FeO + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O

1. Phản ứng giữa FeO và HNO3 loãng:

Phản ứng giữa FeO và HNO3 loãng là một phản ứng oxi-hoá thường xảy ra trong lĩnh vực hóa học. Trong quá trình này, FeO sẽ phản ứng với HNO3 để tạo thành Fe(NO3)3, NO và H2O.

1.1. Phương trình cho phản ứng FeO tác dụng HNO3 loãng có dạng:

3FeO + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O

Trong đó, FeO và HNO3 là chất ban đầu, Fe(NO3)3 là sản phẩm, NO là khí thoát ra, và H2O là nước tạo thành.

Cân bằng phương trình FeO + HNO3 loãng

1.2. Để cân bằng phương trình FeO + HNO3 loãng, ta cần thực hiện các bước sau:

Bước 1: Viết phương trình chưa cân bằng:

FeO + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O

Bước 2: Cân bằng số nguyên tố Oxi:

FeO + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O

Bước 3: Cân bằng số nguyên tử:

2FeO + 8HNO3 → Fe2(NO3)6 + 2NO + 4H2O

1.3. Điều kiện phản ứng giữa FeO và HNO3 loãng:

Phản ứng giữa FeO và HNO3 loãng xảy ra ngay cả ở điều kiện thường. Tuy nhiên, để tăng tốc độ phản ứng, chúng ta có thể sử dụng chất xúc tác hoặc tăng nhiệt độ. Nếu nhiệt độ tăng lên, phản ứng sẽ diễn ra nhanh hơn do tăng độ động năng của các phân tử.

Ngoài ra, cần lưu ý rằng phản ứng giữa FeO và HNO3 loãng là một phản ứng phức tạp và có thể tạo ra nhiều sản phẩm phụ khác nhau. Để đảm bảo rằng phản ứng diễn ra đúng cách và chính xác, chúng ta cần sử dụng các điều kiện phù hợp và kiểm tra kỹ các sản phẩm tạo ra.

2. Cách tiến hành phản ứng giữa FeO và axit HNO3 loãng:

Đối với thí nghiệm phản ứng giữa Oxit sắt(II) và axit HNO3 loãng, cần sẵn sàng các vật liệu và thiết bị bao gồm bình nứt kín, oxit sắt(II) dạng chất rắn, dung dịch axit HNO3 loãng, nhiệt kế và bình đun nước để thực hiện quá trình đun nóng.

3. Hiện tượng phản ứng FeO và axit HNO3 loãng:

Khi đưa chất rắn oxit sắt(II) vào dung dịch axit HNO3 loãng, ta có thể quan sát thấy hiện tượng chất rắn màu đen FeO bắt đầu tan chậm dần. Trong quá trình phản ứng tiếp tục diễn ra, khí nitơ oxit (NO) được giải phóng và tạo ra một hiện tượng đặc biệt thú vị khi chuyển sang màu nâu trong không khí.

4. Tính chất hóa học của FeO:

FeO là một hợp chất quan trọng trong sắt (II) với tính chất đặc trưng là khả năng khử. Nó có thể thực hiện cả quá trình oxi hóa và khử, nhưng khả năng khử thường được coi là đặc trưng hơn. Điều này xuất phát từ việc trong các phản ứng hóa học, ion Fe2+ dễ dàng nhường đi 1 electron để trở thành ion Fe3+, do đó FeO có khả năng khử tốt.

4.1. Tính chất đặc trưng của hợp chất sắt (II) là tính khử:

Các hợp chất sắt (II) đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, bao gồm sản xuất thép, luyện kim và đồng hồ. Tuy nhiên, các hợp chất sắt (II) thường không bền và dễ bị oxi hóa thành các hợp chất sắt (III).

FeO là một oxit có tính bazơ, ngoài việc có tính khử, nó còn có khả năng oxi hóa do giá trị oxi hóa +2 - giá trị oxi hóa trung gian. Điều này làm cho FeO trở thành một chất hóa học có khả năng khử và oxi hóa đa dạng.

4.2. Tác dụng với dung dịch axit: HCl; H2SO4 loãng:

FeO có thể tác dụng với axit như HCl, H2SO4 loãng để tạo thành FeCl2, FeSO4 và H2O. Trong quá trình này, ion Fe2+ trong FeO nhường electron cho ion H+ của axit, từ đó tạo ra các muối của sắt.

