Phản ứng Fe3O4 + HCl → FeCl3 + FeCl2 + H2O
1. Phương trình phản ứng Fe3O4 ra FeCl3
Fe3O4 + 8HCl → 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O
2. Điều kiện phản ứng Fe3O4 tác dụng với dung dịch axit HCl
Nhiệt độ
3. Cách thực hiện phản ứng Fe3O4 tác dụng với dung dịch axit HCl
Cho Fe3O4 vào ống nghiệm, nhỏ 1-2ml dung dịch axit HCl vào ống nghiệm đã bỏ sẵn Fe3O4 rồi đun trên ngọn lửa đèn cồn.
4. Hiện tượng sau phản ứng Fe3O4 tác dụng HCl
Sau phản ứng sinh ra hỗn muối.
5. Bản chất của các chất tham gia phản ứng
5.1. Bản chất của Fe3O4 (Sắt từ oxit)
Fe3O4 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 HCl (Axit clohidric)
HCl tác dụng oxit kim loại tạo thành muối clorua + 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
Là chất rắn, màu đen, không tan trong nước và có từ tính.
6.2. Tính chất hóa học
- 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
2Fe3O4 + 10H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 10H2O
- 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. Phản ứng xảy ra khi đốt cháy sắt trong không khí là
A. 3Fe + 2O2 → Fe3O4.
B. 4Fe + 3O2 → 2Fe2O3.
C. 2Fe + O2 → 2FeO.
D. tạo hỗn hợp FeO, Fe2O3, Fe3O4.
Lời giải:
Phản ứng xảy ra khi đốt cháy sắt trong không khí là
3Fe + 2O2 → Fe3O4.
Câu 2. Dãy các phi kim nào sau đây khi lấy dư tác dụng với Fe thì chỉ oxi hoá Fe thành Fe (III)?
A. Cl2, O2, S
B. Cl2, Br2, I2
C. Br2, Cl2, F2
D. O2, Cl2, Br2
Lời giải:
Phương trình phản ứng xảy ra
2Fe + 3Br2 → 2FeBr3
2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
2Fe + 3F2 → 2FeF3
Câu 3. Nhận xét nào sau đây không đúng
A. Trong dung dịch Fe khử được ion Cu2+ thành Cu.
B. Bột nhôm bốc cháy khi gặp khí clo.
C. Các kim loại Na, K, Ba đều phản ứng với nước ở điều kiện thường.
D. Fe phản ứng với dung dịch HCl hay phản ứng với Clo đều tạo thành một loại muối.
Lời giải:
Fe phản ứng với dung dịch HCl hay phản ứng với Clo đều tạo thành một loại muối.
Phương trình phản ứng minh họa
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑
2Fe + 3Cl2→ 2FeCl3 ⇒ thu được 2 loại muối.
Câu 4. Kim loại X phản ứng với dung dịch FeCl3, không phản ứng được với dung dịch HCl. Vậy kim loại X là
A. Mg
B. Fe
C. Cu
D. Ag
Lời giải:
Ta có dãy điện hóa:
Mg2+/Mg > Fe2+/Fe > H+/H2 > Cu2+/Cu > Fe3+/Fe2+ > Ag+/Ag.
Để thỏa yêu cầu đề bài thì phải nằm giữa cặp H+/H2 và Fe3+/Fe2+.
⇒ X là Đồng (Cu)
Câu 5. Cho Zn dư vào dung dịch AgNO3, Cu(NO3)2, Fe(NO3)3. Số phản ứng hoá học xảy ra là:
A. 1.
B. 2.
C. 3.
D. 4
Lời giải:
Phương trình phản ứng minh họa
Zn + 2AgNO3 → Zn(NO3)2 + 2Ag
Zn + 2Fe(NO3)3 → Zn(NO3)2+ 2Fe(NO3)2
Zn + Cu(NO3)2 → Zn(NO3)2+ Cu
Zn + Fe(NO3)2 → Zn(NO3)2+ Fe
Câu 6. Hòa tan Fe3O4 vào dung dịch HCl dư, thu được dung dịch X. Cho dãy các chất: KMnO4; Cl2; KOH; Na2CO3; CuSO4, HNO3; Fe; NaNO3. Số chất trong dãy tác dụng được với dung dịch X là
A. 7
B. 5
C. 4
D. 6
Lời giải:
Fe3O4 + HCl dư → dung dịch X gồm: FeCl2; FeCl3; HCl dư.
