Fe + H2SO4 (đặc nóng) → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O | Fe + H2SO4 ra SO2

Phản ứng Fe + H₂SO₄ đặc, nóng (hay sắt tác dụng với H₂SO₄ đặc, nóng) sinh ra SO₂ thuộc loại phản ứng oxi hóa - khử thường gặp trong các đề thi. Dưới đây là phản ứng hoá học đã được cân bằng chính xác và chi tiết nhất. Bên cạnh đó là một số bài tập có liên quan về Fe và H₂SO₄ có lời giải, mời các bạn đón đọc.

2Fe + 6H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

1. Phương trình phản ứng Fe tác dụng H₂SO₄ đặc, nóng

2Fe + 6H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂↑ + 6H₂O

2. Cân bằng phản ứng oxi hoá khử (theo phương pháp thăng bằng electron)

Bước 1: Xác định các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hoá, từ đó xác định chất oxi hoá – chất khử:

                                 $\stackrel{0}{Fe}+H_2\stackrel{+6}{S}{O}_4\to {\stackrel{+3}{Fe}}_2{\left(S{O}_4\right)}_3+\stackrel{+4}{S}{O}_2\uparrow +H_{2}O$       

Chất khử: Fe; chất oxi hoá: H₂SO₄.

Bước 2: Biểu diễn quá trình oxi hoá, quá trình khử

- Quá trình oxi hoá: $\stackrel{0}{Fe}\to \stackrel{+3}{Fe}+\text{ 3}e$

- Quá trình khử: $\stackrel{+6}{\text{S }}+\text{ 2}e\to \stackrel{+4}{S}$

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử và chất oxi hoá

$\begin{array}{c}2\times \\ 3\times \end{array}\left|\begin{array}{l}\stackrel{0}{Fe}\to \stackrel{+3}{Fe}+\text{ 3}e\\ \stackrel{+6}{S}+2e\to \stackrel{+4}{S}\end{array}\right.$

Bước 4: Điền hệ số của các chất có mặt trong phương trình hoá học. Kiểm tra sự cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế.

2Fe + 6H₂SO₄→ Fe₂(SO₄) + 3SO₂ + 6H₂O

3. Điều kiện phản ứng

Fe tác dụng với H₂SO₄ đặc khi đun nóng.

4.Cách tiến hành phản ứng

- Nhỏ từ từ H₂SO₄ đặc vào ống nghiệm có chứa sẵn 1 đinh sắt nhỏ.

- Đun nóng ống nghiệm trên ngọn lửa đèn cồn.

5. Hiện tượng hóa học

Sắt (Fe) tan dần trong dung dịch và sinh ra khí không màu, mùi hắc là sulfur dioxide (SO₂).

6. Tính chất hóa học của Fe

Fe là chất khử trung bình. Trong các phản ứng, Fe có thể nhường 2 hoặc 3e:

Fe → Fe³⁺ + 3e; Fe → Fe²⁺ + 2e

6.1. Tác dụng với các phi kim

Ở nhiệt độ cao, sắt khử nguyên tử phi kim thành ion âm và bị oxi hóa đến số oxi hoá +2 hoặc +3. Sắt tác dụng với hầu hết các phi kim khi đun nóng:

- Với halogen → muối sắt (III) halogenua (trừ iot tạo muối sắt II):

2Fe + 3X₂ $\stackrel{t^0}{\to }$ 2FeX₃ 

Ví dụ:

2Fe + 3Cl₂ $\stackrel{t^0}{\to }$ 2FeCl₃;

Fe + I₂ $\stackrel{t^0}{\to }$ FeI₂

- Với O­_2:

3Fe + 2O₂ $\stackrel{t^0}{\to }$ Fe₃O₄ 

Thực tế khi giải các bài tập thường gặp trường hợp tạo ra hỗn hợp gồm Fe và các oxit sắt.

- Với S:

Fe + S $\stackrel{t^0}{\to }$ FeS

6.2. Tác dụng với dung dịch axit

a. Với H⁺ (HCl, H₂SO₄ loãng... ) → muối sắt (II) + H₂

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂;

Fe + H₂SO_4 loãng → FeSO₄ + H₂

B. Tác dụng với các axit có tính oxi hóa mạnh (HNO₃, H₂SO₄ đậm đặc)

- Fe thụ động với H₂SO₄ đặc, nguội và HNO₃ đặc, nguội → có thể dùng thùng Fe chuyên chở axit HNO₃ đặc, nguội và H₂SO₄ đặc, nguội.