Ngoài ra, FeO cũng có khả năng oxi hóa khi phản ứng với các chất khử mạnh như H2, CO và Al. Kết quả của phản ứng này là Fe, CO2 và Al2O3. Trong trường hợp này, FeO chuyển electron cho các chất khử, giúp chúng oxi hóa thành các chất.

Tuy nhiên, FeO cũng có khả năng khử khi phản ứng với các chất oxi hóa mạnh như HNO3, H2SO4 đặc, O2 để tạo thành Fe(NO3)3, NO2, Fe2(SO4)3 và SO2.

Có thể thấy, FeO là một chất hóa học rất phong phú và phức tạp, có nhiều tính chất oxi hóa và khử quan trọng. Nghiên cứu và tìm hiểu tính chất của FeO sẽ giúp chúng ta có cái nhìn rõ hơn về tính chất hóa học của sắt và các hợp chất liên quan.

5. Bài tập vận dụng liên quan:

Câu 1. Cho các phản ứng sau:

(a) 4HCl + MnO2→ MnCl2 + Cl2 + 2H2O.

(b) HCl + NH4HCO3→ NH4Cl + CO2 + H2O.

(c) 2HCl + 2HNO3 → 2NO2 + Cl2 + 2H2O.

(d) 2HCl + Zn → ZnCl2 + H2.

Số phản ứng trong đó HCl thể hiện tính khử là

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

(a) 4HCl + MnO2→ MnCl2 + Cl2 + 2H2O.

Giải thích: Trong phản ứng trên, MnO2 được khử thành MnCl2, trong đó Cl2 được tạo ra. Do đó, Đáp án A là sai.

(c) 2HCl + 2HNO3 → 2NO2 + Cl2 + 2H2O.

Giải thích: Trong phản ứng trên, HNO3 tác dụng với HCl để tạo ra Cl2 và NO2. Do đó, Đáp án C là đáp án đúng.

Vì vậy, đáp án đúng là B.

Câu 2. HNO3 chỉ thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với các chất thuộc dãy nào dưới đây?

A. Mg, H2S, C, Fe3O4, Fe(OH)2.

B. Na2SO3, P, CuO, BaCO3, Ag.

C. Al, FeCO3, HI, BaO, FeO.

D. Cu, C, Fe2O3, Fe(OH)2, SO2.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Phương trình phản ứng minh họa

3Mg + 8HNO3 → 3Mg(NO3)2 + 2NO + 4H2O

HNO3 + 3H2S → 4H2O + 2NO + 3S

C + 4HNO3 → CO2 + 4NO2 + 2H2O

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

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

B. Fe2O3

C. Fe3O4

D. FeO3

B. Fe2O3

C. Fe3O4

D. A hoặc B

Hướng dẫn giải

Kết quả đúng là: C

Muối Fe(III) có tính chất hòa tan được Cu, còn muối Fe(II) có tính chất hấp thụ được khí Cl2. Khi FexOy được hòa tan trong H2SO4 loãng, sẽ tạo ra cả muối Fe(III) và muối Fe(II), đồng thời chuyển đổi oxit Fe3O4 thành sắt.

Phương trình phản ứng hóa học xảy ra

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

Cu + Fe2(SO4)3 → CuSO4 + 2FeSO4

6FeSO4 + 3Cl2 → 2Fe2(SO4)3 + 2FeCl2.

Bài 4. Khi hòa tan oxit sắt FexOy trong một lượng H2SO4 loãng vừa đủ, ta thu được dung dịch A. Dung dịch A có khả năng hoà tan hoàn toàn bột Cu và tạo thành dung dịch màu xanh. Đồng thời, dung dịch A cũng có khả năng hấp thụ khí clo và tạo thành dung dịch màu vàng nâu nhạt. Hãy xác định công thức phân tử của oxit sắt.

A. Fe3O4

B. FeO

C. Fe2O3

D. FeO, Fe2O3

Hướng dẫn giải

Kết quả đúng là: A

Hòa tan Cu là tính chất của muối Fe (III), khả năng hấp thụ Cl2 là tính chất của muối Fe(II). Khi hòa tan FexOy trong H2SO4 loãng, sẽ tạo ra cùng lúc muối Fe (III) và muối Fe (II), đồng thời chuyển từ oxit Fe3O4 sang sắt.

Phương trình phản ứng hóa học xảy ra

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

Cu + Fe2(SO4)3 → CuSO4 + 2FeSO4

6FeSO4 + 3Cl2 → 2Fe2(SO4)3 + 2FeCl2.

