Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2

Trong phản ứng này, axit sulfuric (H2SO4) tác dụng với sắt (Fe) tạo thành sunfat sắt (FeSO4) và khí hiđro (H2).

Đây là một phản ứng oxi-hoá khử. Sắt (Fe) bị oxi hóa từ trạng thái 0 lên trạng thái +2 trong FeSO4, trong khi axit sulfuric (H2SO4) bị khử từ trạng thái +6 xuống +4 trong FeSO4. Quá trình khử cũng tạo ra khí hiđro (H2).

Lưu ý: Đây chỉ là phương trình phản ứng tổng quát và không đại diện cho các điều kiện phản ứng cụ thể như nồng độ, áp suất, nhiệt độ và chất xúc tác có thể được sử dụng.

2. Điều kiện phản ứng xảy ra:

Để phản ứng này xảy ra, cần có tương tác giữa sắt và axit sunfuric trong môi trường phản ứng. Các điều kiện cụ thể bao gồm:

- Nhiệt độ: Thường xảy ra ở nhiệt độ cao, trong khoảng từ 100 đến 200 độ C.

– Môi trường axit: Phản ứng diễn ra trong môi trường axit, với axit sunfuric (H2SO4) là chất phản ứng thông dụng.

– Tỷ lệ phản ứng: Để đảm bảo phản ứng diễn ra đầy đủ, cần có tỷ lệ phù hợp giữa sắt và axit sunfuric. Tỷ lệ phản ứng thường được xác định dựa trên sự cân đối giữa khối lượng hoặc số mol của các chất tham gia.

– Hiện diện của chất xúc tác: Có những trường hợp khi ta cần sử dụng chất xúc tác như đồng (Cu) để làm tăng tốc độ phản ứng.

Cần lưu ý rằng các điều kiện cụ thể có thể thay đổi tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể hoặc điều kiện thí nghiệm.

3. Hiện tượng phản ứng giữa Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2:

2Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2

Trong phản ứng này, mỗi phân tử H2SO4 tác động vào hai nguyên tử Fe, tạo thành một phân tử FeSO4 và giải phóng hai phân tử H2. Phản ứng xảy ra trong điều kiện thích hợp bao gồm nhiệt độ và áp suất.

FeSO4, được biết đến như là sunfat sắt, là một chất muối có khả năng hòa tan trong nước và có thể hiện diện dạng rắn hoặc dung dịch tùy thuộc vào điều kiện.

Khí hiđro là một chất khí không màu, không mùi và không độc. Khi cháy trong không khí, nó sẽ tạo thành hơi nước. Phản ứng này diễn ra nhanh chóng, gây ra hiện tượng bong tróc hoặc bọt khí trong dung dịch axit sunfuric.

4. Phương trình rút gọn của Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2:

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

Phương trình hóa học mà bạn đã đưa ra là phương trình oxi-hoá khử. Để cân bằng phương trình này, chúng ta cần đảm bảo số lượng nguyên tử các nguyên tố trên cả hai vế của phương trình là như nhau.

Phương trình ban đầu: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2

Để cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố, ta bắt đầu bằng việc xác định số hợp chất được hình thành từ mỗi nguyên tử như sau:

- Số hợp chất hình thành từ Fe là 1 FeSO4.

- Số hợp chất hình thành từ H là 2 H2.

- Số hợp chất hình thành từ S là 1 FeSO4.

Do đó, ta thấy rằng số lượng nguyên tử của Fe, H và S đã được cân bằng. Tuy nhiên, số lượng nguyên tử của O vẫn chưa cân bằng.

Số oxi (O) ở phía bên trái của phương trình là 4 (2 trong H2SO4 và 2 trong FeSO4), trong khi số oxi ở phía bên phải chỉ có 2 trong FeSO4. Để cân bằng số oxi, ta cần thêm 2 O vào phía bên phải của phương trình.

Phương trình đã cân bằng: Fe + H2SO4 → FeSO4 + 2H2O

Các mẹo để cân bằng phương trình hóa học chuẩn nhất Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2:

Để cân bằng phương trình hóa học Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2, cần thực hiện theo các bước sau:

- Xác định số nguyên tử của từng nguyên tố ở cả hai vế của phương trình hóa học.

Fe: 1 nguyên tử phía trái, 1 nguyên tử phía phải

H: 2 nguyên tử phía trái, 2 nguyên tử phía phải

S: 1 nguyên tử phía trái, 1 nguyên tử phía phải

O: 4 nguyên tử phía trái, 4 nguyên tử phía phải

Fe: 1 nguyên tử phía trái, 1 nguyên tử phía phải

H: 4 nguyên tử phía trái, 8 nguyên tử phía phải (2 x 4)

S: 1 nguyên tử phía trái, 1 nguyên tử phía phải

O: 4 nguyên tử phía trái, 4 nguyên tử phía phải

Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2

Fe: 1 nguyên tử ở phía trái, 1 nguyên tử ở phía phải

H: 4 nguyên tử ở phía trái, 4 nguyên tử ở phía phải

S: 1 nguyên tử ở phía trái, 1 nguyên tử ở phía phải

O: 4 nguyên tử ở phía trái, 4 nguyên tử ở phía phải

Chú ý rằng bạn có thể nhân một hệ số chung cho cả phương trình để đơn giản hóa nó, ví dụ như chia tất cả các hệ số cho 2 để thu được phương trình cân bằng nhỏ gọn hơn:

