Fe3O4 + HCl → FeCl2 + FeCl3 + H2O

Phản ứng Fe₃O₄ + HCl ra FeCl₂ và FeCl₃ thuộc loại phản ứng trao đổi đã được cân bằng chính xác và chi tiết nhất. Bên cạnh đó là một số bài tập có liên quan về Fe₃O₄ có lời giải, mời các bạn đón xem:

Fe₃O₄ + 8HCl → FeCl₂ + 2FeCl₃ + 4H₂O

 

1. Phương trình phản ứng Fe₃O₄ với HCl

Fe₃O₄ + 8HCl → 2FeCl₃ + FeCl₂ + 4H₂O

2. Điều kiện phản ứng Fe₃O₄ + HCl

Phản ứng xảy ra ngay điều kiện thường.

3. Cách cân bằng phản ứng Fe₃O₄ + HCl

Fe₃O₄ + HCl → FeCl₃ + FeCl₂ + H₂O

Bước 1: Đếm O thêm 4 vào H₂O; sau đó đếm H thêm 8 vào HCl.

Fe₃O₄ + 8HCl → FeCl₃ + FeCl₂ + 4H₂O

Bước 2: Đặt hệ số của FeCl₃ là a, hệ số của FeCl₂ là b.

Fe₃O₄ + 8HCl → aFeCl₃ + bFeCl₂ + 4H₂O

Bảo toàn Fe ta có: a + b = 3    (1)

Bảo toàn Cl ta có: 3a + 2b = 8   (2)

Bước 3: Từ (1) và (2) giải hệ phương trình được a = 2 và b = 1.

Phản ứng hoá học được cân bằng:

Fe₃O₄ + 8HCl → 2FeCl₃ + FeCl₂ + 4H₂O

4. Hiện tượng sau phản ứng Fe₃O₄ tác dụng HCl

Fe₃O₄ tan dần, sau phản ứng thu được dung dịch có màu vàng nâu.

5. Tính chất hóa học của Fe₃O₄

Fe₃O₄ có nhiều trong quặng manhetit, có từ tính.

5.1. Tính chất vật lí

Là chất rắn, màu đen, không tan trong nước và có từ tính.

5.2. Tính chất hóa học

- Tính oxit bazơ

Fe₃O₄ tác dụng với dung dịch axit như HCl, H₂SO₄loãng tạo ra hỗn hợp muối sắt (II) và sắt (III).

Fe₃O₄ + 8HCl → 2FeCl₃ + FeCl₂ + 4H₂O

Fe₃O₄ + 4H₂SO_{4 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$\stackrel{t^o}{\to }$3Fe + 4H₂O

Fe₃O₄ + 4CO $\stackrel{t^o}{\to }$ 3Fe + 4CO₂

3Fe₃O₄ + 8Al $\stackrel{t^o}{\to }$ 4Al₂O₃ + 9Fe

6. 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.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Phản ứng xảy ra khi đốt cháy sắt trong không khí là

3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄.

Câu 2. Cho các phản ứng sau:

(1) Fe(OH)₂ + H₂SO₄ đặc →

(2) Fe + H₂SO₄ loãng →

(3) Fe(OH)₃ + H₂SO₄ đặc →

(4) Fe₃O₄ + H₂SO₄ loãng →

(5) Cu + H₂SO₄ loãng + dd NaNO₃ →

(6) FeCO₃ + H₂SO₄ đặc →

Số phản ứng hóa học trong đó H₂SO₄ đóng vai trò là chất oxi hóa là:

A. 2

B. 4

C. 3

D. 5

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Các phản ứng: (1) , (2) , (6)

(1) 8Fe(OH)₂ + 13H₂SO_4 đặc → 4Fe₂(SO₄)₃ + H₂S + 20H₂O

(2) Fe + H₂SO_4 loãng → FeSO₄ + H₂

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

(4) Fe₃O₄ + 4H₂SO₄ → FeSO₄ + Fe₂(SO₄)₃ + 4H₂O

(5) Cu + 4H₂SO₄ + 2NaNO₃⟶ 3CuSO₄ + Na₂SO₄ + 2NO + 4H₂O

(6) 2FeCO₃ + 4H₂SO₄→ Fe₂(SO₄)₃+ SO₂ + 2CO₂ + 4H₂O

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.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

