứng hóa học xảy ra là: HNO3 đặc nóng

Xác định sự thay đổi số oxi hóa của phản ứng

Fe0 + HN+5O3 → Fe+3(NO3)3 + N+4O2 ↑ + H2O

1x 3x

Fe → Fe+3 + 3e N+5 + 1e → N+4

Hiện tưởng xảy ra khi cho Fe tác dụng HNO3 đặc nóng, có khí độc màu nâu đỏ thoát ra đó chính là NO2

2. Một số đặc trưng cơ bản của sắt (Fe):

2.1. Định nghĩa về sắt (Fe):

– Sắt là tên một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn các nguyên tố có kí hiệu Fe, số hiệu nguyên tử 26. Sắt là nguyên tố có nhiều trên Trái đất, cấu tạo nên lớp vỏ ngoài và trong của Trái đất.

Như đã đề cập, sắt chiếm 5% khối lượng vỏ Trái đất. Thông thường sắt nguyên chất không được tìm thấy trong tự nhiên. Sắt được tìm thấy trong mặt nạ. Sau đó được phân tách bằng các phương pháp khử hóa học để loại bỏ tạp chất. Các oxit như hematit, tcoin, magnetit, v.v… chứa hàm lượng sắt cao. Trong thiên thạch có hỗn hợp sắt và niken chiếm khoảng 5%. Mặc dù kỳ lạ nhưng đây là những dạng hỗn hợp sắt-kim loại chính hiện diện tự nhiên trên bề mặt Trái đất.

Vì sắt tồn tại ở dạng váng nên quá trình sản xuất chủ yếu được chiết xuất từ các mảnh vụn của nó. Trong đó, chủ yếu là manhetit (Fe3O4) và hematit (Fe2O3). Những chiếc lông nhím này sẽ được khử Ced trong lò luyện với nhiệt độ cao 2000 độ C. Theo thống kê năm 2000, có tới 1,1 tỷ chiếc lông vũ được sản xuất trên thế giới. Nó có giá trị lên tới 25 tỷ đô la Mỹ. Khai thác sắt diễn ra ở nhiều nước trên thế giới. Tuy nhiên, loại sắt được khai thác nhiều nhất, chiếm 70% lượng sắt trên thế giới, là Ấn Độ, Trung Quốc, Australia, Brazil và Nga.

– Kí hiệu: Fe

– Cấu hình electron: 1s22s22p63s23p63d64s2 hoặc [Ar]3d64s2

– Số hiệu nguyên tử: 26

– Khối lượng nguyên tử: 56 g/mol

– Vị trí trong bảng tuần hoàn

      + Ô: số 26

      + Nhóm: VIIIB

      + Chu kỳ: 4

– Đồng vị: sắt có nhiều đồng vị như 55Fe, 56Fe, 58Fe, 59Fe

– Độ âm điện: 1,83

2.2.Tính chất vật lý và tính chất hóa học của sắt (Fe):

Thứ nhất, tính chất vật lý:

– Sắt là kim loại màu trắng xám, dẻo, dai, dễ rèn, nhiệt độ nóng chảy khá cao (1540oC).

– Dẫn nhiệt, dẫn điện, dẫn điện tốt.

– Nhận biết: Sắt có từ tính nên bị nam châm hút.

Thứ hai, tính chất hóa học:

– Sắt là kim loại có tính khử trung bình, tuỳ theo chất oxi hoá mà sắt có thể bị oxi hoá +2 hoặc +3.

Fe → Fe2+ + 2e

Fe → Fe3+ + 3e

– Phản ứng với axit: Phản ứng với dung dịch axit HCl, định luật H2SO4

Fe + 2H+ → Fe2+ + H2

– Với axit đậm đặc HNO3, H2SO4: Fe + 4HNO3 l → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O

Lưu ý: Với HNO3 đặc, dập; H2SO4 đặc, dập tắt: Fe bị thụ động hóa.

– Tác dụng với dung dịch muối. Fe được tạo ra từ các kim loại đứng yên sau khi thoát khỏi dung dịch muối của chúng:

Fe+ CuSO4 → FeSO4 + Cu

Ghi chú:

Fe + 2Ag+ → Fe2+ + 2Ag

Dư thừa Ag+ + Fe2+ → Fe3+ + Ag

2.3. Ứng dụng của sắt trong đời sống:

Sắt và các hợp kim của nó được sử dụng phổ biến hiện nay. Nó chiếm 95% tổng số kim loại được sản xuất trên thế giới. Sắt được ưa chuộng như vậy nhờ đặc tính chịu lực tốt, độ dẻo, độ cứng và giá thành rẻ. Nếu bạn để ý, sắt có ở khắp mọi nơi xung quanh chúng ta. Vậy công dụng của sắt là gì? Hãy cùng theo dõi sự xuất hiện của sắt hôm nay qua bảng thống kê sau.

