Phản ứng Fe3O4 + H2SO4 (loãng)→ FeSO4 + Fe2(SO4)3 + H2O
1. Phương trình phản ứng Fe3O4 tác dụng với H2SO4 loãng
Fe3O4 + 4H2SO4 → FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O
2. Điều kiện phản ứng Fe3O4 tác dụng với H2SO4 loãng
Nhiệt độ
3. Cách tiến hành phản ứng Fe3O4 tác dụng với H2SO4 loãng
Cho oxit sắt từ tác dụng với dung dịch axit H2SO4 loãng.
4. Hiện tượng sau phản ứng Fe3O4 ra Fe2(SO4)3
Chất rắn màu nâu đen Sắt III oxit (Fe3O4) tan dần.
5. Bản chất của các chất tham gia phản ứng
5.1. Bản chất của Fe3O4 (Sắt từ oxit)
Oxit sắt từ là một oxit bazơ tác dụng với dung dịch axit như HCl, H2SO4 loãng tạo ra hỗn hợp muối sắt (II) và sắt (III).
5.2. Bản chất của H2SO4 (Axit sunfuric)
H2SO4 tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối mới và nước.
6. Tính chất hóa học của Fe3O4
Định nghĩa: Là hỗn hợp của hai oxit FeO, Fe2O3. Có nhiều trong quặng manhetit, có từ tính.
Công thức phân tử Fe3O4
6.1. Tính chất vật lí oxit Fe3O4
Là chất rắn, màu đen, không tan trong nước và có từ tính.
6.2. Tính chất hóa học oxit Fe3O4
+ Tính oxit bazơ
Fe3O4 tác dụng với dung dịch axit như HCl, H2SO4 loãng tạo ra hỗn hợp muối sắt (II) và sắt (III).
Fe3O4 + 8HCl → 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O
Fe3O4+ 4H2SO4 loãng→ Fe2(SO4)3+ FeSO4 + 4H2O
+ Tính khử
Fe3O4 là chất khử khi tác dụng với các chất có tính oxi hóa mạnh:
3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O
+ Tính oxi hóa
Fe3O4 là chất oxi hóa khi tác dụng với các chất khử mạnh ở nhiệt độ cao như: H2, CO, Al:
Fe3O4 + 4H2 3Fe + 4H2O
Fe3O4+ 4CO 3Fe + 4CO2
3Fe3O4 + 8Al 4Al2O3 + 9Fe
7. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1. Hoà tan oxit sắt từ (Fe3O4) vào dung dịch H2SO4 loãng dư thu được dung dịch A. Tìm phát biểu sai
A. Cho KOH dư vào dung dịch A thu được kết tủa để lâu ngoài không khí kết tủa có khối lượng tăng lên
B. Dung dịch A tác dụng được với AgNO3
C. Dung dịch A làm nhạt màu thuốc tím
D. Dung dịch A không thể hòa tan Cu
Lời giải:
Phương trình phản ứng hóa học
Fe3O4 + 4H2SO4 → FeSO4+ Fe2(SO4)3 + 4H2O
Dung dịch A gồm 2 muối ion Fe2+ và Fe3+.
Fe2+ làm nhạt màu thuốc tím; Fe3+ hòa tan được Cu:
Cu + 2Fe3+ → 2Fe2+ + Cu2+;
Fe2+ + Ag+ → Fe3+ + A
A + KOH cho 2 kết tủa Fe(OH)2; Fe(OH)3.'
FeSO4 + 2KOH → Fe(OH)2 + K2SO4
Fe2(SO4)3 + KOH → 2Fe(OH)3 + K2SO4
Để lâu ngoài không khí Fe(OH)2 hóa thành Fe(OH)3
Fe(OH)2 + O2 + H2O → Fe(OH)3
Câu 2. Cho hỗn hợp X gồm Zn và Fe vào dung dịch axit H2SO4 đặc, nóng đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch Y và một phần Fe không tan. Chất tan có trong dung dịch Y là
A. ZnSO4.
B. ZnSO4 và Fe2(SO4)3.
C. ZnSO4 và FeSO4
D. ZnSO4, Fe2(SO4)3 và FeSO4
Lời giải:
Phương trình hóa học
Zn + 2H2SO4 → ZnSO4 + SO2 + 2H2O
2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3+ 3SO2↑ + 6H2O
Do Fe không tan, nên
Fe + Fe2(SO4)3 → 3FeSO4.
Nên chất tan trong dung dịch Y gồm:
ZnSO4 và FeSO4.
