Lý thuyết Fe + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO+ H2O và bài tập có đáp án

Fe + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO+ H2O là phản ứng oxi hóa khử. Sau đây THPT Chuyên Lam Sơn sẽ hướng dẫn các bạn cân bằng phản ứng oxi hóa khử lớp 10, cũng như tìm hiểu tính chất Hóa học của Al và tính chất hóa học HNO3…. cũng như các dạng bài tập.

Tham khảo thêm:

Nội Dung

Phương trình phản ứng Fe + HNO3 loãng:

Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O

Cách cân bằng phương trình Fe + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O:

Xác định số oxi hóa của các nguyên tố thay đổi

Fe⁰ + HN⁺⁵O₃ → Fe⁺³(NO₃)₃+ N⁺²O + H₂O

Vậy ta có phương trình: Fe + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO↑ + 2H₂O

Điều kiện phản ứng Fe tác dụng với HNO3 loãng: HNO3 loãng dư

Cách tiến hành phản ứng cho Fe tác dụng HNO3 loãng: Cho Fe (sắt) tác dụng với dung dịch axit nitric HNO3

Hiện tượng Hóa học: Kim loại tan dần tạo thành dung dịch muối Muối sắt(III) nitrat và khí không màu hóa nâu trong không khí NO thoát ra.

Tính chất hóa học cơ bản của sắt

Tác dụng với phi kim

Với oxi: 3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄

Với clo: 2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃

Với lưu huỳnh: Fe + S → FeS

Ở nhiệt độ cao, sắt phản ứng được với nhiều phi kim.

Tác dụng với dung dịch axit

Tác dụng với với HCl, H₂SO₄ loãng

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

Tác dụng với H₂SO₄ đặc, nóng; HNO3 đặc:

2Fe + 6H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

Fe + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO↑ + 2H₂O

Fe + 6HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + 3NO₂ ↑ + 3H₂O

Không tác dụng với H₂SO₄ đặc nguội, HNO₃ đặc, nguội

Tác dụng với dung dịch muối

Đẩy được kim loại yếu hơn ra khỏi muối

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

Fe + AgNO₃ → Fe(NO₃)₂ + Ag

Bài tập phản ứng Fe + HNO3

Câu 1. Nung nóng 25,2 gam Fe ngoài không khí sau một thời gian thu được m gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe₂O₃ và Fe₃O₄. Hỗn hợp này phản ứng hết với dung dịch H₂SO₄ đặc nóng (dư), thu được 8,4 lít khí SO₂ (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Tính m?

Giải:

Ta có, n_Fe = 0,05 mol và n_SO2 = 0.375 mol

Quy hỗn hỗn hợp X về 2 nguyên tố Fe và O

Quá trình nhường: Fe0 → Fe⁺³ + 3e

Quá trình nhận e: O⁰ + 2e → O^-2

S⁺⁶ + 2e → S⁺⁴

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có:

1,35 = 2x + 0,75 → x = 0,3

Mặt khác ta có: nên: m = 25,2 + 0,3.16 = 30(gam).

Câu 2. Cho 22,72 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe₂O₃ và Fe₃O₄ phản ứng hết với dung dịch HNO₃ loãng (dư), thu được 2,688 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được m gam muối khan. Tính m?

Giải:

n_NO= 2,688/22,4 = 0,12 mol

Coi hỗn hợp gồm Fe (x mol), O (y mol)

=> 56x + 16y = 22,72 (1)

Fe⁰ → Fe⁺³ + 3e

x → x → 3x

O⁰ + 2e → O^-2

y → 2y

N⁺⁵ + 3e → N⁺²

0,36→ 0,12

Bảo toàn e => 3x = 2y + 0,36 (2)

(1),(2) => x = 0,32; y = 0,3

=> n_Fe(NO3)3 = n_Fe= 0,32mol

=> m = 0,32.242 = 77,44 gam

Câu 3. Hòa tan Fe₃O₄ vào dung dịch H₂SO₄ loãng dư thu được dung dịch X. Tìm phát biểu sai

A. Dung dịch X làm mất màu thuốc tím

B. Cho NaOH dư vào dung dịch X thu được kết tủa để lâu ngoài không khí kết tủa có khối lượng tăng lên.

C. Dung dịch X tác dụng được với Zn

D. Dung dịch X không thể hòa tan Cu

Phương trình phản ứng hóa học xảy ra

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

A đúng: FeSO₄ làm mất màu thuốc tím trong H₂SO₄ loãng

B. FeSO₄ + 2NaOH → Fe(OH)₂ + Na₂SO₄

C. FeSO₄ + Zn → ZnSO₄ + Fe

D sai: Cu + Fe₂(SO₄)₃ → 2FeSO₄ + CuSO₄

Câu 4. Có 4 kim loại để riêng biệt: Ag, Al, Mg, Fe. Chỉ dùng hai thuốc thử có thể phân biệt được từng chất

Giải:

Dùng dung dịch HCl thì nhận ra được :

Kim loại Ag vì không có phản ứng

+ 3 kim loại còn lại đều tạo khí

Phương trình hóa học xảy ra

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂↑

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂↑

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑

Dùng vài giọt dung dịch NaOH thì nhận ra được

+ Dung dịch MgCl₂( có chứa kim loại ban đầu là Mg ) với hiện tượng có kết tủa trắng xuất hiện

Phương trình hóa học:

MgCl₂ + 2NaOH → Mg(OH)₂↓+ 2NaCl

+ Dung dịch AlCl₃ ( có chứa kim loại ban đầu là Al ) với hiện tượng có kết tủa keo trắng sau đó tan dần

Phương trình hóa học:

AlCl₃ + 4NaOH → NaAlO₂ + 3 NaCl + 2H₂O (PTHH viết gộp )

+ Dung dịch FeCl₃ ( có chứa kim loại ban đầu là Fe) với hiện tượng có kết tủa màu trắng xanh xuất hiện , sau đó chuyển sang màu nâu khi để lâu ngoài không khí

Phương trình hóa học: FeCl₂ + 2NaOH → Fe(OH)₂↓+ 2NaCl

Câu 5. 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:

Giải:

Do sau phản ứng thu được hỗn hợp bột KL nên Fe dư, phản ứng tạo muối Fe²⁺

n_Cu²⁺ = n_Cu(NO3)2 = 0,16mol;

n_NO3^– = 2n_Cu(NO3)2 = 0,32 mol;

n_H⁺ = 2n_H2SO4 = 0,4 mol

Phương trình hóa học

3Fe + 8H⁺ + 2NO₃^– → 3Fe²⁺ + 2NO + 4H₂O (Ta thấy: 0,4/8 < 0,32/2 nên H⁺ hết, NO₃^– dư)

0,15 ← 0,4 → 0,1 → 0,1

Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu

0,16 ← 0,16 → 0,16

Vậy n_{Fe pư} = 0,15 + 0,16 = 0,31 mol

=> m_{KL sau} = m_{Fe dư} + m_Cu => m – 0,31.56 + 0,16.64 = 0,6m => m = 17,8 gam