- Với dung dịch HNO₃ loãng: tạo muối sắt (III) + NO + H₂O

 Fe + 4HNO_{3 (loãng)} → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

- Với dung dịch HNO₃ đậm đặc, nóng: tạo muối muối sắt (III) + NO₂ + H₂O

 Fe + 6HNO₃ $\stackrel{t^0}{\to }$ Fe(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O

- Với dung dịch H₂SO₄ đậm đặc, nóng: tạo muối sắt (III) + SO₂ + H₂O

 2Fe + 6H₂SO₄ $\stackrel{t^0}{\to }$ Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

(**) Chú ý: sản phẩm sinh ra trong phản ứng của Fe với HNO₃ hoặc H₂SO₄ đậm đặc là muối sắt (III), nhưng nếu sau phản ứng có Fe dư hoặc có Cu thì tiếp tục xảy ra phản ứng:

 2Fe³⁺ + Fe → 3Fe²⁺ hoặc 2Fe³⁺ + Cu → 2Fe²⁺ + Cu²⁺

6.3. Tác dụng với dung dịch muối

- Fe có thể khử được ion các kim loại đứng sau nó trong dãy điện hóa ra khỏi muối → muối sắt (II) + kim loại.

Ví dụ: Fe + CuCl₂ → Cu + FeCl₂

- Fe tham gia phản ứng với muối Fe³⁺ → muối sắt (II): 2FeCl₃ + Fe → 3FeCl₂

Chú ý: Với muối Ag⁺, Fe có thể tham gia phản ứng để tạo thành muối Fe³⁺:

 Fe + 2AgNO₃ → Fe(NO₃)₂ + 2Ag

 Fe(NO₃)₂ + AgNO_3 dư → Fe(NO₃)₃ + Ag

6.4. Tác dụng với nước

Fe không tác dụng với nước ở nhiệt độ thường, ở nhiệt độ cao, sắt phản ứng mạnh với hơi nước:

 3Fe + 4H₂O $\stackrel{<{\text{ 570}}^{0}C}{\to }$ Fe₃O₄ + 4H₂ 

 Fe + H₂O $\stackrel{>{\text{ 570}}^{0}C}{\to }$ FeO + H₂

7. Tính chất hoá học của H₂SO₄

7.1. Tính chất của dung dịch axit sunfuric loãng

H₂SO₄ loãng có đầy đủ tính chất của một axit mạnh.

-  Làm đổi màu quỳ tím thành đỏ

- Tác dụng với nhiều kim loại (Mg, Al, Zn, Fe,...) tạo thành muối sunfat và giải phóng khí hiđro.

Ví dụ:

H₂SO_{4 (loãng)} + Mg → MgSO₄ + H₂ (↑)

3H₂SO_4 (loãng) + 2Al → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂ (↑)

Chú ý: Các kim loại Hg, Cu, Ag, Au, Pt …không tác dụng với H₂SO₄ loãng.

Khi Fe tác dụng với H₂SO₄ loãng, sản phẩm thu được là muối sắt (II)

H₂SO_{4 (loãng)} + Fe → FeSO₄ + H₂ (↑)

-  Tác dụng với bazơ tạo thành muối sunfat và nước.

Ví dụ:

H₂SO₄ + Cu(OH)₂ → CuSO₄ + 2H₂O

H₂SO₄ + 2KOH → K₂SO₄ + 2H₂O

-  Tác dụng với basic oxide tạo thành muối sunfat và nước.

Ví dụ:

H₂SO₄ + CuO → CuSO₄ + H₂O

H₂SO₄ + Na₂O → Na₂SO₄ + H₂O

- Tác dụng với một số muối tạo thành muối sunfat và axit mới

Ví dụ:

MgCO₃ + H₂SO₄ → MgSO₄ + CO₂ ↑ + H₂O

7.2. Tính chất của axit sunfuric đặc

a) Tính oxi hóa mạnh

+ Axit sunfuric đặc oxi hoá hầu hết các kim loại (trừ Au và Pt) tạo muối hoá trị cao và thường giải phóng SO₂ (có thể H₂S, S nếu kim loại khử mạnh như Mg).

