Fe + HNO3 đặc nóng → Fe(NO3)3 + NO2 + H2O | Fe + HNO3 ra NO2

Phản ứng Fe + HNO₃ đặc nóng ra NO₂ thuộc loại phản ứng oxi hóa khử đã được cân bằng chính xác và chi tiết nhất.
Bên cạnh đó là một số bài tập có liên quan về Fe có lời giải, mời các bạn đón xem:

Fe + 6HNO₃ đặc nóng → Fe(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O

1. Phương trình hoá học của phản ứng Fe tác dụng với HNO₃ đặc, nóng

Fe + 6HNO₃ đặc, nóng → Fe(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O

Cách lập phương trình hoá học:

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

Fe0 +H+5NO3→toFe+3(NO3)3+N+4O2+H2O

Chất khử: Fe; chất oxi hoá: HNO₃.

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

– Quá trình oxi hoá: Fe0→Fe+3+3e

– Quá trình khử: N+5+e→N+4

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

1×3×Fe0→Fe+3+3eN+5 + e → N+4

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.

Fe + 6HNO₃ đặc, nóng → Fe(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O

2. Điều kiện để Fe tác dụng với HNO₃ đặc, nóng

– HNO₃ đặc;

– Đun nóng.

3. Cách tiến hành thí nghiệm

Lấy vào ống nghiệm khoảng 2ml HNO₃ đặc, thả vào ống nghiệm một sợi dây sắt, đun nóng ống nghiệm trên ngọn lửa đèn cồn.

4. Hiện tượng phản ứng

Khi cho Fe tác dụng HNO₃ đặc nóng, có khí độc màu nâu đỏ thoát ra chính là NO₂.

5. Mở rộng kiến thức về sắt (Fe)

5.1. Vị trí trong bảng tuần hoàn và cấu hình electron nguyên tử

– Sắt (Fe) thuộc ô 26, chu kì 4, nhóm VIIIB của bảng tuần hoàn.

– Cấu hình electron nguyên tử: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s² có thể viết gọn là [Ar]3d⁶4s².

– Nguyên tử sắt dễ dàng nhường 2e ở phân lớp 4s trở thành ion Fe²⁺ và có thể nhường thêm 1e ở phân lớp 3d trở thành Fe³⁺.

5.2. Tính chất vật lí

– Sắt là kim loại màu trắng, hơi xám, có khối lượng riêng lớn (D = 7,9 g/cm³), nóng chảy ở 1540^oC.

– Sắt có tính dẫn nhiệt, dẫn điện tốt. Khác với các kim loại khác, sắt có tính nhiễm từ.

5.3. Tính chất hóa học

Sắt là kim loại có tính khử trung bình. Khi tác dụng với chất oxi hóa yếu, sắt bị oxi hóa đến số oxi hóa +2.

Fe → Fe+2+ 2e

Với chất oxi hóa mạnh, sắt bị oxi hóa đến số oxi hóa +3.

Fe → Fe+3 + 3e

a. Tác dụng với phi kim:

Ở nhiệt độ cao, sắt khử nguyên tử phi kim thành ion âm và bị oxi hóa đến số oxi hóa +2 hoặc +3.

+ Tác dụng với lưu huỳnh: Fe0 + S0→toFe+2S−2

+ Tác dụng với oxi: 3Fe + 2O20→toFe3O−24

+ Tác dụng với clo: 2Fe0 + 3Cl20→to2Fe+3Cl−13

b. Tác dụng với axit

– Với dung dịch HCl, H₂SO₄ loãng, Fe bị oxi hóa đến số oxi hóa +2, giải phóng H₂. Ví dụ:

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

– Với dung dịch HNO₃ và H₂SO₄ đặc nóng, Fe bị oxi hóa đến số oxi hóa +3, và không giải phóng H₂. Ví dụ:

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

Chú ý: Fe bị thụ động bởi các axit HNO₃ đặc, nguội và H₂SO₄ đặc, nguội.

c. Tác dụng với dung dịch muối

Fe có thể khử được ion của các kim loại đứng sau nó trong trong dãy điện hóa của kim loại. Trong các phản ứng này, Fe thường bị oxi hóa đến số oxi hóa +2. Ví dụ:

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

Đặc biệt:

Fe + 2Ag⁺ → Fe²⁺ + 2Ag

Nếu Ag⁺ dư, tiếp tục có phản ứng:

Fe²⁺ + Ag⁺ → Fe³⁺ + Ag

d. Tác dụng với nước

Ở nhiệt độ thường, sắt không khử được nước, nhưng ở nhiệt độ cao, sắt khử hơi nước tạo ra H₂ và Fe₃O₄ hoặc FeO.

