Cách lập phương trình hoá học Fe + HNO3
Cách lập phương trình hoá học của phản ứng Fe + HNO3 sẽ như sau:
Bước 1: Bạn cần xác định các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hoá và chất oxi hoá khử. Ở đây ta có chất khử là Fe, còn HNO3 là chất oxi hoá.
Bước 2: Diễn giải chi tiết quá trình oxi hoá khử
Bước 3: Tìm hệ số phù hợp cho chất oxi hoá và chất khử.
Bước 4: Điền hệ số của các chất có mặt trong phương trình hoá học Fe + HNO3 và kiểm tra sự cân bằng nguyên tử các nguyên tố ở hai vế sẽ cho kết quả Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
Fe + HNO3 đặc nóng thu được chất nào?
Khi Fe + HNO3 đặc nóng sẽ thu được khí X có màu nâu đỏ. Cân bằng phương trình hoá học sẽ là Fe + 6 HNO3 → Fe(NO3)3 + 3 NO2 + 3 H2O. Lúc này, khí độc màu nâu đỏ thoát ra ngoài chính là NO2.
Để lập phương trình hoá học Fe + HNO3, bạn sẽ cần lưu ý rằng phản ứng Fe và HNO3 loãng diễn ra ngay cả trong điều kiện thường. Tuy nhiên, Fe sẽ không tác dụng với HNO3 đặc nguội.
Những tính chất của Fe trong phương trình phản ứng hoá học
Trong phương trình hoá học Fe + HNO3, chất khử ở đây chính là Fe và nó mang những tính chất như sau:
- Fe có tác dụng với phi kim khi tiếp xúc cùng oxi, lưu huỳnh và Cl2. Nếu Fe tác dụng với lưu huỳnh sẽ có phương trình hoá học là Fe0 + S0 → Fe2+ + S2-. Còn nếu tác dụng với Cl2 co phương trình 2 Fe + 3 Cl20 → 2 Fe3+ Cl3 -1. Riêng tác dụng với HCl, H2SO4 loãng sẽ tạo ra sản phẩm như FeSO4 và khí hydrogen với phương trình là Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2.
- Fe + HNO3 và H2SO4 đặc nóng sẽ gây ra phản ứng với axit mạnh tạo nên các hợp chất như Fe(NO3)3, NO, nước.
- Fe sẽ trở nên thụ động khi tiếp xúc với H2SO4 và HNO3 đặc nguội.
- Ngoài phương trình hoá học Fe + HNO3, Fe còn tác dụng với dung dịch muối CuSO4 tạo ra các sản phẩm FeSO4 và đồng kết tủa.
- Khi Fe tác động với nước ở nhiệt độ cao sẽ tạo ra những phản ứng và sản phẩm phụ.
Những ứng dụng thực tế của Fe + HNO3
Ứng dụng của Fe
Fe (sắt) là một kim loại có tỷ lệ lớn nhất trong lĩnh vực sản xuất kim loại. Theo thống kê, trong tổng khối lượng kim loại trên toàn cầu thì Fe (sắt) chiếm tới 95%. Fe (sắt) sở hữu những đặc tính vượt trội như khả năng chịu lực tốt, độ cứng và dẻo cao cùng giá thành thấp đã giúp nó được ưa chuộng. Chính những đặc điểm này giúp cho Fe (sắt) trở thành vật liệu không thể thay thế trong nhiều lĩnh vực như xây dựng, sản xuất ô tô, xe máy,…
Ứng dụng của HNO3
Fe + HNO3 là phản ứng hoá học thường thấy. Nếu Fe (sắt) là kim loại có tỷ lệ lớn nhất thì HNO3 lại chính là dung dịch Nitrat Hydro. Không chỉ là axit khan mà HNO3 còn là một monoaxit với tính oxi hóa mạnh mẽ và có khả năng Nitrat hoá một loại hợp chất vô cơ. Trong môi trường nước, HNO3 điện ly hoàn toàn giúp tạo thành các ion nitrat NO3- và một proton hydrat. Tính chất axit của HNO3 được thể hiện khi tiếp xúc với quỳ tím sẽ chuyển từ màu xanh sang màu đỏ.
Các bài tập thường gặp về Fe + HNO3
Khi cho Fe tác dụng với HNO3 hay H2SO4 đặc nóng sẽ có trình tự phản ứng như sau: Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (1)
Nếu Fe dư sẽ tiếp tục xảy ra phản ứng: Fe + 2Fe(NO3)3 → 3Fe(NO3)2
Khi cho Fe vào dung dịch HNO3, H2SO4 đặc nóng và nếu sau phản ứng Fe dư thì sẽ sinh ra muối Fe2+.