2Fe + 6H₂SO₄ $\stackrel{t^o}{\to }$ Fe₂(SO₄)₃  + 3SO₂ + 6H₂O

Cu + 2H₂SO₄ $\stackrel{t^o}{\to }$ CuSO₄  + SO₂ + 2H₂O

Chú ý: Al, Fe, Cr bị thụ động hóa trong H₂SO₄ đặc, nguội.

+ Tác dụng với nhiều phi kim:

C + 2H₂SO₄ $\stackrel{t^o}{\to }$ CO₂ + 2SO₂ + 2H₂O

S + 2H₂SO₄ $\stackrel{t^o}{\to }$ 3SO₂ + 2H₂O

+ Tác dụng với nhiều hợp chất có tính khử:

2FeO + 4H₂SO₄ $\stackrel{t^o}{\to }$ Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 4H₂O

2KBr + 2H₂SO₄ $\stackrel{t^o}{\to }$ Br₂ + SO₂ + 2H₂O + K₂SO₄

b) H₂SO₄ đặc có tính háo nước

Axit sunfuric đặc chiếm nước kết tinh của nhiều muối ngậm nước, hoặc chiếm các nguyên tố H và O (thành phần của nước) trong nhiều hợp chất.

Ví dụ:

Khi cho axit H₂SO₄ đặc vào đường, đường sẽ hóa thành than.

C₁₂H₂₂O₁₁ $\stackrel{H_{2}S{O}_4đ}{\to }$ 12C + 11H₂O

Sau đó một phần C sinh ra lại bị H₂SO₄ đặc oxi hóa:

C + 2H₂SO_{4 (đặc)} → CO₂ + 2SO₂ + 2H₂O

8. Bài tập vận dụng liên quan 

Câu 1. 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.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

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

(2) sai, Fe²⁺ trong không khí dễ bị oxi hóa thành Fe³⁺.

(3) Fe bị thụ động trong H₂SO₄ đặc nguội → đúng.

(4) Quặng manhetit (Fe₃O₄) là quặng có hàm lượng Fe cao nhất → đúng.

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

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

Câu 2. 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.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Phương trình phản ứng minh họa:

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

Câu 3: Hòa tan hoàn toàn 3,9 gam hỗn hợp Al và Mg trong dung dịch H₂SO₄ dư, thu được 4,48 lít khí H₂ và dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là

A. 17,7.                        

B. 18,1.                        

C. 11,6.                        

D. 23,1.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Sơ đồ phản ứng: hỗn hợp $\left\{\begin{array}{l}Al\\ Mg\end{array}\right.$ + H­₂SO₄ $\to$ Muối $\left\{\begin{array}{l}A{l}_2{\left(S{O}_4\right)}_3\\ MgS{O}_4\end{array}\right.$ + H₂­.

$n_{H_{2}S{O}_4}=n_{H_2}$ = 0,2 (mol) $\to n_{S{O}_4^{2-}}=n_{H_{2}S{O}_4}$ = 0,2 (mol).

m = m_muối = m_{(Al, Mg)} + $m_{S{O}_4^{2-}}$ = 3,9 + 0,2×96 = 23,1 (gam).

Câu 4: Nung hợp chất X trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được Fe₂O₃ và H₂O. Cho X vào dung dịch HNO₃ đặc, nóng, có khí thoát ra. Hợp chất X là

A. Fe(OH)₃.                  

B. Fe(OH)₂.                  

C. FeO.                        

D. Fe(NO₃)₂.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Cho X vào dung dịch HNO₃ đặc, nóng, có khí thoát ra.

$\to$ X là hiđroxit sắt(II): Fe(OH)₂.

Phương trình hóa học:

4Fe(OH)₂ + O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ 2Fe₂O₃ + 4H₂O

Fe(OH)₂ + 4HNO₃ $\stackrel{t^o}{\to }$ Fe(NO₃)₃ + NO₂­ + 3H₂O

Câu 5. Chất nào sau đây tác dụng với dung dịch HNO₃ loãng, dư sinh ra khí NO?

A. FeO.                        

B. Fe₂O₃.                      

C. Fe(OH)₃.                  

D. Fe₂(SO₄)₃.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Để tác dụng với dung dịch HNO₃ loãng, dư sinh ra khí NO thì hợp chất sắt phải có số oxi hóa của Fe ≠ +3.