3Fe + 4H₂O →to<570oC Fe₃O₄ + 4H₂

Fe + H₂O →to> 570oC FeO + H₂

5.4: Trạng thái tự nhiên

– Sắt chiếm khoảng 5% khối lượng vỏ Trái Đất, đứng hàng thứ hai trong các kim loại (sau nhôm).

– Trong tự nhiên sắt tồn tại chủ yếu dưới dạng hợp chất.

– Các quặng sắt quan trọng là:

+ Quặng manhehit (Fe₃O₄) (hiếm có trong tự nhiên);

+ Quặng hemantit đỏ (Fe₂O₃)

+ Quặng hematit nâu (Fe₂O₃.nH₂O)

+ Quặng xiderit (FeCO₃)

+ Quặng pirit (FeS₂).

6. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1:Trong 3 chất Fe, Fe²⁺, Fe³⁺. Chất X chỉ có tính khử, chất Y chỉ có tính oxi hoá, chất Z vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa. Các chất X, Y, Z lần lượt là:

A. Fe, Fe²⁺ và Fe³⁺.B. Fe²⁺, Fe và Fe³⁺.

C. Fe³⁺, Fe và Fe²⁺. D. Fe, Fe³⁺ và Fe²⁺.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

+) Fe đơn chất có số oxi hóa bằng 0 → có khả nhường 2e hoặc 3e → chỉ có tính khử → X là Fe

+) Fe²⁺ có khả năng nhường 1e để thành Fe³⁺ → có tính khử

Fe²⁺ có khả năng nhận 2e để thành Fe đơn chất → có tính oxi hóa

→ Z là Fe²⁺

+) Fe³⁺ chỉ có khả năng nhận 1e để trở nhà Fe²⁺ hoặc nhận 3e để thành Fe đơn chất → Fe³⁺ chỉ có tính oxi hóa → Y là Fe³⁺

Câu 2: Chia bột kim loại X thành 2 phần. Phần một cho tác dụng với Cl₂ tạo ra muối Y. Phần hai cho tác dụng với dung dịch HCl tạo ra muối Z. Cho kim loại X tác dụng với muối Y lại thu được muối Z. Kim loại X có thề là

A. Mg. B. Al. C. Zn. D. Fe.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Kim loại X là Fe

Phần 1: 2Fe (X) + 3Cl₂ →t° 2FeCl₃ (Y)

Phần 2: Fe (X) + 2HCl → FeCl₂ (Z) + H₂

Fe (X) + 2FeCl₃ (Y) → 3FeCl₂ (Z)

Câu 3: Hoà tan hết cùng một lượng Fe trong dung dịch H₂SO₄ loãng (dư) và dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng (dư) thì các thế tích khí sinh ra lần lượt là V₁ và V₂ (đo ở cùng điều kiện). Liên hệ giữa V₁ và V₂ là

A. V₁ = V₂ B. V₁ = 2V₂

C. V₂ = 1,5V₁. D. V₂ =3V₁

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Gọi số mol Fe là a mol

Áp dụng định luật bảo toàn số mol electron

Cho Fe vào H₂SO₄ loãng: 2 = 2n_Fe

→nH2 = n_Fe = a mol

Cho Fe vào H₂SO₄ đặc, nóng: 3n_Fe = 2nSO2

→nSO2 = 1,5n_Fe = 1,5a mol

Ở cùng điều kiện, tỉ lệ về thể tích cũng là tỉ lệ về số mol

→ V₂ = 1,5V₁.

Câu 4: Hòa tan 2,24 gam Fe bằng 300 ml dung dịch HCl 0,4 M , thu được dung dịch X và khí H₂. Cho dung dịch AgNO₃ dư vào X, thu được khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5) và m gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là

A. 18,3. B. 8,61. C. 7,36. D. 9,15.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

n_Fe = 0,04 mol; n_HCl = 0,3.0,4 = 0,12 mol

Fe + 2HCl→FeCl2+H20,04 → 0,08 →0,04 mol

Dung dịch X gồm: HCl _dư = 0,12 – 0,08 = 0,04 mol và FeCl₂: 0,04 mol

Cho AgNO₃ dư vào X có phản ứng:

3Fe2++4H++NO3−→3Fe3++NO+2H2O0,030,04mol

Fe2+ + Ag+ →Ag↓+Fe3+(0,04−0,03) →0,01mol

Ag++Cl−→AgCl↓0,120,12mol

→ m = 0,01.108 + 0,12.143,5 = 18,3 gam.

