Fe + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + H2S + H2O | Fe + H2SO4 ra H2S

Phản ứng Fe + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + H₂S + H₂O

1. Phương trình phản ứng

8Fe + 13H₂SO₄ → 4Fe₂(SO₄)₃ + H₂S + 12H₂O

2. Điều kiện phản ứng

- Dung dịch H₂SO₄ đặc nóng dư.

3. Cách thực hiện phản ứng

Cho kim loại sắt tác dụng với dung dịch axit sunfric đặc nóng

4. Hiện tượng nhận biết phản ứng

Kim loại tan dần tạo thành dung dịch màu vàng nâu và có khí không màu mùi trứng thối thoát ra.

5. Bạn có biết

Khi cho sắt tác dụng với axit sunfuric đặc nóng có thể tạo ra sản phẩm khử là khí SO₂; H₂S và S.

6. Tính chất hóa 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 → $\stackrel{+2}{Fe}$ + 2e

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

Fe → $\stackrel{+3}{Fe}$ + 3e

6.1. 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: $\stackrel{0}{Fe}+\stackrel{0}{S}\stackrel{t^o}{\to }\stackrel{+2}{Fe}\stackrel{-2}{S}$

+ Tác dụng với oxi: $3Fe+\stackrel{0}{2O_2}\stackrel{t^o}{\to }F{e}_3{\stackrel{-2}{O}}_4$

+ Tác dụng với clo: $\stackrel{0}{2Fe}+3\stackrel{0}{C{l}_2}\stackrel{t^o}{\to }2\stackrel{+3}{Fe}{\stackrel{-1}{Cl}}_3$

6.2. 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.

6.3. 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

6.4. 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 $\stackrel{t^o<{570}^{o}C}{\to }$ Fe₃O₄ + 4H₂

Fe + H₂O $\stackrel{t^o>{570}^{o}C}{\to }$FeO + H₂

7. Tính chất vật lí của Fe

- Màu xám hơi trắng, dễ ràn và dẻo cũng như có thể dát mỏng hay kéo sợi, khả năng dẫn điện và nhiệt không bằng nhôm hay đồng.

- Nhiễm từ ở nhiệt độ cao khoảng 800 độ C sẽ nhiễm từ và mất từ tính.

8. Bài tập vận dụng

Câu 1: Cho kim loại sắt tác dụng với axit sunfuric đặc nóng thấy thoát ra khí không màu mùi trứng thối. Sản phẩm khử của axit sunfuric là:

A. S B. SO₂ C. H₂S D. SO₃

Hướng dẫn giải

Đáp án C

8Fe + 15H₂SO₄ → 4Fe₂(SO₄)₃ + H₂S + 12H₂O

Câu 2: Khi cho sắt tác dụng với axit sunfuric đặc nóng thu được dung dịch màu vàng và khí không màu có mùi trứng thối. Phương trình hóa học xảy ra là:

A. 2Fe + 4H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + S + 2H₂O

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

C. 8Fe + 15H₂SO₄ → 4Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂S + 12H₂O

D. Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂O

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Câu 3: Cho phản ứng sau: Fe + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + H₂S + H₂O Tổng hệ số tối giản trong phương trình trên là:

A. 40 B. 48 C. 52 D. 58

Hướng dẫn giải

Đáp án A.

8Fe + 15H₂SO₄ → 4Fe₂(SO₄)₃ + H₂S + 12H₂O