Phản ứng hóa học
Trang chủ 245 Phương trình hóa học của Sắt (Fe) & Hợp chất
Fe3O4 + HNO3 (loãng) → Fe(NO3)3 +NO ↑ + H2O | Fe3O4 + HNO3 ra NO

Fe3O4 + HNO3 (loãng) → Fe(NO3)3 +NO ↑ + H2O | Fe3O4 + HNO3 ra NO

Admin FQA

15/12/2023, 13:38

Phản ứng Fe3O4 + HNO3 loãng (hay sắt từ oxit tác dụng với HNO3 loãng) sinh ra NO 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 Fe3O4 và HNO3 có lời giải, mời các bạn đón đọc.

3Fe3O4 + 28HNO3 → 14H2O +NO ↑ + 9Fe(NO3)3

1. Phương trình hoá học của phản ứng Fe3O4 tác dụng HNO3

3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO↑ + 14H2O

2. Điều kiện phản ứng

Phản ứng xảy ra ở ngay điều kiện thường.

3. Cân bằng phương trình

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

Fe+833O4 + HN+5O3  Fe+3NO33 + N+2O + H2O

Chất khử: Fe3O4; chất oxi hoá: HNO3.

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

- Quá trình oxi hoá: 3Fe+83  3Fe+3 + 1e

- Quá trình khử: +5+ 3e  N+2

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

3×1×3Fe+83  3Fe+3 + 1eN+5  +  3e      N+2

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.

3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O

4. Hiện tượng hóa học

Fe3O4 tan dần, thoát ra khí không màu hoá nâu trong không khí.

5Tính chất của sắt từ oxit Fe3O4

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, 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 to 3Fe + 4H2O

Fe3O4 + 4CO to 3Fe + 4CO2

3Fe3O4 + 8Al to 4Al2O3 + 9Fe

6. Tính chất hoá học của HNO3

6.1. HNO3 có tính axit

HNO3 là một trong các axit mạnh nhất, trong dung dịch loãng phân li hoàn toàn thành ion H+ và NO3-.

HNO3 mang đầy đủ các tính chất của 1 axit như: làm quỳ tím hóa đỏ, tác dụng bazơ, oxit bazơ và muối của axit yếu hơn tạo thành muối nitrat. Ví dụ:

MgO + 2HNO3 → Mg(NO3)2 + H2O

Ca(OH)2 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + 2H2O

BaCO3 + 2HNO3 → Ba(NO3)2 + CO2 + H2O

6.2. HNO3 có tính oxi hóa mạnh:

Axit nitric là một trong những axit có tính oxi hóa mạnh. Tùy thuộc vào nồng độ của axit và độ mạnh yếu của chất khử, mà HNO3 có thể bị khử đến các sản phẩm khác nhau của nitơ.

a. Tác dụng với kim loại:

+ HNO3 phản ứng với hầu hết các kim loại trừ Au và Pt tạo thành muối nitrat, H2­O và sản phẩm khử của N+5 (NO2, NO, N2O, N2 và NH4NO3).
+ Thông thường: HNO3 loãng → NO, HNO3 đặc → NO2 .

+ Với các kim loại có tính khử mạnh: Mg, Al, Zn,… HNO3 loãng có thể bị khử đến N2O, N2, NH4NO3.

Cu + 4HNO3 đặc → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

Fe + 4HNO3 loãng → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O

4Zn + 10HNO3 loãng → 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

* Chú ý: Fe, Al, Cr bị thụ động trong dd HNO3 đặc, nguội do tạo màng oxit bền, bảo vệ kim loại khỏi tác dụng của axit, do đó có thể dùng bình Al hoặc Fe để đựng HNO3 đặc, nguội.

b. Tác dụng với phi kim:

HNO3 có thể oxi hoá được nhiều phi kim, như:

S + 6HNO3 toH2SO4 + 6NO2 + 2H2O

C + 4HNO3 to CO2 + 4NO2 + 2H2O

5HNO3 + P to H3PO4 + 5NO2 + H2O

c. Tác dụng với hợp chất:

HNO3 đặc còn oxi hóa được hợp chất vô cơ và hữu cơ. Vải, giấy, mùn cưa, dầu thông,… bị phá hủy hoặc bốc cháy khi tiếp xúc với HNO3 đặc.

4HNO3 + FeO → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O

4HNO3 + FeCO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O + CO2

Fe3O4 + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO2 + 5H2O

7. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1.Fe3O4 có thể tác dụng được với các chất trong dãy nào sau đây?