Câu 5: Cho Fe tác dụng với dd HNO₃ đặc, nóng, thu được khí X màu nâu đỏ. Khí X là

A. N₂ B. N₂O C. NO D. NO₂

Hướng dẫn giải

Đáp án D

N₂: Khí không màu, nhẹ hơn không khí

N₂O: Khí không màu, nặng hơn không khí.

NO: Khí không màu, hóa nâu ngoài không khí.

NO₂: Khí màu nâu đỏ

Câu 6: Ngâm một lá kim loại có khối lượng 50g trong dung dịch HCl. Sau khi thu được 336ml H₂ (đkc) thì khối lượng lá kim loại giảm 1,68%. Kim loại đó là

A. ZnB. FeC. AlD. Ni

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Khối lượng kim loại phản ứng là:

m_KL = 1,68.50100 = 0,84 gam

= 0,336 : 22,4 = 0,015 mol

2M + 2nHCl → 2MCl_n + nH₂

Số mol của M là:

n_M = 2n .nH2 = 2n .0,015 = mol

→ M_M = mMnM = 0,84 : 0,03n = 28n

Với n = 1 → M_M = 28 loại

n = 2 → M_M = 56 (Fe) Thỏa mãn

n = 3 → M_M = 84 loại.

Vậy kim loại cần tìm là Fe

Câu 7: Cho 11,2 gam Fe tác dụng hết với dung dịch H₂SO₄ loãng dư , thu được V lít khí H₂ (đktc). Giá trị của V là

A. 2,24 B. 3,36

C. 4,48 D. 6,72

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Áp dụng định luật bảo toàn electron:

2.n_Fe = 2.

→ = n_Fe = 0,2 mol

→ V = 0,2.22,4 = 4,48 lít

Câu 8: Cho 6 gam Fe vào 100ml dung dịch CuSO₄ 1M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam hỗn hợp kim loại. Giá trị của m là

A. 7,0 B. 6,8 C. 6,4 D. 12,4

Hướng dẫn giải

Đáp án B

n_Fe = 6 : 56 = 0,107 mol

= 0,1.1 = 0,1 mol

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

→ Fe còn dư

→ n_Cu = n_{Fe phản ứng} = nCuSO4 = 0,1 mol

Khối lượng hỗn hợp kim loại thu được là:

m = 6 – 0,1.56 + 0,1.64 = 6,8 gam

Câu 9: Hòa tan 5,6g Fe bằng dung dịch HNO₃ loãng (dư), sinh ra V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, đktc). Giá trị của V là
A. 2,24. B. 3,36. C. 4,48. D. 6,72.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Bảo toàn số mol electron

→ 3n_Fe = 3n_NO → n_NO = n_Fe = 0,1 → V = 2,24 lít

Câu 10: Cho 8,4g sắt vào 300 ml dung dịch AgNO₃ 1,3M. Lắc kĩ cho phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam chất rắn. Giá trị của m là
A. 16,2. B. 42,12. C. 32,4. D. 48,6.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

n_Fe = 0,15 mol; nAgNO3 = 0,39 mol

Fe + 2Ag+→ Fe2+ +2Ag0,15→0,3→0,15→0,3 mol

Fe2+ + Ag+ → Fe3++Ag0,09 ← (0,39−0,3) → 0,09 mol

→ m = m_Ag = 0,39.108 = 42,12 gam

Câu 11: Cho 10 gam hỗn hợp X gồm Fe và Cu phản ứng với dung dịch HCl loãng dư, đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 3,36 lít khí H₂ (đktc). Khối lượng của Cu trong 10 gam hỗn hợp X.

A. 5,6 gam B. 8,4 gam C. 2,8 gam D. 1,6 gam

Hướng dẫn giải

Đáp án D

nH2= 0,15 mol

Chỉ có Fe phản ứng với dung dịch HCl

Bảo toàn electron ta có:

2.n_Fe = 2.