$\to$ FeO tác dụng với dung dịch HNO₃ loãng, dư sinh ra khí NO.

3FeO + 10HNO₃ $\to$ 3Fe(NO₃)₃ + NO­ + 5H₂O

Câu 6: Kim loại tác dụng với khí Cl₂ và dung dịch HCl tạo cùng loại muối là

A. Fe.                           

B. Cu.                           

C. Ag.                          

D. Mg.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Kim loại Mg tác dụng với khí Cl₂ và dung dịch HCl tạo cùng loại muối.

Mg + Cl₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ MgCl₂

Mg + 2HCl $\to$ MgCl₂ + H₂­

Loại A vì: Kim loại Fe tác dụng với khí Cl₂ và dung dịch HCl thu được hai muối khác nhau.

2Fe + 3Cl₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ 2FeCl₃

Fe + 2HCl $\to$ FeCl₂ + H₂­

Loại B vì: Cu không phản ứng với dung dịch HCl.

Loại C vì: Ag không phản ứng với dung dịch HCl.

Câu 7: Cho m gam bột Fe tác dụng hoàn toàn với một lượng dư dung dịch CuSO₄ thu được 9,6 gam Cu. Giá trị m là

A. 8,4.                          

B. 9,75.                        

C. 3,25.                        

D. 13,0.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Fe + CuSO₄ ® FeSO₄ + Cu.

n_Fe = n_Cu = 0,15 (mol).

$\to$ m = m_Fe = 0,15×56 = 8,4 (gam).

Câu 8: Cho luồng khí H₂ dư qua hỗn hợp các oxit CuO, Fe₂O₃, ZnO, MgO nung nóng ở t^o cao. Sau phản ứng hỗn hợp chất rắn còn lại là

A. Cu, Fe, Zn, MgO.     

B. Cu, Fe, ZnO, MgO.   

C. Cu, FeO, ZnO, MgO.                                 

D. Cu, Fe, Zn, Mg.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Sơ đồ phản ứng: Oxit $\left\{\begin{array}{l}CuO\\ F{e}_2{O}_3\\ ZnO\\ MgO\end{array}\right.$ + H₂  $\to$ Rắn $\left\{\begin{array}{l}Cu\\ Fe\\ Zn\\ MgO\end{array}\right.$ + CO₂.

$\to$ Hỗn hợp chất rắn sau phản ứng gồm: Cu, Fe, Zn, MgO.

Câu 9: Cho 41 gam hỗn hợp bột gồm Zn và Fe vào 500 ml dung dịch CuSO₄ 1M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X và 43,2 gam hỗn hợp kim loại. Phần trăm khối lượng của Fe trong hỗn hợp ban đầu là

A. 56,37%.                   

B. 37,58%.                   

C. 68,29%.                   

D. 43,62%.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

$n_{CuS{O}_4}$ = 0,5 (mol).

Tính khử: Zn > Fe $\to$ Thứ tự kim loại phản ứng với dung dịch CuSO₄: Zn, Fe.

Khối lượng kim loại tăng sau phản ứng $\to$ Fe có tham gia phản ứng với dung dịch CuSO₄.

Nếu CuSO₄ phản ứng hoàn toàn thì: m_Cu = 0,5×64 = 32 < 43,2 ® Kim loại Fe còn dư sau phản ứng.

m_{Fe (dư)} = 43,2 – 32 = 11,2 (gam).

Phương trình hóa học:

Zn + CuSO₄ $\to$ ZnSO₄ + Cu

 x         x                             x        (mol)

Fe + CuSO₄ $\to$ FeSO₄ + Cu

y           y                           y           (mol)

Gọi n_Zn = x (mol); n_Fe(pư) = y (mol)

m_{KL tăng} = 64×(x + y) – (65x + 56y) = 43,2 – 41 = 2,2

$\to$ 8y = 2,2 + x (*)

Ta có: 65x + 56y + 11,2 = 41 (**)

Từ (*) và (**), suy ra: x =  0,2; y = 0,3.

$\to$%m_Fe = $\frac{\mathrm{0,3}\times 56+\mathrm{11,2}}{41}\times 100\%\approx \mathrm{68,29}\%$.