Câu 3. 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
Lời giải:
Phương trình phản ứng hóa học
A. 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
B. Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
C. Fe + 3AgNO3 → Fe(NO3)3 + 3Ag
D. Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
Câu 4. Dãy các chất dung dịch nào đây khi lấy dư có thể oxi hóa Fe thành Fe (III)?
A. HCl, HNO3 đặc, nóng, H2SO4 đặc, nóng
B. Cl2, HNO3 nóng, H2SO4 đặc, nóng nguội
C. Bột lưu huỳnh, H2SO4 đặc, nóng, HCl
D. Cl2, AgNO3, HNO3 loãng
Lời giải:
Phương trình phản ứng hóa học đúng:
2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
Fe + 3AgNO3 → Fe(NO3)3+ 3Ag
Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
Câu 5. Dung dịch FeSO4 không làm mất màu dung dịch nào sau đây?
A. Dung dịch KMnO4 trong môi trường H2SO4
B. Dung dịch K2Cr2O7 trong môi trường H2SO4
C. Dung dịch Br2
D. Dung dịch CuCl2
Lời giải:
A. Mất màu tím
10FeSO4 + 2KMnO4+ 8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O
B. Mất màu da cam (K2Cr2O7)
6FeSO4+ K2Cr2O7+ 7H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
C. Màu màu dung dịch Brom
6FeSO4 + 3Br2 → 2Fe2(SO4)3 + 2FeBr3
Câu 6. Hoà tan hết cùng một lượng Fe trong dung dịch H2SO4 loãng (dư) và dung dịch H2SO4 đặc, nóng (dư) thì các thế tích khí sinh ra lần lượt là V1 và V2 (đo ở cùng điều kiện). Liên hệ giữa V1 và V2 là
A. V1 = V2
B. V1 = 2V2
C. V2 = 1,5V1.
D. V2 =3 V1
Lời giải:
Phương trình phản ứng hóa học
Fe + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2
1 mol → 1 mol
2Fe + 6H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
1 mol → 1,5 mol
Nên V2 = 1,5V1
Câu 7. 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. 87,5ml
B. 125ml
C. 62,5ml
D. 175ml
Lời giải:
FeO, Fe2O3, Fe3O4 + HCl → FeCl2, FeCl3 + NaOH, toC Fe2O3
Coi hỗn hợp ban đầu gồm Fe, O.
nFe = 2nFe2O3 = 0,0375 mol
⇒ nO = = 0,04375
Bảo toàn nguyên tố O → nH2O = nO = 0,04375
Bảo toàn nguyên tố H: nHCl = 2nH2O = 0,0875 mol → V = 87,5 ml.
Câu 8. Nguyên tắc luyện thép từ gang là
A. dùng O2 oxi hóa các tạp chất C, Si, P, S, Mn,.. trong gang để thu được thép.
B. dùng chất khử CO khử oxit sắt thành sắt ở nhiệt độ cao
C. dùng CaO hoặc CaCO3 để khử tạp chất Si, P, S, Mn,.. trong gang để thu được thép.
D. tăng thêm hàm lượng cacbon trong gang để thu được thép
Lời giải:
Câu 9. Cho sơ đồ phản ứng sau: Fe → muối X1 → muối X2 → muối X3 → Fe
X1, X2, X3 là các muối của sắt (II)
Theo thứ tự X1, X2, X3 lần lượt là:
A. FeCO3, Fe(NO3)2, FeSO4
B. FeS, Fe(NO3)2, FeSO4
C. Fe(NO3)2, FeCO3, FeSO4
D. FeCl2, FeSO4, FeS
Lời giải:
Phương trình phản ứng minh họa
Fe + Cu(NO3)2 → Fe(NO3)2 + Cu
Fe(NO3)2 + Na2CO3 → FeCO3 + 2NaNO3
FeCO3 + H2SO4 → FeSO4 + CO2 + H2O
FeSO4 + Na2S → FeS + Na2SO4
FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S
Câu 10. Nhận định nào không đúng về khả năng phản ứng của sắt với nước?
A. Ở nhiệt độ cao (nhỏ hơn 570oC), sắt tác dụng với nước tạo ra Fe3O4 và H2.
B. Ở nhiệt độ lớn hơn 1000oC, sắt tác dụng với nước tạo ra Fe(OH)3.
C. Ở nhiệt độ lớn hơn 570oC, sắt tác dụng với nước tạo ra FeO và H2.
D. Ở nhiệt độ thường, sắt không tác dụng với nước.
Lời giải:
Ở nhiệt độ thường, sắt không tác dụng với nước.