Vậy dung dịch X tác dụng được với các chất là: KMnO4; Cl2; KOH; Na2CO3; HNO3; Fe; NaNO3
Phương trình phản ứng minh họa
5FeCl2+ KMnO4 + 8HCl → 5FeCl3 + KCl + MnO2↓ + Cl2↑ + 4H2O
2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3
FeCl2 + KOH → Fe(OH)2↓ + 2KCl
FeCl3 + KOH → Fe(OH)3↓ + 3KCl
HCl + KOH → KCl + H2O
2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Fe(OH)3↓ + 3CO2↑ + 6NaCl
2HCl + Na2CO3 → 2NaCl + H2O + CO2↑
FeCl2+ 4HNO3 → Fe(NO3)3 + 2HCl + NO2 ↑ + H2O
2FeCl3 + Fe → 3FeCl2
2HCl + Fe → FeCl2 + H2↑
3Fe2+ + NO3- + 4H+ → 3Fe3+ + NO + 2H2O
=> vậy có tất cả 7 chất phản ứng với dd X
Câu 7. Cho 23,2 gam Fe3O4 tác dụng với dung dịch HCl dư thu được muối sắt có khối lượng là:
A. 48,6 gam
B. 28,9 gam
C. 45,2 gam
D. 25,4 gam
Lời giải:
nFe3O4 = = 0,1 mol
Phương trình phản ứng minh họa
Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O
Mol 0,1 → 0,1 → 0,2
mmuối = mFeCl2 + mFeCl3 = 0,1.127 + 0,2.162,5 = 45,2g
Câu 8. Cho 2,24 gam Fe tác dụng với oxi, thu được 3,04 gam hỗn hợp X gồm 2 oxit. Để hoà tan hết X cần thể tích dung dịch HCl 2M là
A. 25 ml.
B. 50 ml.
C. 100 ml.
D. 150 ml.
Lời giải:
Áp dụng bảo toàn nguyên tố (mol nguyên tử)
Oxit + HCl → muối clorua + H2O
nHCl = nH = 2.nO =
VddHCl 2M = = 50ml
Câu 9. 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. FeO + dung dịch HNO3
D. FeS + dung dịch HNO3
Lời giải:
Câu 10. 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, Cu(NO3)2, HNO3 loãng
Lời giải:
Phương trình phản ứng minh họa
2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
2Fe + 3Cu(NO3)2 →2Fe(NO3)3 + 3Cu
Fe + 4HNO3 loãng → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
Câu 11. Hòa tan hoàn toàn 5,6 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 6 gam chất rắn. Tính V ?
A. 87,5ml
B. 125ml
C. 62,5ml
D. 175 ml
Lời giải:
Quy đổi thành 5,6 gam ( Fe : x mol và O : y mol )
Sơ đồ hợp thức: 2Fe → Fe2O3
Ta có: nFe = 2nFe2O3 = = 0,075 mol
=> nO (oxit) = = 0,0875 mol
=> nHCl p/u = 2nO (oxit) = 0,175 mol
=> V = 175 ml
Câu 12. Dung dịch X gồm 0,2 mol HCl và 0,025 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 Z gồm hai kim loại có khối lượng 0,4m 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. 50 gam
Lời giải:
Sau phản ứng thu được hỗn hợp gồm 2 kim loại Fe, Cu → H+ và NO3-, Cu2+ hết.
Dung dịch chỉ chứa FeCl2: 0,1 mol (bảo toàn Cl- = 0,2 mol), Cu: 0,025 mol
⇒ Khối lượng Fe phản ứng là: mFe pư = 0,1. 56 = 5,6 gam
→ 0,4m gam kim loại gồm Fe dư: m - 5,6 (gam) và Cu: 0,025. 64 = 1,6 gam
→ 0,4m = 1,6 + m - 0,1.56 → m = 20 gam.
Câu 13. Thổi hỗn hợp khí CO và H2 đi qua a gam hỗn hợp gồm CuO và Fe3O4 có tỉ lệ mol 1:2, sau phản ứng thu được b gam chất rắn X. Hòa tan hoàn toàn b gam X bằng dung dịch HNO3 loãng dư, thu được dung dịch Y (không chứa ion Fe2+). Cô cạn dung dịch Y thu được 82 gam muối khan. Giá trị của a là
A. 27,2.
B. 10,6.
C. 12,8.
D. 13,6.
Lời giải:
nCu= x mol;
nFe3O4 = 2x mol;
→ nCu(NO3)2 = x; nFe(NO3)3 = 6x mol
mmuối= mCu(NO3)2 + mFe(NO3)3 → 188x + 242.6x = 82 → x = 0,05 mol
→ x = 0,05.80 + 0,05.2.232 = 27,2 gam.
Câu 14. Những nhận định sau về kim loại sắt:
(1) Kim loại sắt có tính khử trung bình.
