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

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

Phản ứng Fe + HNO₃ loãng (hay sắt 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 Fe có lời giải, mời các bạn đón đọc.

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

Fe + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

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 + HN+5O3 → Fe+3NO33 + N+2O + 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+ 3e → N+2

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

1×1×Fe0 → Fe+3 + 3eN+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.

Fe + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

2. Điều kiện để Fe tác dụng với HNO₃

Phản ứng giữa sắt và HNO₃ loãng diễn ra ngay điều kiện thường.

Chú ý: Fe không tác dụng với HNO₃ đặc, nguội.

3. Cách tiến hành thí nghiệm

Nhỏ từ từ dung dịch axit HNO₃ loãng vào ống nghiệm đã để sẵn chiếc đinh sắt.

4. Hiện tượng phản ứng

Đinh sắt tan dần, có khí thoát ra làm sủi bọt khí trong dung dịch và khí thoát ra hóa nâu ngoài không khí.

2NO_{(không màu)} + O₂ → 2NO_{2 (nâu đỏ)}

5. Tính chất hoá học của sắt

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

5.1. 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

5.2. 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.

5.3. 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

5.4. 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

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, basic oxide và muối của axit yếu hơn tạo thành muối nitrate. 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:

Nitric acid 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 nitrate, 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 + 4HNO_3 đặc → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

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

4Zn + 10HNO_{3 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 →t0H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O

C + 4HNO₃ →t0CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O

5HNO₃ + P →t0H₃PO₄ + 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: 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 →t°  <  570°CFe₃O₄ + 4H₂

Fe + H₂O →t°  >  570°C FeO + H₂

Câu 2: Hợp chất nào sau đây của sắt vừa có tính khử, vừa có tính oxi hóa?

A. FeO.                 B. Fe₂O₃.               C. Fe(OH)₃.          D. Fe₂(SO₄)₃.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Trong hợp chất FeO số oxi hóa của Fe là +2 → Fe có thể tăng số oxi hóa lên +3 hoặc giảm số oxi hóa về 0. Nên FeO vừa có tính khử, vừa có tính oxi hóa.

Câu 3: 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 A

Đốt cháy sắt trong không khí tạo thành Fe₃O₄

Câu 4: Kim loại Fe thụ động bởi dung dịch

A. H₂SO₄ loãng                                           B. HCl đặc, nguội          

C. HNO₃ đặc, nguội                                     D. HCl loãng

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Fe thụ động trong dung dịch HNO₃ đặc, nguội và H₂SO₄ đặc, nguội.

Câu 5: Chất nào dưới đây phản ứng với Fe tạo thành hợp chất Fe(II)?

A. Cl₂                                                          B. dung dịch HNO₃ loãng

C. dung dịch AgNO₃ dư                               D. dung dịch HCl đặc

Hướng dẫn giải

Đáp án D

A. 2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃

B. Fe + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

C. Fe + 2AgNO₃ → Fe(NO₃)₂ + 2Ag

Fe(NO₃)₂ + AgNO_{3 dư}→ Fe(NO₃)₃ + Ag

D. Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

Câu 6: Nung hỗn hợp gồm 0,3 mol Fe và 0,2 mol S cho đến khi kết thúc phản ứng thu được chất rắn A. Cho A tác dụng với dung dịch HCl dư, thu được khí B. Tỉ khối của B so với không khí là

A. 0,8045                       B. 0,7560                       C. 0,7320                       D. 0,9800

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Fe + S →t° FeS

n_FeS = n_S = n_{Fe phản ứng} = 0,2 mol

→ n_{Fe dư} = 0,3 – 0,2 = 0,1 mol

→ Chất rắn A gồm Fe dư: 0,1 mol và FeS: 0,2 mol

→ A phản ứng với HCl thu được khí gồm H₂: 0,1 mol và H₂S: 0,2 mol

M_khí = 0,1.2+0,2.340,3=23,33 → Tỉ khối của A với không khí là 0,8045.