Bài 1:
Cho m(g) Fe vào dung dịch chứa 1,38 mol HNO3 và đun nóng đến kết thúc phản ứng còn 0,75m (g) chất rắn không tan. Trong đó, có 0,38 mol hỗn hợp khí NO, NO2 thoát ra ở (dktc) thì giá trị của m là:
A. 70 B. 56 C. 84 D. 112
Cách giải như sau:
Sau phản ứng Fe dư nên chỉ tạo muối Fe(NO3)2. Phương trình hoá học được diễn giải như sau:
Fe + 4HNO3 → Fe(NO3 )3 + NO + 2H2O
Fe + 2Fe(NO3 )3 → 3Fe(NO3 )2
Áp dụng sự bảo toàn khối lượng (số mol) N ta sẽ có nN(trong HNO3) = nN trong Fe(NO3)2 + nN trong NO,NO2
1,28 = 2. nFe(NO3)2 + 0,38
nFe(NO3)2 = 0,5 mol = nFe phản ứng
Vậy nên kết quả mFe = 0,5.56 = m - 0,75m ⇒ m = 112 (g) => Đáp án đúng ở đây là D
Bài 2:
Cho 20 gam bột Fe + HNO3 và khuấy đến khi phản ứng xong thu V lít khí NO (đkc), đồng thời chỉ còn 3,2 gam kim loại. Vậy giá trị của V là gì:
A. 2,24 lít B. 4,48 lít C. 6,72 lít D. 5,6 lít
Cách giải:
Fe còn dư nên dung dịch chỉ gồm Fe2+ với phương trình hoá học:
Fe + 4HNO3 → Fe(NO3 )3 + NO + 2H2O
Fe + 2Fe(NO3)3 → 3Fe(NO3)2
mFe (pu) = 20 – 3,2 =16,8g ⇒ nFe = 0,3 mol
Fe - 2e → Fe2+
N+5 + 3e → N+2 (NO)
BT e ⇒ 3nNO = 2nFe =2.0,3 = 0,6 mol ⇒ nNO 0,2 mol ⇒ V = 4,48l => Đáp án đúng là B.
Bài 3:
Để hoà tan 18 gam hỗn hợp gồm Fe và Cu trộn theo tỉ lệ mol 1:1 sẽ cần thể tích dung dịch HNO3 1M (loãng). Vậy sẽ cân bao nhiêu HNO3?
A. 1,0 lít B. 0,6 lít C. 0,8 lít D. 1,2 lít
Cách giải:
nFe = nCu = 0,15 mol
Do thể tích dung dịch HNO3 cần dùng ít nhất cho nên tạo ra muối Fe2+
→ ∑ ne cho = 2.(0,15 + 0,15) = 0,6 mol
- Theo định luật bảo toàn khối lượng, mol electron: nH+ = nHNO3 = (0,6.4): 3 = 0,8 mol → VHNO3 = 0,8 lít => Đáp án đúng là C.
Các bài tập tự luyện về Fe + HNO3
Câu 1: Đốt cháy hoàn toàn 18,2 gam Fe trong khí O2 cần vừa đủ 2,24 lít O2 ở điều kiện tiêu chuẩn tạo thành một oxit sắt. Vậy công thức phân tử của oxit đó là công thức nào?
Câu 2: Cho 12,2 gam Fe tác dụng hết với dung dịch H2SO4 loãng dư thu được V lít khí H2 ở điều kiện tiêu chuẩn.
Câu 3: Cho 15 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 3,2 lít khí H2 ở điều kiện tiêu chuẩn. Vậy khối lượng cần tìm của Cu trong hỗn hợp X.
Câu 4: Nung nóng 18,2 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 8,2 lít SO2 ở điều kiện tiêu chuẩn. Vậy giá trị của m bằng bao nhiêu?
Câu 5: Hòa tan 4,2 gam hỗn hợp bột kim loại sắt và đồng trong axit nitric loãng thu được 1,2 lít khí ở điều kiện tiêu chuẩn khí NO là sản phẩm khử duy nhất. Thành phần % khối lượng Fe trong hỗn hợp?
Câu 6: Nhiệt phân hoàn toàn m gam Fe(NO3)2 trong bình kín không có không khí thu được V lít ở điều kiện tiêu chuẩn và 24 gam Fe2O3. Vậy giá trị của V, m là bằng bao nhiêu?
Câu 7: Hòa tan hết cùng một lượng Fe trong dung dịch H2SO4 loãng dư và dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thì các thể tích khí sinh ra lần lượt là V1, V2 đo ở cùng điều kiện. Vậy sự liên hệ giữa V1 và V2 là như thế nào?
Câu 8: Hòa tan 3,2 gam Mg bằng 350 ml dung dịch HCl 0,6M thì thu được dung dịch X và khí H2. Cho dung dịch AgNO3 dư vào X thì thu được khí NO sản phẩm khử duy nhất của X và m gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Vậy giá trị của m bằng bao nhiêu?
Trên là những thông tin liên quan tới phương trình hoá học Fe + HNO3. Hi vọng bài viết của chúng tôi đã cung cấp kiến thức hữu ích về hoá học cho các bạn.