Câu 5. Câu phát biểu nào dưới đây là đúng ?

A. Thép là hợp kim của Fe không có C và có một ít S, Mn, P, Si.

B. Thép là hợp kim của Fe có từ 0,01 – 2% C và một ít Si, Mn, Cr, Ni.

C. Thép là hợp kim của Fe có từ 2-5% C và một ít S, Mn, p, Si.

D. Thép là hợp kim của Fe có từ 5-10% C và một lượng rất ít Si, Mn, Cr, Ni.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Câu 6: 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, AgNO3, HNO3 loãng

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Loại A vì Fe tác dụng với HCl tạo ra muối sắt (II)

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

Loại B vì Fe bị thụ động trong H2SO4 đặc, nguội

Loại C vì Fe tác dụng với HCl tạo ra muối sắt (II)

Fe + 2HCl → FeCl2+ H2

Đáp án D đúng

Phương trình phản ứng minh họa đáp án D

2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3

Fe + 3AgNO3→ Fe(NO3)3 + 3Ag

Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O

Câu 7. Dung dịch FeSO4 làm mất màu dung dịch nào sau đây?

A. Dung dịch K2Cr2O7trong môi trường H2SO4

B. Dung dịch KMnO4 trong môi trường H2SO4

C. Dung dịch Br2

D. Dung dịch KMnO4 trong môi trường H2SO4, Dung dịch K2Cr2O7 trong môi trường H2SO4; Dung dịch Br2

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Các dung dịch KMnO4/ H2SO4; K2Cr2O7/ H2SO4; Br2 đều là các chất oxi hóa → Fe2+ sẽ có phản ứng oxi hóa khử làm mất màu các dung dịch trên

10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4→ 5Fe2(SO4)3+ K2SO4+ 2MnSO4+ 8H2O

6FeSO4 + K2Cr2O7+ 7H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

2 FeSO4 + Br2 + 3H2O → Fe2O3 + 2HBr + 2H2SO4

Câu 8. Dãy kim loại tác dụng được HNO3 đặc nguội:

A. Ag, Al, Zn, Cu

B. Ag, Zn, Cu, Mg

C. Fe, Cu, Mg, Zn

D. Mg, Cu, Fe, Zn

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Fe, Al, Cr không tác dụng với HNO3 đặc nguội vì bị thụ động

3Ag + 4HNO3 → 3AgNO3 + NO + 2H2O

3Zn + 8HNO3→ 3Zn(NO3)2 + 2NO + 4H2O

3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

3Mg + 8HNO3 → 3Mg(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Câu 9. Cho dung dịch NaOH vào ống nghiệm đựng dung dịch FeCl3, hiện tượng quan sát được là:

A. Có kết tủa trắng xanh.

B. Có khí thoát ra.

C. Có kết tủa đỏ nâu.

D. Kết tủa màu trắng.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Cho dung dịch NaOH vào ống nghiệm đựng dung dịch FeCl3, xảy ra phản ứng:

Phương trình phản ứng minh họa xảy ra

3NaOH + FeCl3 → Fe(OH)3 ↓ + 3NaCl

Fe(OH)3 kết tủa màu đỏ nâu

Câu 10. Khi nhiệt phân MgCO3, chúng ta thu được chất rắn A và khí B. Khí B được hấp thụ hoàn toàn bởi dung dịch NaOH, tạo thành dung dịch C. Dung dịch C có khả năng tác dụng với cả BaCl2 và KOH. Chất rắn A được pha tan trong dung dịch H2SO4 loãng dư, tạo ra khí B và dung dịch D. Hãy xác định thành phần của dung dịch D.

A. Dung dịch D chứa MgSO4 và H2SO4 dư.

B. MgSO4

C. H2SO4dư

D. NaHCO3 và Na2CO3

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

A: MgCO3 và MgO

B: CO2

C: NaHCO3 và Na2CO3

D: MgSO4, H2SO4 dư

Phương trình phản ứng minh họa xảy ra

MgCO3⟶ MgO + CO2

CO2 + 2NaOH → Na2CO3+ H2O

CO2+ NaOH → NaHCO3

BaCl2 + Na2CO3→ BaCO3↓ + 2NaCl

2NaHCO3 + 2KOH → Na2CO3+ 2H2O + K2CO3

MgCO3 + H2SO4 → MgSO4 + H2O + CO2↑

MgO + H2SO4 → MgSO4+ H2O