Câu 10: Hòa tan hoàn toàn 6,44 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg và Zn bằng một lượng vừa đủ dung dịch H₂SO₄ loãng, thu được 1,344 lít khí H₂ (đktc) và dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là

A. 8,98.                        

B. 9,52.                        

C. 7,25.                        

D. 12,2.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Sơ đồ phản ứng: X + H₂SO₄ $\to$ Muối + H₂­.

$n_{H_2}$ = 0,06 (mol) = $n_{H_{2}S{O}_4}$ $\to$$n_{S{O}_4^{2-}}$ = 0,06 (mol).

$\to$ m_muối = m_X + $m_{S{O}_4^{2-}}$ = 6,44 + 0,06×96 = 12,2 (gam).

Câu 11. Cho 100 ml dung dịch FeCl₂ 1M tác dụng với 200 ml dung dịch AgNO₃ 4M, thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là

A. 47,4.                        

B. 30,18.                      

C. 12,96.                      

D. 39,5.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

$n_{FeC{l}_2}$ = 0,1 (mol) $\to n_{F{e}^{2+}}$ = 0,1 (mol); $n_{C{l}^{-}}$ = 0,2 (mol).

$n_{AgN{O}_3}$ = 0,8 (mol) $\to n_{A{g}^{+}}$ = $n_{N{O}_3^{-}}$ = 0,8 (mol).

Fe²⁺ + Ag⁺ $\to$ Fe³⁺ + Ag¯ (tính theo $n_{F{e}^{2+}}$)

0,1      0,1                   0,1          (mol)

$\to n_{A{g}^{+}}$_(dư) = 0,8 – 0,1 = 0,7 (mol).

Ag⁺ + Cl^- $\to$ AgCl¯ (tính theo $n_{C{l}^{-}}$)

0,2     0,2        0,2        (mol)

$\to$ m_¯ = m_Ag + m_AgCl = 0,1×108 + 0,2×143,5 = 39,5 (gam).

Câu 12: Hoà tan a gam hỗn hợp bột Fe, Al bằng dung dịch HCl thu được 17,92 lít khí H₂. Cùng lượng hỗn hợp trên hoà tan trong dung dịch NaOH dư thu được 13,44 lít khí H₂. Giá trị của a là

A. 7,8.                          

B. 11,7.                        

C. 22,0.                        

D. 15,6.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Tác dụng với dung dịch HCl: $n_{H_2}$ = 0,8 (mol).

Bảo toàn e: 2n_Fe + 3n_Al = 2$n_{H_2}$ $\to$ 2n_Fe + 3n_Al = 1,6 (1).

Tác dụng với dung dịch NaOH: $n_{H_2}$ = 0,6 (mol).

Bảo toàn e: 3n_Al = 2$n_{H_2}\to$ n_Al = 0,4 (mol)

$\to$ Thay vào (1), suy ra: n_Fe = 0,2 (mol).

$\to$ a = m_Fe + m_Al = 0,2×56 + 0,4×27 = 22 (gam).

Câu 13: Cho hỗn hợp bột Al, Fe vào dung dịch chứa Cu(NO₃)₂ và AgNO₃. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn gồm ba kim loại là

A. Fe, Cu, Ag.             

B. Al, Cu, Ag.             

C. Al, Fe, Cu.              

D. Al, Fe, Ag.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

$\left\{\begin{array}{l}Al\\ Fe\end{array}\right.+\left\{\begin{array}{l}Cu{\left(N{O}_3\right)}_2\\ AgN{O}_3\end{array}\right.\to \left\{\begin{array}{l}Ag\\ Cu\\ Fedu\end{array}\right.$

Câu 14: Đốt nóng một hỗn hợp gồm Al và  Fe₂O₃ (trong điều kiện không có không khí) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn X. Cho X tác dụng vừa đủ dung dịch NaOH có sinh ra H₂ (đktc). Vậy X gồm

A. Al, Fe_, Al₂O₃.          

B. Fe₂O₃, Fe_, Al₂O₃.     

C. Al, Fe_, Fe₂O₃.          

D. Fe_, Al₂O₃.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Vì X tác dụng với dung dịch NaOH sinh ra H₂ → X chứa Al dư

→ X gồm Al, Fe, Al₂O₃

Câu 15: Kim loại nào sau đây không tan trong dung dịch FeCl₃?

A. Fe .                         

B. Mg.                        

C. Ni .

D. Ag.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Cặp oxi hóa - khử Fe³⁺/Fe²⁺ đứng trước cặp oxi hóa - khử Ag⁺/Ag trong dãy điện hóa.