Ở nhiệt độ cao, sắt khử được hơi nước:
3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2 (to < 570oC)
Fe + H2O → FeO + H2 (to > 570oC)
→ Ở nhiệt độ lớn hơn 1000oC, sắt tác dụng với H2O tạo ra FeO
Câu 11. Nhận định nào sau đây sai:
A. Sắt là nguyên tố phổ biến nhất trong vỏ trái đất.
B. Crom dùng để mạ thép.
C. Gang và thép đều là hợp kim của sắt.
D. Thép có hàm lượng sắt cao hơn gang
Lời giải:
Câu 12. Nhận định nào sau đây không đúng
A. Oxi hóa các tạp chất trong gang (Si, Mn, S, P…) thành oxit để giảm hàm lượng của chúng ta thu được thép.
B. Trong công nghiệp sản xuất gang,dung chất khử CO để khử oxit sắt ở nhiệt độ cao.
C. Dùng phèn chua K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O để làm trong nước đục.
D. Quặng giàu Fe nhất trong tự nhiên là quặng pirit FeS2
Lời giải:
Câu 13. Ngâm một cây đinh sắt sạch vào dung dịch bạc nitrat. Hiện tượng xảy ra là
A. sắt bị hòa tan một phần, bạc được giải phóng.
B. bạc được giải phóng nhưng sắt không biến đổi.
C. không có chất nào sinh ra, chỉ có sắt bị hòa tan.
D. không xảy ra hiện tượng gì.
Lời giải:
Ngâm một cây đinh sắt sạch vào dung dịch bạc nitrat xảy ra phản ứng:
Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag↓
=> Hiện tượng xảy ra là: sắt bị hòa tan một phần, bạc được giải phóng.
Câu 14. Thực hiện các thí nghiệm sau:
(1) Đốt dây sắt trong khí clo.
(2) Cho FeO vào dung dịch HNO3 (loãng, dư).
(3) Cho Fe vào dung dịch Fe2(SO4)3.
(4) Cho Fe vào dung dịch H2SO4 (loãng, dư).
(5) Đốt nóng hỗn hợp bột Fe và S (trong điều kiện không có oxi).
Số thí nghiệm tạo ra muối sắt (II) là
A. 2
B. 4
C. 1
D. 3
Lời giải:
Thí nghiệm tạo ra muối sắt (II) là: (3); (4); (5).
(1) 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3.
(2) 3FeO + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O.
(3) Fe + Fe2(SO4)3 → 3FeSO4.
(4) Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2.
(5) Fe + S → FeS.
Câu 15: Hỗn hợp A gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 (trong đó số mol FeO bằng số mol Fe2O3). Hòa tan 4,64 gam A trong dung dịch H2SO4 loãng dư được 200 ml dung dịch X. Tính thể tích dung dịch KMnO4 0,1M cần thiết để chuẩn độ hết 100 ml dung dịch X?
A. 0,1 (lít)
B. 0,12 (lít)
C. 0,2 (lít)
D. 0,24 (lít)
Lời giải:
Đáp án: C
Vì số mol của FeO bằng số mol của Fe2O3 nên ta coi hỗn hợp là Fe3O4
Ta có
Fe3O4 +4H2SO4 → FeSO4 +Fe2(SO4)3 +4H2O
0,02 0,02
Trong 100 ml X sẽ có 0,01 mol FeSO4 nên:
10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O
→ nKMnO4 = 0,02 mol → VKMnO4 = 0,02/0,1 = 0,2 lit
Câu 16: Để khử hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3, cần 0,05 mol H2. Mặt khác hoà tan hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X trong dung dịch H2SO4 đặc nóng thì thu được thể tích V (ml) SO2 (đktc). Giá trị V(ml) là:
A. 112 ml B. 224 ml C. 336 ml D. 448 ml.
Lời giải:
Đáp án: B
Quy đổi hỗn hợp X về hỗn hợp hai chất FeO và Fe2O3 với số mol là x, y
Ta có: FeO + H2 → Fe + H2O (1)
x x x
Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O (2)
y 3y 2y
Có: x + 3y = 0,05 và 72x +160y = 3,04
=> x = 0,02mol; y = 0,01mol
2FeO + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O (3)
0,02 0,01mol
Vậy VSO2 = 0,01. 22,4 = 0,224 lít hay 224ml
Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:
Fe3O4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O | Fe3O4 ra Fe2(SO4)3
Fe3O4 + HCl → FeCl3 + FeCl2 + H2O | Fe3O4 ra FeCl3
Fe3O4 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O | Fe3O4 ra Fe(NO3)3