A. CO, H2SO4.

B. HNO3, KCl.

C. H2, NaOH.

D. HCl, MgCl2.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Phương trình phản ứng hóa học xảy ra

FeO4 + 4CO to 3Fe + 4CO2

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

Câu 2.Cho các chất sau: Fe(OH)3, Fe3O4, FeSO4, Fe(NO3)2. Số chất tác dụng với dung dịch HCl là

A. 4.

B. 2.

C. 3.

D. 1.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Các chất tác dụng được với dung dịch HCl là: Fe(OH)3, Fe3O4, Fe(NO3)2 → có 3 chất

Phương trình phản ứng hóa học xảy ra:

Fe(OH)3 + 3HCl → FeCl3 + 3H2O

Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O

9Fe(NO3)2 + 12HCl → 5Fe(NO3)3 + 4FeCl3 + 3NO + 6H2O

Câu 3.Cặp chất không xảy ra phản ứng hóa học là
A. Fe và dung dịch FeCl3.

B. Fe và dung dịch HCl.

C. Cu và dung dịch FeCl3.

D. Cu và dung dịch FeCl2.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Cu không phản ứng với FeCl2.

A. Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2

B. Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

C. Cu + 2FeCl3 → CuCl2 + 2FeCl2

Câu 4: Hòa tan hoàn toàn 6,96 gam Fe3O4 vào dung dịch HNO3 loãng sau phản ứng thu được khí không màu hóa nâu trong không khí (sản phẩm khử duy nhất). Tính thể tích khí thu được ở đktc là

A. 224 ml.

B. 448 ml.

C. 336 ml.

D. 896 ml.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Theo đề bài ta có:

nFe3O4 = 0,03 mol;

Phương trình phản ứng hóa học xảy ra

3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO↑+ 14H2O

Theo PTHH: nNO0,033 = 0,01 (mol)

Vậy VNO = 0,01.22,4 = 0,224 lít = 224 ml.

Câu 5. Trộn 5,4 gam bột Al với 17,4 gam bột Fe3O4 rồi tiến hành phản ứng nhiệt nhôm trong điều kiện không có không khí. Giả sử chỉ xảy ra phản ứng khử Fe3O4 thành Fe. Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp rắn sau phản ứng bằng dung dịch H2SO4 loãng (dư), thu được 5,376 lít khí H2 (đktc). Hiệu suất của phản ứng nhiệt nhôm là

A. 80%.

B. 90%.

C. 70%.

D. 60%.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

nAl = 0,2 mol;

nFe3O4 = 0,075 mol

Gọi x là số mol Al phản ứng

Phương trình phản ứng hóa học xảy ra.

8Al + 3Fe3O4 → 9Fe + 4Al2O3

x → 9x8

Vậy nAl dư = 0,4 - x

nFe = 9x/8

2Al + 6HCl →  2AlCl3 + 3H2

Fe + 2HCl →  FeCl2+ H2

nH2 = (0,4 - x).32 + 9x8 = 0,24

x = 0,16

H = 0,160,2.100% = 80%

Câu 6: Sắt tác dụng với H2O ở nhiệt độ cao hơn 570°C thì tạo ra H2 và sản phẩm rắn là

A. FeO.                

B. Fe3O4.             

C. Fe2O3.             

D. Fe(OH)2.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

3Fe + 4H2t°  <  570°C Fe3O4 + 4H2

Fe + H2O t°  >  570°C FeO + H2

Câu 7: Phản ứng xảy ra khi đốt cháy sắt trong không khí là

A. 3Fe + 2O2 t° Fe3O4.                        

B. 4Fe + 3O2 t°2Fe2O3.

C. 2Fe + O2  t°2FeO.                          

D. Fe + O2 t° FeO2.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Đốt cháy sắt trong không khí tạo thành Fe3O4.

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.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:

mFe + mO = m oxit

→ 2,24 + mO = 3,04

→ mO = 0,8 gam

→ nO = 0,05 mol

Áp dụng bảo toàn nguyên tố

Oxit + HCl  muối clorua + H2O

nHCl = nH (axit) = 2.nH2O = 2.nO = 2.0,05 = 0,1 mol

→ Vdd HCl 2M = 0,12 = 0,05 lít = 50 ml.

Câu 9: Đốt cháy hoàn toàn 16,8 gam Fe trong khí O2 cần vừa đủ 4,48 lít O2 (đktc) tạo thành một oxit sắt. Công thức phân tử của oxit đó là công thức nào sau đây?

A. FeO                          

B. Fe2O3              

C. Fe3O4                        

D. FeO hoặc Fe3O4

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Đặt công thức phân tử của oxit sắt là FexOy

nFe = 16,8 : 56 = 0,3 mol

nO2 = 4,48 : 22,4 = 0,2 mol   → nO = 0,2.2 = 0,4 mol

→ x : y = nFe : nO = 0,3 : 0,4 = 3 : 4

→ Công thức phân tử của oxit sắt là: Fe3O4.