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. Cho dung dịch NaOH đến dư vào dung dịch FeCl₂ thấy xuất hiện kết tủa

A. trắng xanh, sau đó chuyển nâu đỏ.

B. keo trắng, sau đó tan dần.

C. keo trắng không tan.

D. nâu đỏ

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Ban đầu tạo Fe(OH)₂ có màu trắng xanh:

FeCl₂ + 2NaOH → Fe(OH)₂ (trắng xanh) + 2NaCl

Sau đó Fe(OH)₂ bị O₂ (trong dung dịch và không khí) oxi hóa thành Fe(OH)₃ có màu nâu đỏ:

Fe(OH)₂ + $\frac{1}{4}$O₂ + $\frac{1}{2}$H₂O → Fe(OH)₃(nâu đỏ)

Vậy hiện tượng là tạo kết tủa trắng xanh, sau đó chuyển nâu đỏ.

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

Hướng dẫn giải

Đáp án D

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

Hướng dẫn giải

Đáp án A

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 dung dịch NaOH dư vào dung dịch chứa FeCl₂ và FeCl₃, thu được kết tủa X. Nung X trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được chất rắn là

A. FeO.

B. FeO và Fe₂O₃.

C. Fe₃O₄.

D. Fe₂O₃.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Phương trình phản ứng xảy ra

FeCl₂ + NaOH → Fe(OH)₂ + NaCl

FeCl₃ + NaOH → Fe(OH)₃ + NaCl

X gồm Fe(OH)₂ và Fe(OH)₃. Nung X ngoài không khí thu được Fe₂O₃:

Fe(OH)₂ + O₂ → Fe₂O₃ + H₂O

Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ + H₂O

Câu 8. 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

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Phương trình phản ứng minh họa

2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃

2Fe + 3Cu(NO₃)₂ →2Fe(NO₃)₃ + 3Cu

Fe + 4HNO_3 loãng → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

Câu 9. 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

Hướng dẫn giải

Đáp án B

(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 10. 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.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

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 11. 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

Hướng dẫn giải

Đáp án D

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 12. Kim loại sắt phản ứng với lượng dư dung dịch chất nào sau đây tạo ra muối sắt(II)?

A. H₂SO_{4 đặc, nóng}.

B. HNO_{3 loãng}.

C. H₂SO_{4 loãng}.

D. HNO_{3 đặc nóng.}

Hướng dẫn giải

Đáp án C

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 + H₂SO_{4 loãng} → FeSO₄ + H₂

Câu 13. 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.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

(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.

Câu 14. 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

Hướng dẫn giải

Đáp án C

$n_{F{e}_3{O}_4}$ = 0,1 mol

Phương trình phản ứng minh họa

Fe₃O₄ + 8HCl → FeCl₂ + 2FeCl₃ + 4H₂O

0,1                    → 0,1     → 0,2

m_muối = $m_{FeC{l}_2}$ + $m_{FeC{l}_3}$ = 0,1.127 + 0,2.162,5 = 45,2g

Câu 15. 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.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Áp dụng bảo toàn nguyên tố (mol nguyên tử)

Oxit + HCl → muối clorua + H₂O

n_HCl = n_H = 2.n_O = $2.\frac{2.(\mathrm{3,04}-\mathrm{2,24})}{16}$ = 0,1 mol

V_ddHCl/2M = $\frac{\mathrm{0,1.1000}}{2}$ = 50ml

Câu 16. 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

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Quy đổi thành 5,6 gam (Fe : x mol và O : y mol)

Sơ đồ hợp thức: 2Fe → Fe₂O₃

Ta có: n_Fe = 2$n_{F{e}_2{O}_3}$ = $\frac{2.6}{160}$= 0,075 mol

=> n_O/(oxit) = $\frac{\left(\mathrm{5,6}–\mathrm{0,075.56}\right)}{16}$ = 0,0875 mol

