Mục lục bài viết
1. Phản ứng giữa FeO và HNO3 loãng:
Phản ứng giữa FeO và HNO3 loãng là một phản ứng oxi-hoá khá phổ biến trong hóa học. Trong phản ứng này, oxit sắt (FeO) sẽ tác dụng với axit nitric (HNO3) để tạo thành muối nitrat của sắt (III) (Fe(NO3)3), khí Nitơ (NO) và nước (H2O).
1.1. Phương trình cho phản ứng FeO tác dụng HNO3 loãng có dạng:
3FeO + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O
Trong đó, FeO và HNO3 là chất ban đầu, Fe(NO3)3 là sản phẩm, NO là khí thoát ra, và H2O là nước tạo thành.
Cân bằng phương trình FeO + HNO3 loãng
1.2. Để cân bằng phương trình FeO + HNO3 loãng, ta cần thực hiện các bước sau:
Bước 1: Viết phương trình chưa cân bằng:
FeO + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O
Bước 2: Cân bằng số nguyên tố Oxi:
FeO + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O
Bước 3: Cân bằng số nguyên tử:
2FeO + 8HNO3 → Fe2(NO3)6 + 2NO + 4H2O
1.3. Điều kiện phản ứng giữa FeO và HNO3 loãng:
Phản ứng giữa FeO và HNO3 loãng xảy ra ngay cả ở điều kiện thường. Tuy nhiên, để tăng tốc độ phản ứng, có thể sử dụng chất xúc tác hoặc tăng nhiệt độ. Nếu nhiệt độ tăng lên, phản ứng sẽ diễn ra nhanh hơn do tăng độ động năng của các phân tử.
Ngoài ra, cũng cần lưu ý rằng phản ứng giữa FeO và HNO3 loãng là một phản ứng phức tạp và có thể tạo ra nhiều sản phẩm phụ khác nhau. Do đó, để đảm bảo rằng phản ứng diễn ra đúng cách và chính xác, cần sử dụng các điều kiện phù hợp và kiểm tra kỹ các sản phẩm tạo ra.
Trên đây là những thông tin cơ bản về phản ứng giữa FeO và HNO3 loãng, hi vọng sẽ giúp ích cho bạn trong quá trình học tập và nghiên cứu.
2. Cách tiến hành phản ứng giữa FeO và axit HNO3 loãng:
Để tiến hành phản ứng giữa oxit sắt(II) và dung dịch axit HNO3, ta cần chuẩn bị những vật liệu và thiết bị cần thiết như bình nứt kín, chất rắn oxit sắt(II), dung dịch axit HNO3 loãng, nhiệt kế, quá trình đun nóng bằng bình đun nước.
3. Hiện tượng phản ứng FeO và axit HNO3 loãng:
Sau khi cho chất rắn oxit sắt(II) tác dụng với dung dịch axit HNO3 loãng, chúng ta quan sát thấy hiện tượng chất rắn màu đen sắt(II) oxit (FeO) bắt đầu tan dần. Khi phản ứng tiếp diễn, khí nitơ oxit (NO) được giải phóng và hóa nâu ngoài không khí, tạo ra một hiện tượng đặc biệt thú vị để quan sát.
4. Tính chất hóa học của FeO:
FeO là một hợp chất quan trọng của sắt (II) với tính chất đặc trưng là tính khử. Nó có khả năng cả oxi hóa và khử, nhưng tính khử của nó thường được coi là đặc trưng hơn. Điều này bởi vì trong các phản ứng hóa học, ion Fe2+ dễ dàng nhường 1 electron để trở thành ion Fe3+, do đó FeO có khả năng khử tốt.
4.1. Tính chất đặc trưng của hợp chất sắt (II) là tính khử:
Các hợp chất sắt (II) có tính khử quan trọng trong nhiều ứng dụng công nghiệp, chẳng hạn như trong sản xuất thép, luyện kim và đồng hồ. Mặc dù có tính khử, các hợp chất sắt (II) thường kém bền và dễ bị oxi hóa thành các hợp chất sắt (III).
