Fe + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O 2023

Fe + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + H₂O là phản ứng oxi hóa khử, được chinese.com.vn/giao-duc biên soạn, phương trình này sẽ xuất hiện xuyên suốt trong quá trình học Hóa học. Đặc biệt Hóa học 10 các bạn sẽ được làm quen với phương trình này qua bài cân bằng phản ứng oxi hóa khử, và chương oxi lưu huỳnh Hóa 10.

Hy vọng qua phản ứng Fe tác dụng H₂SO₄ đặc nóng này có thể giúp các bạn viết và cân bằng phương trình một cách nhanh và chính xác hơn.

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)

Fe⁰ + H₂S⁺⁶O₄ → Fe₂⁺²(SO₄)₃ + S⁺⁴O₂ + H₂O

2x 3x

Fe0 → Fe+3 +3e S+6 + 2e → S+4

2Fe + 6H₂SO₄ → Fe₂(SO₄) + 3SO₂ + 6H₂O

3.  Điều kiện phản ứng Fe tác dụng với H₂SO₄ đặc nóng

Nhiệt độ

4. Cách tiến hành phản ứng Fe tác dụng với H₂SO₄ đặc nóng

Cho Fe (sắt) tác dụng với axit sunfuric H₂SO₄ 

5. Hiện tượng Hóa học

Sắt (Fe) tan dần trong dung dịch và sinh ra khí mùi hắc Lưu huỳnh đioxit (SO₂).

5. Bài tập vận dụng liên quan 

Câu 1. 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

Đáp án B

n_Fe = 5,6/56=0,1 mol

Quá trình nhường e

Fe⁰ → Fe⁺³ + 3e

0,1 → 0,3

Quá trình nhận e

S⁺⁶ + 2e → S⁺⁴

0,3 0,15

→ V_SO2 = 0,15.22,4 = 3,36 lít

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

Đáp án D

A. Fe + Cl₂ → FeCl₃

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

C. Fe + AgNO_{3 dư} → Fe(NO₃)₃ + Ag

D: Fe + HCl → FeCl₂ + H₂

Câu 3. 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}

Đáp án D

A. 2HCl + Fe → FeCl₂ + H₂

B. Fe thụ động H₂SO₄ đặc, nguội

C. 2HCl + Fe → FeCl₂ + H₂

Fe + S → FeS

Câu 4. Kim loại nào sau đây không tác dụng với dung dịch H₂SO₄ loãng?

A. Al

B. Mg

C. Zn

D. Cu

Đáp án D

A. 2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂

B. Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂

C. Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂

Câu 5. Để pha loãng dung dịch H₂SO₄ đặc 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

Đáp án B 

H₂SO₄ tan vô hạn trong nước và tỏa rất nhiều nhiệt. Nếu ta rót nước vào axit, nước sôi đột ngột và kéo theo những giọt axit bắn ra xung quanh gây nguy hiểm trực tiếp đến người thực hiện làm thí nghiệm.

Vì vậy muốn pha loãng axit H₂SO₄ đặc, người ta phải rót từ từ axit vào nước và khuấy nhẹ bằng đũa thủy tinh mà không được làm ngược lại.

Câu 6. Những chất nào bị thụ động trong H₂SO₄ đặc nguội

A. Al, Cu, Cr

B. Fe, Cu, Cr

C. Cr, Al, Fe

D. Al, Cr, Zn

Đáp án C: Các kim loại thụ động với H₂SO₄ đặc nguội là: Al, Fe, Cr

Câu 7. 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.

Đáp án C

Coi như hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄ gồm có x mol Fe và y mol O

Theo đề bài ta có:  56x + 16y= 11,36 (1)

Ta có n_NO= 0,06 mol

Qúa trình cho electron:

Fe → Fe³⁺+ 3e

x                 x mol

Qúa trình nhận electron:

O + 2e→ O^-2

y    2y mol

N⁺⁵+ 3e → NO

0,18 ← 0,06

Theo ĐLBT electron thì: n_{e cho} = n_{e nhận} nên 3x = 2y+ 0,18 (2)

Từ (1) và (2) ta có x= 0,16 và y= 0,15

Bảo toàn nguyên tố Fe có n_Fe(NO3)3 = n_Fe= x= 0,16 mol

n_{Fehình thành} = 0,23 mol

Fe + 4HNO₃ → 2H₂O + NO + Fe(NO₃)₃

x        4x                                     x

Fe + 2Fe(NO₃)₃ → 3Fe(NO₃)₂

0,23-x  x+ 0,16

→ x= 0,1 → n_HNO3 = 4.0,1 + 3.0,16 + 0,06 = 0,94 mol

Câu 8. Cho các quặng sau: pirit, thạch cao, mica, apatit, criolit, boxit, dolomit. Số quặng chứa nhôm là:

A.2.

B. 3.

C. 4.

D. 5.

Đáp án B

Câu 9. 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.

Đáp án D

Đặt số mol FeCl₂ và số mol FeCl₃ trong mỗi phần lần lượt là a và b mol

Phần 1: Bảo toàn Fe có

n_Fe(OH)3 = n_FeCl2 + n_FeCl3 → a + b = 0,5

Phần 2: Bảo toàn Clo có

n_AgCl = 2.n_FeCl2 + 3.n_FeCl3 → 2a + 3b = 1,3

Giải hệ phương trình được a = 0,2 và b = 0,3

→ a : b = 2 : 3.