Câu 10: Nung nóng 16,8 gam bột sắt ngoài không khí, sau một thời gian thu được m gam hỗn hợp X gồm các oxit sắt và sắt dư. Hòa tan hết hỗn hợp X bằng H2SO4 đặc nóng thu được 5,6 lít SO2(đkc). Giá trị của m là

A. 24 gam                   

B. 26 gam                   

C. 20 gam                   

D. 22 gam

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Quy đổi hỗn hợp X về hỗn hợp gồm (Fe, O)

nFe = 16,8 : 56 = 0,3 mol

Bảo toàn electron cho phản ứng hòa tan X và dung dịch H2SO4

→ 3.nFe = 2.nO + 2.nSO2

→ 3.0,3 = 2.nO + 2.0,25

→ nO = 0,2 mol

→ mX = 56.0,3 + 16.0,2 = 20 gam.

Câu 11: HNO3 tác dụng được với tập hợp tất cả các chất nào trong các dãy sau:

A. BaO, CO2.                   

B. NaNO3, CuO.              

C. Na2O, Na2SO4.            

D. Cu, MgO.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

HNO3 không phản ứng với CO2; NaNO3, Na2SO4 → loại A, B, C.

8HNO3 + 3Cu → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O.

2HNO3 + MgO → Mg(NO3)2 + H2O.

Câu 12: Chất nào sau đây tác dụng với dung dịch HNO3 loãng, dư sinh ra khí NO?

A. Fe2O3.              

B. Fe3O4.              

C. Fe(OH)3.                   

D. Fe2(SO4)3.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Chất tác dụng với dung dịch HNO3 loãng, dư sinh ra khí NO

→ Chất này đóng vai trò là chất khử.

→ Fe3O4 thỏa mãn.

3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO↑+ 14H2O

Câu 13: Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế HNO3 từ

A. NH3 và O2                                            

B. NaNO2 và H2SO4 đặc.

C. NaNO3 rắn và H2SO4 đặc.                           

D. NaNO2 và HCl đặc.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Để điều chế một lượng nhỏ axit nitric trong phòng thí nghiệm, người ta đun nóng hỗn hợp natri nitrat hoặc kali nitrat rắn với axit H2SO4 đặc:

NaNO3 + H2SO4 đặc to HNO3 + NaHSO4

Câu 14: Hòa tan 23,2 gam hỗn hợp X gồm Fe3O4 và CuO có cùng khối lượng vào dung dịch HNO3 vừa đủ chứa 0,77 mol HNO3 thu được bằng dung dịch Y và khí Z gồm NO và NO2. Khối lượng mol trung bình của Z bằng

A. 42.            

B. 38.              

C. 40,67.              

D. 35,33.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

mFe3O4=mCuO=23,22=11,6gamnFe3O4=0,05mol;nCuO=0,145mol

Dung dịch Y gồm Fe(NO3)3 (0,15 mol) và Cu(NO3)2 (0,145 mol).

→ mY = 242.0,15 + 188.0,145 = 63,56 gam

nH2O=nHNO32=0,385mol

Bảo toàn khối lượng ta có:

mX+mHNO3=mY+mZ+mH2O23,2+0,77.63=63,56+mZ+0,385.18mZ=1,22gam

Bảo toàn nguyên tố N:

0,77 = 0,15.3 + 0,145.2 + nZ

→ nZ = 0,03 mol

→ M¯Z=1,220,0340,67

Câu 15: Cho sơ đồ phản ứng sau: Fe3O4 + HNO3 - - - -→ Fe(NO3)3 + NO↑+ H2O

Hệ số cân bằng của phản ứng là các số nguyên tố giản thì hệ số của HNO3

A. 28.

B. 29.

C. 30.

D. 31.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO↑+ 14H2O

Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:

Fqa.vn
Bình chọn:
0/5 (0 đánh giá)
Bình luận (0)
Bạn cần đăng nhập để bình luận
Bạn có câu hỏi cần được giải đáp?
FQA.vn Nền tảng kết nối cộng đồng hỗ trợ giải bài tập học sinh trong khối K12. Sản phẩm được phát triển bởi CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ GIA ĐÌNH (FTECH CO., LTD)
Điện thoại: 1900636019 Email: info@fqa.vn
Location Địa chỉ: Số 21 Ngõ Giếng, Phố Đông Các, Phường Ô Chợ Dừa, Quận Đống Đa, Thành phố Hà Nội, Việt Nam.
Tải ứng dụng FQA
Người chịu trách nhiệm quản lý nội dung: Nguyễn Tuấn Quang Giấy phép thiết lập MXH số 07/GP-BTTTT do Bộ Thông tin và Truyền thông cấp ngày 05/01/2024
Copyright © 2023 fqa.vn All Rights Reserved
gift-box
survey
survey
Đặt câu hỏi