→ Theo quy tắc α thì Ag không tác dụng với dung dịch FeCl₃ 

Câu 16: Hòa tan một lượng Fe_xO_y 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. Fe₃O_4.              

D. A hoặc B.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Dung dịch X vừa làm mất màu dung dịch thuốc tím, vừa có khả năng hòa tan được bột Cu

→ Trong dung dịch X có Fe²⁺ và Fe³⁺.

→ Oxit sắt là Fe₃O₄.

Phương trình phản ứng:

${\text{5Fe}}^{\text{2+}}{\text{ + MnO}}_{\text{4}}^{\text{-}}{\text{ + 8H}}^{\text{+}}\stackrel{}{\to }{\text{ 5Fe}}^{\text{3+}}{\text{ + Mn}}^{\text{2+}}{\text{ + 4H}}_{\text{2}}\text{O}$

2Fe³⁺ + Cu → 2Fe²⁺ + Cu²⁺

Câu 17: 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. 87,5 ml                     

B. 125 ml                       

C. 62,5 ml                     

D. 175 ml

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄ $\stackrel{+HCl}{\to }$ FeCl₂, FeCl₃ $\stackrel{+NaOH,t°C}{\to }$ Fe₂O₃
$m_{F{e}_2{O}_3}$ = 3 : 160 = 0,01875 gam

Coi hỗn hợp ban đầu gồm Fe, O.

n_Fe = 2$n_{F{e}_2{O}_3}$ = 2.0,01875 = 0,0375 mol

→  n_O = $\frac{\mathrm{2,8}-\mathrm{0,0375.56}}{16}$ = 0,04375 mol
Bảo toàn nguyên tố O → $n_{H_{2}O}$ = n_O = 0,04375 mol
Bảo toàn nguyên tố H:  n_HCl = 2$n_{H_{2}O}$ = 2.0,04375 = 0,0875 mol

→ V = 87,5 ml.

Câu 18: Cho hỗn hợp gồm 2,8g Fe và 3,2g Cu vào dung dịch HNO₃ thu được dung dịch A, V lít khí NO₂ ở đktc (sản phẩm khử duy nhất) và còn dư 1,6g kim loại. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Khối lượng muối thu được khi cô cạn dung dịch A và giá trị của V là

A. 10,6g và 2,24 lít.                                    

B. 14,58g và 3,36 lít.

C.  16.80g và 4,48 lít.                                 

D. 13,7g và 3,36 lít.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Dư 1,6g kim loại → m_{Cu dư} = 1,6g; dung dịch A gồm: Fe(NO₃)₂; Cu(NO₃)₂
→ n_{Cu phản ứng} = 3,2 – 1,6 = 1,6 gam

→ $n_{Cu{\left(N{O}_3\right)}_2}$ = n_{Cu phản ứng} = $\frac{\mathrm{1,6}}{64}$ = 0,025 mol

→ $m_{Cu{\left(N{O}_3\right)}_2}$ = 0,025.188 = 4,7 gam

$n_{Fe{\left(N{O}_3\right)}_2}=n_{Fe}=\frac{\mathrm{2,8}}{56}$ = 0,05 mol

→ $m_{Fe{\left(N{O}_3\right)}_2}$ = 0,05.180 = 9 gam

→ m _muối = 4,7 + 9 = 13,7 gam

Bảo toàn electron

→ $n_{N{O}_2}$ = 2n_Fe + 2n_{Cu phản ứng} = 2. 0,05 + 2. 0,025 = 0,15 mol

→ $V_{N{O}_2}=\mathrm{0,15.22,4}=\mathrm{3,36}\left(l\right)$

Câu 19: Dung dịch A gồm 0,4 mol HCl và 0,05 mol Cu(NO₃)₂. Cho m gam bột Fe vào dung dịch, khuấy đều cho đến khi phản ứng kết thúc thu được chất rắn X gồm hai kim loại có khối lượng 0,8m gam. Giả sử sản phẩm khử HNO₃ duy nhất chỉ có NO. Giá trị của m bằng:

A. 20 gam.                     

B. 30 gam.                     

C. 40 gam.                     

D. 60 gam.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Sau phản ứng thu được hỗn hợp gồm 2 kim loại Fe, Cu → H⁺ và NO₃^-, Cu²⁺ hết.