(2) Ion Fe2+ bền hơn Fe3+.
(3) Fe bị thụ động trong H2SO4 đặc nguội.
(4) Quặng manhetit là quặng có hàm lượng sắt cao nhất.
(5) Trái đất tự quay và sắt là nguyên nhân làm Trái Đất có từ tính.
(6) Kim loại sắt có thể khử được ion Fe3+.
Số nhận định đúng là
A. 3
B. 4
C. 5
D. 6
Lời giải:
(1) đúng
(2) sai, Fe2+ trong không khí dễ bị oxi hóa thành Fe3+
(3) đúng
(4) đúng, quặng manhetit (Fe3O4) là quặng có hàm lượng Fe cao nhất.
(5) sai, vì từ trường Trái Đất sinh ra do sự chuyển động của các chất lỏng dẫn điện
(6) đúng, Fe + 2Fe3+ → 3Fe2+
Vậy có 4 phát biểu đúng
Câu 15. Ngâm thanh Cu (dư) vào dung dịch AgNO3 thu được dung dịch X. Sau đó ngâm thanh Fe (dư) vào dung dịch X thu được dung dịch Y. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Dung dịch Y có chứa chất tan là:
A. Fe(NO3)3.
B. Fe(NO3)2.
C. Fe(NO3)2, Cu(NO3)2
D. Fe(NO3)3, Fe(NO3)2.
Lời giải:
Các phản ứng xảy ra:
Cu (dư) + AgNO3 → Cu(NO3)2 + Ag
Cu(NO3)2 + Fe(dư) → Fe(NO3)2+ Cu
Vậy dung dịch Y chứa Fe(NO3)2.
Câu 16. Có 4 dung dịch đựng riêng biệt: (a) HCl; (b) CuCl2; (c) FeCl2; (d) HCl có lẫn CuCl2. Nhúng vào mỗi dung dịch một thanh sắt nguyên chất. Số trường hợp xảy ra ăn mòn điện hóa là
A. 0
B. 1
C. 3
D. 2
Lời giải:
Để xảy ra quá trình ăn mòn điện hóa cần thỏa mãn 3 điều kiện:
+ Có 2 điện cực khác bản
+ 2 điện cực tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với nhau
+ 2 điện cực được nhúng trong cùng 1 dung dịch chất điện li
Có 2 trường hợp thỏa mãn: Fe nhúng vào dung dịch CuCl2 và Fe nhúng vào dung dịch CuCl2 + HCl
Câu 17. Kim loại sắt phản ứng với lượng dư dung dịch chất nào sau đây tạo ra muối sắt(II)?
A. H2SO4 đặc, nóng.
B. HNO3 loãng.
C. H2SO4 loãng.
D. HNO3 đặc nóng.
Lời giải:
Tác dụng với HNO3 dư (loãng hay đặc nóng) đều cho muối Fe3+
Tác dụng với H2SO4 đặc nóng cho Fe3+; tác dụng với H2SO4 loãng cho Fe2+
Fe + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2
Câu 18. Cho các nội dung nhận định sau:
(a) Tính chất hoá học đặc trưng của kim loại là tính khử.
(b) Đồng (Cu) không khử được muối sắt (III) (Fe3+).
(c) Ăn mòn kim loại là một quá trình hoá học trong đó kim loại bị ăn mòn bởi các axit trong môi trường không khí.
(d) Để bảo vệ vỏ tàu biển làm bằng thép, người ta gắn vào mặt ngoài vỏ tàu (phần chìm trong nước biển) những khối kẽm.
Số nhận định đúng là
A. 2.
B. 3.
C. 4.
D. 1.
Lời giải:
(a) Đúng Tính chất hoá học đặc trưng của kim loại là tính khử.
(b) Sai vì Đồng (Cu) khử được muối sắt (III) (Fe3+).
Phản ứng minh họa
Cu + FeCl3 → CuCl2 + FeCl2
(c) Sai vì “Ăn mòn kim loại” là sự phá hủy kim loại do tác dụng hóa học của môi trường xung quanh.
(d) Đúng Để bảo vệ vỏ tàu biển làm bằng thép, người ta gắn vào mặt ngoài vỏ tàu (phần chìm trong nước biển) những khối kẽm.
Xem thêm các phương trình hóa học khác:
Fe3O4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O | Fe3O4 ra Fe2(SO4)3
Fe3O4 + H2SO4 → FeSO4 + Fe2(SO4)3 + H2O | Fe3O4 ra Fe2(SO4)3
Fe3O4 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O | Fe3O4 ra Fe(NO3)3