FeO là một oxit bazơ, ngoài tính khử, nó còn có tính oxi hóa do có số oxi hóa +2 – số oxi hóa trung gian. Điều này làm cho FeO trở thành một chất hóa học có tính khử và tính oxi hóa đa dạng.
4.2. Tác dụng với dung dịch axit: HCl; H2SO4 loãng:
FeO có thể phản ứng với các dung dịch axit như HCl, H2SO4 loãng để tạo ra FeCl2, FeSO4 và H2O. Trong các phản ứng này, ion Fe2+ trong FeO nhường electron cho ion H+ của axit để tạo thành các muối của sắt.
FeO cũng có tính oxi hóa khi tác dụng với các chất khử mạnh như H2, CO, Al để tạo ra Fe, CO2, và Al2O3. Trong trường hợp này, FeO cung cấp electron cho các chất khử để chúng có thể trở thành các chất oxy hóa.
Tuy nhiên, FeO cũng là một chất khử khi tác dụng với các chất có tính oxi hóa mạnh như HNO3, H2SO4 đặc, O2 để tạo ra Fe(NO3)3, NO2, Fe2(SO4)3, và SO2.
Có thể thấy, FeO là một chất hóa học vô cùng đa dạng và phức tạp, với nhiều tính chất oxi hóa và khử quan trọng. Việc tìm hiểu và nghiên cứu tính chất của FeO sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về các tính chất hóa học của sắt và các hợp chất của nó.
5. Bài tập vận dụng liên quan:
Câu 1. 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
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: B
(a) 4HCl + MnO2→ MnCl2 + Cl2 + 2H2O.
Giải thích: Trong phản ứng trên, MnO2 được khử thành MnCl2, trong đó Cl2 được tạo ra. Do đó, Đáp án A là sai.
(c) 2HCl + 2HNO3 → 2NO2 + Cl2 + 2H2O.
Giải thích: Trong phản ứng trên, HNO3 tác dụng với HCl để tạo ra Cl2 và NO2. Do đó, Đáp án C là đáp án đúng.
Vì vậy, đáp án đúng là B.
Câu 2. 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.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: A
Phương trình phản ứng minh họa
3Mg + 8HNO3 → 3Mg(NO3)2 + 2NO + 4H2O
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
Câu 3. 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
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: C
Hòa tan được Cu là tính chất của muối Fe (III), hấp thụ được khí Cl2 là tính chất của muối Fe(II). FexOy hòa ta trong H2SO4 loãng tạo ra đồng thời muối Fe (III) và muối Fe (II) là sắt từ oxit Fe3O4.
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 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
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: A
Hòa tan được Cu là tính chất của muối Fe (III), hấp thụ được khí Cl2 là tính chất của muối Fe(II). FexOy hòa ta trong H2SO4 loãng tạo ra đồng thời muối Fe (III) và muối Fe (II) là sắt từ oxit Fe3O4.
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 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.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: B
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
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: D
Loại A vì Fe tác dụng với HCl tạo ra muối sắt (II)
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
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: D
Các dung dịch KMnO4/ H2SO4; K2Cr2O7/ H2SO4; Br2 đều là các chất oxi hóa → Fe2+ sẽ có phản ứng oxi hóa khử làm mất màu các dung dịch trên
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 + 2H2SO4
Câu 8. 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
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: B
Fe, Al, Cr không tác dụng với HNO3 đặc nguội vì bị thụ động
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 9. 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.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: C
Cho dung dịch NaOH vào ống nghiệm đựng dung dịch FeCl3, xảy ra phản ứng:
Phương trình phản ứng minh họa xảy ra
3NaOH + FeCl3 → Fe(OH)3 ↓ + 3NaCl
Fe(OH)3 kết tủa màu đỏ nâu
Câu 10. 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
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: A
A: MgCO3 và MgO
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