Dung dịch chỉ chứa FeCl₂: 0,2 mol (bảo toàn Cl^- = 0,4 mol), Cu: 0,05 mol
→ m _{Fe pư} = 0,2 .56 = 11,2 gam
→ 0,8m gam kim loại gồm m_{Fe dư} = m - 11,2 gam và m_Cu = 0,05.64 = 3,2 gam
→ 0,8m = 3,2 + m - 0,2.56 → m = 40 gam.

Câu 20: Để khử hoàn toàn 17,6 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄ cần dùng vừa đủ 2,24 lít H₂ (đo ở đktc). Khối lượng Fe thu được là

A. 15 gam.            

B. 17 gam.            

C. 16 gam.            

D. 18 gam.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

$n_{H_2}$ = n_{O trong oxit} = 2,24 : 22,4 = 0,1 mol

m_Fe = m _{hỗn hợp} - m_O

→ m_Fe = 17,6 – 0,1.16

→ m_Fe = 16 gam

Câu 21: Cách nào sau đây có thể dùng để điều chế FeO?

A Dùng CO khử Fe₂O₃ ở 500°C.                 

B Nhiệt phân Fe(OH)₂ trong không khí.

C. Nhiệt phân Fe(NO₃)₂                              

D. Đốt cháy FeS trong oxi.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Khử Fe₂O₃ bằng CO trong lò cao ở nhiệt độ khoảng 500 - 600^oC thu được FeO là sản phẩm chính.

3Fe₂O₃ + CO $\stackrel{400°C}{\to }$ 2Fe₃O₄ + CO₂

Fe₃O₄ + CO $\stackrel{500-600°C}{\to }$ 3FeO + CO₂.

Câu 22: Dung dịch loãng chứa hỗn hợp 0,01 mol Fe(NO₃)₃ và 0,15 mol HCl có khả năng hòa tan tối đa lượng Fe là

A. 0,28 gam.                           

B. 1,68 gam.                  

C. 4,20 gam.                  

D. 3,64 gam.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Lượng sắt phản ứng là tối đa nên sau phản ứng chỉ thu được muối sắt (II).

$N{O_3}^{-}$ hết, phản ứng tính theo $N{O_3}^{-}$

$\begin{array}{l}3Fe+8H^{+}+2N{O_3}^{-}\to 3F{e}^{2+}+2NO+4H_{2}O\\ \mathrm{0,045} \leftarrow \mathrm{0,12} \leftarrow \mathrm{0,03} mol\end{array}$

$\begin{array}{l}Fe+2F{e}^{3+}\to 3F{e}^{2+}\\ \mathrm{0,005}\leftarrow \mathrm{0,01} mol\end{array}$

$\begin{array}{l}Fe +2H^{+}\to F{e}^{2+}+H_2\\ \mathrm{0,015}\leftarrow \left(\mathrm{0,15}–\mathrm{4.0,03}\right)mol\end{array}$

n_Fe = 0,045 + 0,005 + 0,015 = 0,065 mol

→ m_Fe = 0,065.56 = 3,64 gam.

Câu 23: Có thể điều chế Fe(OH)₃ bằng cách:

A. Cho Fe₂O₃ tác dụng với H₂O .

B. Cho Fe₂O₃ tác dụng với NaOH vừa đủ.

C. Cho muối sắt(III) tác dụng axit mạnh.    

D. Cho muối sắt(III) tác dụng dung dịch NaOH dư.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Có thể điều chế Fe(OH)₃ bằng cách Cho muối sắt(III) tác dụng dung dịch NaOH dư