Câu 10: 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.

Đáp án D

Nếu Mg dư hoặc vừa đủ:

m_{chất rắn} = m_Fe + m_{Mg (dư)} ≥ n_Fe = 0,18.56 = 10,08 gam

mà chỉ thua được 6,72 gam chất rắn nên Mg phản ứng hết → n_Fe = 0,12 mol.

Mg (0,09) + 2Fe³⁺ (0,18 mol) → Mg²⁺ + 2Fe²⁺

Mg (0,12) + Fe²⁺ → Mg²⁺ (0,12 mol) + Fe

→ n_Mg = 0,09 + 0,12 = 0,21 mol → m_Mg = 0,21.24 = 5,04 gam.

Câu 11: 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.

Đáp án B

Gọi số mol CO tham gia phản ứng là a → số mol CO₂ tạo thành là a mol

Vì lượng CO dư → chất rắn chỉ chứa Fe → n_Fe = 0,375 mol.

Fe_xO_y + yCO → xFe + yCO₂

Bảo toàn khối lượng → m_oxit + m_CO = m_Fe + m_CO2 → 29 + 28a = 44a + 21

→ a = 0,5 mol → n_O = 0,5 mol

→ n_Fe : n_O = 0,375 : 0,5 = 3:4 → Công thức của oxit sắt là Fe₃O₄.

Câu 12. Sắt có tính chất vật lý nào dưới đây:

A. Màu trắng bạc, nhẹ, có ánh kim, dẫn điện và dẫn nhiệt kém.

B. Màu trắng bạc, nặng, có ánh kim, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt

C. Màu trắng xám, nặng, có ánh kim, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt

D. Màu trắng xám, nhẹ, có ánh kim, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt.

Đáp án C

Câu 13. 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.

Đáp án D

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Natri

n_NaCl = _nNaOH = 0,3 (mol)

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Clo

→ n_HCl = n_NaCl = 0,3 (mol)

V_HCl = 0,3 : 4 = 0,075 lít

Câu 14. 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.

Đáp án B

Gọi x, y lần lượt là số mol của NO₂, NO.

n_{Hỗn hợp khí} = 4,48/ 22,4 = 0,2 (mol)

→ x + y = 0,2 (1)

Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp khí là:

1,3125.32 = 42 (gam/mol)

→ Khối lượng của hỗn hợp khí trên là: 42.0,2 = 8,4 (gam)

→ 46x + 30y = 8,4 (2)

Từ (I) và (II) → x = 0,15; y = 0,05

→ %NO₂ = 0,3/(0,15 + 0,05) . 100% = 75%

% NO = 25%

Áp dụng đinh luật bảo toàn electron ta có:

3.n_Fe = 1.n_NO2 + 3.n_NO

→ 3. n_Fe = 0,15 + 3 .0,05 = 0,3

→ n_Fe = 0,3/3 = 0,1 mol

→ m _Fe = 0,1 .56 = 5,6 gam

Câu 15. 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

Đáp án C

Đốt Fe trong oxi: Fe + O₂ → Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO, Fe dư (hỗn hợp X)

Hỗn hợp X + HCl dư FeCl₂, FeCl₃ và HCl dư

Câu 16. Cho 17,4 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe₂O₃ và Fe₃O₄ phản 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.

Đáp án A

Qui đổi 17,4 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe₂O₃ và Fe₃O₄ là hỗn hợp của x mol Fe và y mol O.

Ta có: m_{hỗn hợp} = 56x + 16y = 17,4 (1)

Bảo toàn e :3n_Fe = 2n_O+ 3n_NO → 3x = 2y + 0,15 (2)

Giải hệ (1) và (2) → x = 0,225 mol; y = 0,3 mol

n_Fe(NO3)3 = n_Fe = x = 0,225 mol,

→ m_Fe(NO3)3 = 0,225.242 = 54,45 gam

Câu 17. 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.

Đáp án C

M + 2nHNO₃ → M(NO₃)_n + nNO₂ + nH₂O

a → a → na

2M + xH₂SO₄ → M₂(SO₄)x + xH₂

a → a/2 → xa/2

Thể tích khí đo ở cùng điều kiện nên tỉ lệ thể tích bằng tỉ lệ số mol:

na = 3xa/2 → n = 3x/2

(2R + 96x).a/2 = 0,6281.(R + 62n).a

(2R + 96x).a/2 = 0,6281.(R + 62.(3x/2)).a

→ R = 28x

Thỏa mãn với n = và R = 56 (Fe).

………………………..

Ngoài ra các bạn có thể tham khảo một số tài liệu sau:

chinese.com.vn/giao-duc đã gửi tới bạn Fe + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O được chinese.com.vn/giao-duc biên soạn. Nội dung tài liệu đưa ra với mong muốn giúp các bạn biết cách viết và cân bằng phương trình phản ứng khi cho Fe tác dụng H₂SO₄ đặc nóng  từ đó có thể nhận biết hiện tượng sau phản ứng. Cũng như khái quát lại tính chất Hóa học của Fe, tính chất hóa học H₂SO₄ thông qua có các bài tập minh họa.

Chúc các bạn học tập tốt.

Ngoài ra, chinese.com.vn/giao-duc đã thành lập group chia sẻ, trao đổi tài liệu học tập môn Hóa Học miễn phí trên Facebook: Hóa Học không khó. Mời các bạn học sinh tham gia nhóm, để có thể nhận được những tài liệu mới nhất.