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

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

1. Phương trình phản ứng

2Fe + 4H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + S + 2H₂O

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 kết tủa màu vàng.

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 Sắt

- 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: Khi cho sắt tác dụng với axit sunfuric đặc nóng thu được kết tủa màu vàng. 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 A

Kết tủa màu vàng là S

Câu 2: Khi cho sắt tác dụng với axit sunfuric đặc nóng, các sản phẩm khử có thể có là:

A. H₂ B. SO₂ C. S D. Cả B và C

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Phương trình phản ứng: 2Fe + 4H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + S + 2H₂O

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

Câu 3: Cho phản ứng sau: 2Fe + 4H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + S + 2H₂O Tổng hệ số tối giản của phản ứng trên là:

A. 8 B. 9 C.10 D. 11

Hướng dẫn giải

Đáp số C