1/2 Fe + H2SO4 → FeSO4 + 1/2 H

Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2: Khi phản ứng hóa học xảy ra giữa sắt và axit sunfuric, thu được sunfat sắt và hidro, đây là một phản ứng oxi-hoá khử. Dưới đây là cách giải phương trình:

Viết phương trình phản ứng:

Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2

Xác định số lượng nguyên tử cho các nguyên tố trong phương trình:

Fe: 1 H: 2 S: 1 O: 4

Cân bằng số lượng nguyên tử cho các nguyên tố trong phương trình:

Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2

Fe: 1 Fe: 1 H: 2 H: 2 S: 1 S: 1 O: 4 O: 4

Phương trình đã được cân bằng, với mỗi bên có cùng số lượng nguyên tử cho các nguyên tố.

Lưu ý: Trong phản ứng thực tế, phản ứng này thường xảy ra trong môi trường nước. Cụ thể, khi axit sunfuric được đưa vào nước, nó sẽ phân li thành ion hidro (H+) và ion sunfat (SO4^2-), và phản ứng oxi-hoá khử diễn ra giữa ion Fe^2+ và ion H+ để tạo ra FeSO4 và H2.

Câu 1. Which of the following statements is correct?

A. Crom là kim loại cứng nhất trong tất cả các kim loại

B. Nhôm và crom đều phản ứng với HCl theo cùng tỉ lệ số mol.

Đáp án B

Nhận xét không đúng là

Nhôm và crom đều phản ứng với HCl theo cùng tỉ lệ số mol.

Phương trình hóa học minh họa

2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2;

Cr + 2HCl → CrCl2 + H2

Câu 2. Nội dung nhận định nào sau đây không đúng

A. Kim loại có độ cứng cao nhất trong các kim loại là Crom

B. Al, Fe, Cr bị oxy hóa trong dung dịch HNO3 đặc và H2SO4 đặc

C. Kim loại kiềm được tạo ra bằng cách điện phân dung dịch muối halogenua tương ứng

D. Lưu huỳnh là một chất oxi hóa yếu, và Hg có thể tác dụng với lưu huỳnh ngay cả ở nhiệt độ phòng. Đối với các kim loại khác, cần phải sử dụng xúc tác hoặc tăng nhiệt độ.

Các kim loại kiềm và kiềm thổ được chế tạo bằng cách điện phân muối halogen. Kim loại có độ cứng cao nhất trong số chúng là Crom.

B. Các kim loại Al, Fe, Cr bị thụ động hóa trong dung dịch HNO3 đặc nguội và H2SO4 đặc

nguội => đúng

Để nhận biết sự có mặt của Fe trong hỗn hợp gồm Fe và Ag, có thể sử dụng dung dịch nào?

C. H2SO4 đặc, nguội

D. NaOH

Đáp án C

Để nhận biết sự có mặt của Fe trong hỗn hợp gồm Fe và Ag có thể dùng dung dịch:

C. H2SO4 đặc, nguội vì Fe bị thụ động trong dung dịch H2SO4 đặc nguội còn Ag thì phản ứng được với H2SO4 đặc nguội

Phương trình hóa học minh họa

2Ag + 2H2SO4→ Ag2SO4 + SO2 + 2H2O

Câu 4. Vì sao có thể dùng thùng bằng thép để chuyên chở axit H2SO4 đặc nguội vì:

A. H2SO4 bị thụ động hóa trong thép

B. Sắt bị thụ động trong axit H2SO4 đặc nguội

C. H2SO4 đặc không phản ứng với kim loại ở nhiệt độ thường

D. Thép có chứa các chất phụ trợ không phản ứng với H2SO4 đặc

Đáp án B

Có thể dùng thùng bằng thép để chuyên chở axit H2SO4 đặc nguội vì Sắt bị thụ động trong axit H2SO4 đặc nguội

Câu 5. Cho Fe3O4 tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng tạo ra sản phẩm là:

A. FeSO4, Fe2(SO4)3, H2O

D. Fe2(SO4)3, SO2, H2O

Xem đáp ánĐáp án D

Cho Fe3O4 tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng tạo ra sản phẩm là:

Phương trình hóa học minh họa

Cho 5,6 gam Fe vào 200 ml dung dịch Cu(NO3)2 1M và HCl 2M, ta thu được khí NO và m gam kết tủa. Hãy xác định giá trị của m. Biết rằng NO là sản phẩm khử duy nhất của ion NO3– và không có khí H2 bay ra.

A. 6,4

B. 2,4

C. 3,2

D. 1,6

Đáp án C

Fe sẽ phản ứng với H+ và NO3– trước

3Fe + 8H+ + 2NO3– → 3Fe2+ + 2NO + 4H2O.