FeCl₃ + 3NaOH _dư → Fe(OH)₃ + 3NaCl

Câu 24: Để khử ion Fe³⁺ trong dung dịch thành ion Fe²⁺ có thể dùng một lượng dư

A. kim loại Mg.           

B. kim loại Cu.                 

C. kim loại Ba.            

D. kim loại Ag.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

A. Không dùng Mg vì dư Mg sẽ thu được kim loại sắt

Mg + 2Fe³⁺ → Mg²⁺ + 2Fe²⁺

Mg + Fe²⁺ → Mg²⁺ + Fe

B. Dùng lượng dư Cu

Cu + 2Fe³⁺ → Cu²⁺ + 2Fe²⁺

C. Không dùng Ba vì Ba phản ứng với nước trong dung dịch tạo hiđroxit kết tủa với Fe³⁺

Ba + 2H₂O → Ba(OH)₂ + H₂

3OH^- + Fe³⁺ → Fe(OH)_{3$\downarrow$}

D. Ag không khử được Fe³⁺

Câu 25: Hòa tan hết 4 gam hỗn hợp A gồm Fe và 1 oxit sắt trong dung dịch axit HCl (dư) thu được dung dịch X. Sục khí Cl₂ cho đến dư vào X thu được dung dịch Y chứa 9,75 gam muối tan. Nếu cho 4 gam A tác dụng với dung dịch HNO₃ loãng dư thì thu được V lít NO (sản phẩm khử duy nhất, đktc). Tính V?

A. 0,896               

B. 0,726     

C. 0,747     

D. 1,120

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

$n_{FeC{l}_3}$ = 9,75 : 162,5 = 0,06 mol

Quy đổi hỗn hợp A về (Fe và O)

 n_Fe = $n_{FeC{l}_3}$ = 0,06 mol → n_O = $\frac{4-\mathrm{0,06.56}}{16}$ = 0,04 mol

Nếu cho A tác dụng với dung dịch HNO₃. Bảo toàn electron ta có:

3n_Fe  = 3n_NO + 2n_O

→ 3.0,06 = 3.n_NO + 2.0,04

→ n_NO = 0,033 → V_NO = 0,747 lít.

Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:

• 2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl3
• 2Fe + 3Br₂ → 2FeBr₃
• Fe + I₂ → FeI₂
• 3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄
• 3Fe + 2O₂ → 2Fe₂O₃
• 2Fe + O₂ → 2FeO
• Fe + S → FeS
• Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂
• Fe + 2H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂
• Fe + H₃PO₄ → FeHPO₄ + H₂
• Fe + 2H₃PO₄ → Fe(H₂PO₄)₂ + H₂
• 3Fe + 2H₃PO₄ → Fe₃(PO₄)₂ + 3H₃
• 10Fe + 36HNO₃ → 10Fe(NO₃)₃ + 3N₂+ 18H₂O
• 8Fe + 30HNO₃ → 8Fe(NO₃)₃ + 3N₂O + 15H₂O
• Fe + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O
• 8Fe + 30HNO₃ → 8Fe(NO₃)₃ + 3NH₄NO₃ + 9H₂O
• Fe + 6HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O
• 2Fe + 4H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + S + 2H₂O
• 8Fe + 15H₂SO₄ → 4Fe₂(SO₄)₃ + H₂S + 12H₂O
• Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂
• Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu
• Fe + 2AgNO₃ → Fe(NO₃)₂ + 2Ag
• Fe + Pb(NO₃)₂ → Fe(NO₃)₂ + Pb
• Fe + Fe₂(SO₄)₃ → 3FeSO₄
• Fe + 2Fe(NO₃)₃ → 3Fe(NO₃)₂
• Fe + 2FeCl₃ → 3FeCl₂
• Fe + Cu(NO₃)₂ → Cu + Fe(NO₃)₂
• Fe + CuCl₂ → Cu + FeCl₂
• Fe + H₂O → FeO + H₂ ↑
• 3Fe + 4H₂O → 4H₂ ↑ + Fe₃O₄
• 2Fe + 3H₂O₂ → 2Fe(OH)₃ ↓
• Fe + 8HCl + Fe₃O₄ → 4FeCl₂ + 4H₂O
• 2Fe + 3F₂ → 2FeF₃
• 10Fe + 6KNO₃ → 5Fe₂O₃ + 3K₂O + 3N₂ ↑
• Fe + 4HCl + KNO₃ → 2H₂O + KCl + NO ↑ + FeCl₃
• Fe + 4HCl + NaNO₃→ 2H₂O + NaCl + NO ↑ +FeCl₃
• Fe + Fe₂O₃ →3FeO
• Fe + Fe₃O₄ → 4FeO
• Fe + HgS → FeS + Hg
• 2Fe + 3SO₂ →FeSO₃ + FeS₂O₃
• 4Fe + 5O₂ + 3Si → Fe₂SiO₄ + 2FeSiO₃
• Fe + 2HBr → H₂ ↑ + FeBr₂
• Fe + 2NaHSO₄ → H₂ ↑ + Na₂SO₄ + FeSO₄

---