Sắt có trong các vật dụng cá nhân như dao, kìm, kéo, kệ sắt, các dụng cụ gia đình khác, v.v.

Sắt trong nội thất như bàn ghế, khung cửa, tủ, cầu thang,…

Các thiết bị gia dụng như máy xay sinh tố, máy giặt, bồn rửa cũng có sắt.

Trong giao thông vận tải sắt cũng đóng một vai trò rất quan trọng.

Sắt là bộ khung cho các công trình xây dựng như nhà ở, cầu cống, nhà kiến trúc, v.v.

Nói chung, sắt và các hợp kim của nó có mặt trong hầu hết các công trình xây dựng, nó gắn liền với đời sống con người ngày nay.

​3. Bài tập vận dụng liên quan:

Câu 1. Cho 19,2 gam hỗn hợp Cu và CuO phản ứng hết với dung dịch HNO3 dư thu được 448 ml khí NO (đktc) (sản phẩm khử duy nhất). Phần trăm khối lượng của CuO trong hỗn hợp:

A. 60%

B. 90%

C. 10%

D. 20%

Xem đáp án

Câu 2. 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

Xem đáp án

Câu 3. Trong quá trình bảo quản, một đinh sắt nguyên chất bị oxi hóa bởi oxi khí quyển tạo thành hỗn hợp X gồm Fe, Fe2O3, Fe3O4 và FeO. Hợp chất X không tan hoàn toàn trong lượng dư dung dịch nào sau đây?

A. AgNO3.

B. HCl.

C. HNO3 đặc, nóng.

D. H2SO4 đặc, nóng.

Xem đáp án

Câu 4. 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

Xem đáp án

Câu 5. 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

Xem đáp án

Câu 6. Cho m gam bột Fe vào dung dịch HNO3 lấy dư ta thu được 8,96 lít (đktc) hỗn hợp hai khí NO2 và NO và tỉ khối đối với O2 là 1,3125. Thành phần phần trăm 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.

Xem đáp án

Câu 7. 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

Câu 8. Đốt cháy 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 trong dung dịch 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.

Câu 9: Biết phản ứng hoá học nào sau đây xảy ra xung quanh ta, phản ứng nào là phản ứng oxi hoá – khử? Nêu lợi ích và tác hại của từng phản ứng? (SGK Hóa học 8, NXB Giáo dục Việt Nam).

​A. Đốt than trong lò: C + O2 → CO2.

B. Dùng cacbon oxit khử sắt (III) oxit trong luyện kim.

Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2.

C. Nung vôi: CaCO3 → CaO + CO2.

D. Sắt bị gỉ trong không khí: 4Fe + 3O2 → 2Fe2O3.

=> Các phản ứng oxi hóa khử là A, B và D

– Phân tích ưu nhược điểm của từng phản ứng.

+ Phản ứng A: Tác hại là sinh ra khí CO2 gây ô nhiễm môi trường. Lợi ích của phản ứng là tạo ra nhiệt năng để sản xuất phục vụ cho sự sống.

+ Phản ứng B: Ưu điểm của phản ứng là tạo ra sự điều chế. Tác hại của phản ứng này là sinh ra khí CO2 gây ô nhiễm môi trường.

+ Phản ứng D: Phản ứng này chỉ có một mặt hại là làm gỉ sắt, ảnh hưởng đến nhiều công trình cũng như dụng cụ làm từ sắt.

Câu 10: Chọn đáp án chứa phát biểu đúng:

A. Chất nhường oxi cho chất khác là chất khử.

B. Chất nhường oxi cho chất khác là chất oxi hóa.

C. Chất chiếm oxi của chất khác là chất khử.

D. Phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng hóa học trong đó có xảy ra sự oxi hóa.

E. Phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng hóa học trong đó có xảy ra đồng thời sự oxi hóa và sự khử.

Đáp án: Câu phát biểu đúng là đáp án: B, C, E.

Câu 11: Hòa tan 7,8g hỗn hợp bột Al và Mg trong dung dịch HCl dư. Sau phản ứng thấy khối lượng dung dịch axit tăng thêm 7,0g. Khối lượng và magie trong hỗn hợp đầu là:

​A. 2,7g và 1,2g     B. 5,4g và 2,4g     C. 5,8g và 3,6g     D. 1,2g và 2,4g

Câu 10: Cho 15,8 gam KmnO4 tác dụng với dung dịch HCl đậm đặc. Thể tích khí clo thu được ở điều kiện tiêu chuẩn là:

A. 5,6 lít.     B. 0,56 lít.     C. 0,28 lít.     D. 2,8 lít.