0,15 ← 0,4 mol

nFe = 0,2 mol ; nH+ = 0,4 mol ; nNO3– = 0,4 mol ; nCu2+ = 0,2 mol

( do 8nFe / 3 > nH+ => chỉ tạo muối Fe2+ )

0,05 → 0,05

=> m↓ = 0,05 . 64 = 3,2 g

Câu 7. Hòa 12 gam hỗn hợp chứa hai kim loại Fe, Cu vào dung dịch HNO3 có nồng độ 63%. Sau khi phản ứng, ta thu được dung dịch A và 11,2 lít khí NO2 (ở điều kiện tiêu chuẩn). Nồng độ phần trăm của các chất trong dung dịch A là:

A. 36,66% và 28,48%.

B. 27,19% và 21,12%.

C. 27,19% và 72,81%.

D. 78,88% và 21,12%.

Đáp án B

Phương trình phản ứng hóa học xảy ra: 

Fe + 6HNO3 → Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O

Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

nNO2 = 0,5 mol => nHNO3 = 2nNO2 = 1 (mol)

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

mhh muối = mhh kim loại + m dd HNO3 – mNO2 = 12 + 1.63.100/63 – 46.0,5 = 89 (gam)

Gọi số mol của Fe, Cu lần lượt là a, b mol

Ta có hệ phương trình như sau:

56a + 64b = 12 (1)

3a + 2b = 0,5 (2)

mCu(NO3)2= 0,1.(64 + 62.2) = 18,8 (gam)

% mFe(NO3)3 = 24,2/89.100% = 27,19%

% mCu(NO3)2 = 18,8/89.100% = 21,1%

Câu 8. Khi hoà tan 20 gam hỗn hợp Mg và Fe trong dung dịch HCl 4M, ta thu được 11,2 lít H2 (đktc) và dung dịch X. Để kết tủa hoàn toàn các ion trong X, cần sử dụng 600 ml dung dịch NaOH 2M. Thể tích dung dịch HCl đã sử dụng là bao nhiêu?

A. 0,3 lít

B. 0,15 lít

C. 0,1 lít

D. 0,025 lít

Đáp án AÁp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Natri

nNaCl = nNaOH = 1,2(mol)

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Clo

=> nHCl = nNaCl = 1,2 (mol)

VHCl = 1,2 : 4 = 0,3 lít.

Câu 9. Tên tương ứng của các quặng chứa FeCO3, Fe2O3. Fe3O4, FeS2lần lượt là?

A. Pirit, hematit, manhetit, xiđêrit

B. Xiđêrit, hematit, manhetit, pirit

Đáp án B

Tên tương ứng của các quặng chứa FeCO3, Fe2O3. Fe3O4, FeS2 lần lượt là: Xiđêrit, hematit, manhetit, pirit

Câu 10. 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

Đáp án B

(1) đúng

(2) sai, Fe2+ trong không khí dễ bị oxi hóa thành Fe3+

(5) sai, vì từ trường Trái Đất sinh ra do sự chuyển động của các chất lỏng dẫn điện

(6) đúng, Fe + 2Fe3+ → 3Fe2+

Kết quả:

Giá trị của m là bao nhiêu sau khi phản ứng kết thúc?

A. 3,89.

B. 3,84.

C. 5,64

D. 5,68.

Đáp án A

nMg = 0,06 mol; nZn(NO3)2 = 0,05 mol; nCu(NO3)2 = 0,01

ne Mg cho tối đa = 0,06.2 = 0,12 mol

ne Cu2+ nhận = 0,01.2 = 0,02 mol; ne Zn2+ nhận = 0,1 mol

=> ne nhận tối đa = 0,02 + 0,1 = 0,12 mol

Ta thấy ne cho tối đa= ne nhận tối đa = 0,12 mol => Mg phản ứng vừa đủ với Cu2+ và Zn2+

=> chất rắn thu được gồm Cu (0,01 mol) và Zn (0,05 mol)

=> m = 3,89 gam

Câu 12. Tiến hành bốn thí nghiệm sau :

Thí nghiệm 1: Nhúng thanh Fe vào dung dịch FeCl3

Thí nghiệm 4: Cho thanh Fe tiếp xúc với thanh Cu rồi nhúng vào dung dịch HCl

Số trường hợp xuất hiện ăn mòn điện hoá là

A. 1.

B. 2.

C. 4.

D. 3.

Đáp án B

Thí nghiệm 1: Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2

→ ăn mòn hóa học vì không hình thành 2 điện cực mới

Thí nghiệm 2:

Zn + CuSO4: ăn mòn điện hóa vì hình thành 2 điện cực Zn và Cu.

Hai điện cực tiếp xúc với nhau và tiếp xúc với dung dịch điện li

Zn2+, Cu2+

Thí nghiệm 3: Cu + FeCl3 : ăn mòn hóa học vì không hình thành 2 điện cực mới

Cu + FeCl3 -> CuCl2 + FeCl2

Thử nghiệm 4: Sự phân hủy điện hóa xảy ra khi có sự tiếp xúc giữa hai kim loại và chúng đồng thời tiếp xúc với dung dịch chất điện li. Fe là cực âm (-), Cu là cực dương (+).

Có 2 Thí nghiệm xảy ra ăn mòn điện hóa