=> n_{HCl p/u} = 2n_O/(oxit) = 0,175 mol

=> V = 175 ml

Câu 17. 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

Hướng dẫn giải

Đáp án A

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: m_{Fe 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 18. 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.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

n_Cu= x mol;

$n_{F{e}_2{O}_3}$ = 2x mol;

→ $n_{Cu{\left(N{O}_3\right)}_2}$ = x; $n_{Fe{\left(N{O}_3\right)}_3}$= 6x mol

m_muối= $m_{Cu{\left(N{O}_3\right)}_2}$ + $m_{Fe{\left(N{O}_3\right)}_3}$→ 188x + 242.6x = 82 → x = 0,05 mol

→ x = 0,05.80 + 0,05.2.232 = 27,2 gam.

Câu 19. Cho 5,68 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe₂O₃ và Fe₃O₄ phản ứng hết với dung dịch HNO₃ loãng dư, thu được 0,672 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất) (ở đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được m gam muối khan. Giá trị của m là:

A. 38,72

B. 35,50

C. 19,36

D. 34,36

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Xem hỗn hợp Fe, FeO, Fe₂O₃ và Fe₃O₄ chỉ gồm 2 nguyên tố Fe và O

Ta có sơ đồ: Fe: a mol; Fe(NO₃)₃: a mol

O: b mol

Ta có 56x + 16y = 5,68 (1)

Quá trình nhường electron:

Fe⁰ - 3e → Fe⁺³

a → 3a

Quá trình nhận electron:

O⁰ + 2e → O^-2

b → 2b

N⁺⁵ + 3e → N⁺²

0,09 0,03

Áp dụng định luật bảo toàn electron, ta có: 3a = 2b + 0,09 (2)

Từ (1) và (2) → x = 0,09 mol và y = 0,075 mol

⇒$m_{Fe{\left(N{O}_3\right)}_3}$ = 0,08. 242 = 19,36 (g)

Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:

• Fe₃O₄ + 4CO → 3Fe + 4CO₂ ↑
• Fe₃O₄ + CO → 3FeO + CO₂ ↑
• Fe₃O₄ + 2C → 3Fe + 2CO₂ ↑
• Fe₃O₄ + 4H₂ → 3Fe + 4H₂O
• 4Fe₃O₄ + O₂ → 6Fe₂O₃
• 3Fe₃O₄ + 8Al → 4Al₂O₃ + 9Fe
• Fe₃O₄ +4H₂SO₄ → Fe2(SO₄)₃ + FeSO₄ + 4H₂O
• 2Fe₃O₄ +10H₂SO₄ → 3Fe₂(SO₄)₃ + 10H₂O + SO₂ ↑
• 3Fe₃O₄ + 28HNO₃ → 14H₂O +NO ↑ + 9Fe(NO₃)₃
• Fe₃O₄ + 10HNO₃ → 5H₂O + NO2 ↑+ 3Fe(NO₃)₃
• 3Fe₃O₄ + 8H₃PO₄ → 12H₂O + Fe₃(PO₄)₂ + 6FePO₄
• 2Fe₃O₄ + Cl₂ + 16HCl → 8H₂O + 6FeCl₃
• Fe₃O₄ + Cu + 8HCl → 3FeCl₂ + 4H₂O + CuCl₂
• 2Fe₃O₄ +Cl₂ + 9H₂SO₄ → 3Fe₂(SO₄)₃ + 2HCl + 8H₂O
• Fe₃O₄ + 4H₂O → Fe(OH)₂ ↓ + 2Fe(OH)₃ ↓
• 6Fe₃O₄ + 2KNO₃ + 56KHSO₄ → 9Fe₂(SO₄)₃ + 28H₂O +2NO ↑ + 29K₂SO₄
• Fe₃O₄ + 8HI → 4H₂O + I₂ ↓+ 3FeI₂
• Fe₃O₄ +8HBr → 4H₂O + FeBr₂ + 2FeBr₃
• Phương trình nhiệt phân: 2Fe₃O₄ → 6FeO + O₂ ↑