Câu 7: 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 định luật bảo toàn khối lượng

m_Fe + m_O = m _oxit

→ 2,24 + m_O = 3,04

→ m_O = 0,8 gam

→ n_O = 0,05 mol

Áp dụng bảo toàn nguyên tố

Oxit + HCl → muối clorua + H₂O

n_HCl = n_{H (axit)} = 2.nH2O = 2.n_O = 2.0,05 = 0,1 mol

→ V_{dd HCl 2M} = 0,12 = 0,05 lít = 50 ml

Câu 8: Để 4,2 gam sắt trong không khí một thời gian thu được 5,32 gam hỗn hợp X gồm sắt và các oxit của nó. Hòa tan hết X bằng dung dịch HNO₃, thấy sinh ra 0,448 lít khí NO (đktc, sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch Y. Vậy khối lượng muối khan thu được khi cô cạn dung dịch Y là
A. 13,5 gam.                                                B. 15,98 gam.

C. 16,6 gam.                                                D. 18,15 gam.

Hướng dẫn giải

Đáp án C

nFe=4,256=0,075  mol;nNO2=0,02  mol;nO=5,32−4,216=0,07mol

Gọi x = nFe2+; y = nFe3+

→x + y = 0,0752x + 3y = 0,07.2 + 0,02.3  →x = 0,025y = 0,05

→ m = mFe(NO3)2+mFe(NO3)3 = 0,025.180 + 0,05.242 = 16,6 gam

Câu 9: Cho m gam bột Fe vào 800 ml dung dịch hỗn hợp gồm Cu(NO₃)₂ 0,2M và H₂SO₄ 0,25M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 0,6m gam hỗn hợp bột kim loại và V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N⁺⁵, ở đktc). Giá trị của m và V lần lượt là

A. 10,8 và 4,48.              B. 10,8 và 2,24.    C. 17,8 và 4,48.              D. 17,8 và 2,24.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

nCu(NO3)2 = 0,8.0,2 = 0,16 mol

nH2SO4 = 0,8.0,25 = 0,2 mol

Do sau phản ứng còn dư hỗn hợp bột kim loại

→ Fe còn dư, Cu²⁺ hết, thu muối Fe²⁺

3Fe + 2NO3−+ 8H+  →3Fe2++ 2NO + 4H2O 1    0,32            0,40,15←    0,1←      0,4   →0,15→  0,1    mol

Fe        + Cu2+ →Fe2++ Cu0,16  ←0,16 →  0,16  →  0,16  mol     

V_NO = 0,1.22,4 = 2,24 lít

m – (0,15 + 0,16).56 + 0,16.64 = 0,6m

→ m = 17,8 gam

Câu 10: 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 11: Để điều chế Fe(NO₃)₂ ta có thể dùng phản ứng nào sau đây?

A. Fe + dung dịch AgNO₃ dư             B. Fe + dung dịch Cu(NO₃)₂

C. FeO + dung dịch HNO₃                 D. FeS + dung dịch HNO₃

Hướng dẫn giải

Đáp án B

B. Fe + Cu(NO₃)₂ → Fe(NO₃)₂ + Cu

Câu 12: 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 13: 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: 2nH2 = 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 14: 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 + 2H2O0,03     0,04                                      mol

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

Ag++ Cl−→AgCl↓0,12    0,12          mol

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

Câu 15: 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 16: 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. Zn                           B. Fe                        C. Al                        D. Ni

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Khối lượng kim loại phản ứng là:

m_KL = 1,68.50100 = 0,84 gam

nH2 = 0,336 : 22,4 = 0,015 mol

2M + 2nHCl → 2MCl_n + nH₂

Số mol của M là:

n_M = 2n.nH2= 2n.0,015 = 0,03n 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 17: 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.nH2

→ nH2= n_Fe = 0,2 mol

→ V = 0,2.22,4 = 4,48 lít

Câu 18: 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

nCuSO4 = 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 19: 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 20: 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

 

Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:

---