→nH2 = n_Fe = 0,15 mol

→ m_Fe = 0,15.56 = 8,4 gam

→ m_Cu = 10 – 8,4 = 1,6 gam

Câu 12: Đốt cháy hoàn toàn m gam Fe trong khí Cl₂ dư, thu được 6,5 gam FeCl₃. Giá trị của m là

A. 2,24 B. 2,8 C. 1,12 D. 0,56

Hướng dẫn giải

Đáp án A

nFeCl3 = 6,5 : 162,5 = 0,04 mol

Bảo toàn nguyên tố Fe: n_Fe = nFeCl3 = 0,04 mol

→ m_Fe = 0,04.56 = 2,24 gam

Câu 13: 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 C

Đặt công thức phân tử của oxit sắt là Fe_xO_y

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

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

→ x : y = n_Fe : n_O = 0,3 : 0,4 = 3 : 4

→ Công thức phân tử của oxit sắt là: Fe₃O₄

Câu 14: Cấu hình electron của Fe là:

A. [Ar]3d⁶4s² B. [Ar]3d⁸ C. [Ar]4s²3d⁶ D. [Ar]4s²

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Cấu hình electron của Fe là[Ar]3d⁶4s²

Câu 15: Hòa tan 3,04 gam hỗn hợp bột kim loại sắt và đồng trong nitric acid loãng thu được 0,896 lít khí (đktc) khí NO là sản phẩm khử duy nhất. Thành phần % khối lượng Fe trong hỗn hợp?

A. 36,2% B. 36,8%. C.63,2%. D. 33,2%.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

m_Fe + m_Cu = 3,04

→ 56.n_Fe + 64.n_Cu = 3,04 (1)

Bảo toàn electron: 3.n_Fe + 2.n_Cu = 3.n_NO

→ 3.n_Fe + 2.n_Cu = 3.0,89622,4 = 0,12 mol (2)

Từ (1) và (2) → n_Fe = 0,02 mol; n_Cu = 0,03 mol

→ %m_Fe = 0,02.563,04.100 = 36,8%

Câu 16: Nhúng một lá Fe vào dung dịch chứa một trong những chất sau: FeCl_3; AgNO₃ dư; CuSO₄; HCl; HNO₃( đặc, nguội dư); H₂SO₄ (đặc, nóng, dư); H₂SO₄(loãng), HNO₃ (loãng, dư). Số trường hợp tạo muối sắt (III) là

A. 3. B. 4 C. 5. D.2.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Phương trình phản ứng xảy ra:

(1) Fe + 2FeCl₃ → 3FeCl₂

(2) Fe + 2AgNO₃ → Fe(NO₃)₂ + 2Ag

Fe(NO₃)₂ + AgNO₃ dư → Fe(NO₃)₃ + Ag

(3) Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

(4) Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

(5) Fe không phản ứng với HNO₃ đặc nguội.

(6) 2Fe + 6H₂SO_{4 đặc, nóng, dư} → Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

(7) Fe + H₂SO₄ loãng → FeSO₄ + H₂

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

→ Có 3 trường hợp tạo muối sắt(III)

Câu 17: Phát biểu nào sau đây không đúng?

A.Kim loại Fe phản ứng với dung dịch HCl tạo ra muối sắt(II).

B.Dung dịch FeCl₃ phản ứng được với kim loại Fe.

C.Kim loại Fe không tan trong dung dịch H₂SO₄ đặc, nguội.

D.Trong các phản ứng hóa học, ion Fe²⁺ chỉ thể hiện tính khử.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

A. Đúng

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

B. Đúng

Fe + 2FeCl₃ → 3FeCl₂

C. Đúng. Fe không phản ứng với H₂SO₄ đặcnguội, HNO₃ đặc nguội.

D. Sai, ion Fe²⁺ ở mức oxi hóa trung gian nên có thể tăng hoặc giảm số oxi hóa → thể hiện cả tính khử, cả tính oxi hóa.

Câu 18: 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 C

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

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

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

→ 3.n_Fe = 2.n_O + 2.

→ 3.0,3 = 2.n_O + 2.0,25

→ n_O = 0,2 mol

→ m_X = 56.0,3 + 16.0,2 = 20 gam

Câu 19:Tính chất vật lí nào sau đây không phải của sắt?

A. Kim loại nặng, khó nóng chảy. B. Màu vàng nâu, dẻo, dễ rèn.
C. Dẫn điện và dẫn nhiệt tốt. D. Có tính nhiễm từ.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Tính chất vật lý của sắt:

– Có màu trắng hơi xám.

– Dẻo, dễ rèn, nóng chảy ở nhiệt độ 1540^oC

– Là kim loại nặng, có khối lượng riêng d = 7,9 g/cm³

– Dẫn điện, dẫn nhiệt tốt.

– Là kim loại có từ tính, bị nam châm hút.

→ Khẳng định sắt có màu vàng nâu là sai.

Câu 20: 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 A

3Fe + 4H₂O Fe₃O₄ + 4H₂

Fe + H₂O FeO + H₂

Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:

---