Fe + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2 l Fe ra FeSO4 | H2SO4 ra FeSO4

Phản ứng Fe + H₂SO_{4 loãng} → FeSO₄ + H₂

1. Phương trình phản ứng Fe tác dụng với H₂SO₄ loãng

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

2. Điều kiện phản ứng xảy ra Fe tác dụng với H₂SO₄ loãng

Nhiệt độ thường, H₂SO₄ loãng.

3. Bản chất của các chất tham gia phản ứng

3.1. Bản chất của Fe (Sắt)

- Trong phản ứng trên Fe là chất khử.

- Fe là kim loại tác dụng được với dung dịch axit HCl, H₂SO₄ loãng.

3.2. Bản chất của H₂SO₄ (Axit sunfuric)

- Trong phản ứng trên H₂SO₄ là chất oxi hoá.

- Trong H₂SO₄ thì S có mức oxi hoá +6 cao nhất nên H₂SO₄ đặc có tính axit mạnh, oxi hoá mạnh và háo nước.

4. Tính chất hóa học của Fe

4.1. 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.

4.2. Tác dụng với dung dịch axit

Tác dụng với với HCl, H₂SO₄ loãng

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂$\uparrow$

Tác dụng với H₂SO₄ đặc, nóng; HNO₃ đặc:

2Fe + 6H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ $\uparrow$+ 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

4.3. Tác dụng với dung dịch muối

Sắt đẩy kim loại yếu hơn ra khỏi dung dịch muối tạo thành muối sắt tương ứng và giải phóng kim loại mới.

Fe + Cu(NO₃)₂ → Fe (NO₃)₂ + Cu

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

4.4. Ứng dụng của Fe

- Sắt có trong những đồ dùng cá nhân như: dao, kềm, kéo, kệ sắt, các loại dụng cụ gia đình khác,…
- Sắt ở trong các đồ nội thất như: bàn ghế, khung cửa, tủ kệ, cầu thang,…
- Các loại máy móc trong gia đình như máy xay, máy giặt, bồn rửa cũng có sắt.
- Trong giao thông vận tải sắt cũng đóng vai trò rất quan trọng.
- Sắt là bộ khung sườn cho những công trình xây dựng như nhà cửa, cầu, tòa nhà,…

5. Tính chất hóa học của H₂SO₄

5.1. H₂SO₄ loãng

Axit sunfuric là một axit mạnh, hóa chất này có đầy đủ các tính chất hóa học chung của axit như:

• Axit sunfuric H₂SO₄ làm chuyển màu quỳ tím thành đỏ.
• Tác dụng với kim loại đứng trước H (trừ Pb) tạo thành muối sunfat.

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

• Tác dụng với oxit bazo tạo thành muối mới (trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị) và nước .

FeO + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂O

• Axit sunfuric tác dụng với bazo tạo thành muối mới và nước.

H₂SO₄ + NaOH → NaHSO₄ + H₂O

H₂SO₄­ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O

• H2SO4 tác dụng với muối tạo thành muối mới (trong đó kim loại vẫn giữ nguyên hóa trị) và axit mới.

Na₂CO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O + CO₂

H₂SO₄ + 2KHCO₃ → K₂SO₄ + 2H₂O + 2CO₂

5.2. H₂SO₄ đặc

Axit sunfuric đặc có tính axit mạnh, oxi hóa mạnh với tính chất hóa học nổi bật như:

• Tác dụng với kim loại: Khi cho mảnh Cu vào trong H₂SO₄ tạo ra dung dịch có màu xanh và có khí bay ra với mùi sốc.

Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

• Tác dụng với phi kim tạo thành oxit phi kim + H₂O + SO₂.

C + 2H₂SO₄ → CO₂ + 2H₂O + 2SO₂ (nhiệt độ)

2P + 5H₂SO₄ → 2H₃PO₄ + 5SO₂ + 2H₂O

• Tác dụng với các chất khử khác.

2FeO + 4H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 4H₂O

• H₂SO₄ còn có tính háo nước đặc trưng như đưa H₂SO₄ vào cốc đựng đường, sau phản ứng đường sẽ bị chuyển sang màu đen và phun trào với phương trình hóa học như sau.

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂SO₄ → 12C + H₂SO₄.11H₂O

6. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1. Nhận xét nào sau đây không đúng?

A. Crom là kim loại cứng nhất trong tất cả các kim loại

B. Nhôm và crom đều phản ứng với HCl theo cùng tỉ lệ số mol.

C. Vật dụng làm bằng nhôm và crom đều bền trong không khí và nước vì có màng oxit bảo vệ.

D. Sắt và nhôm đều bị thụ động hóa bởi HNO₃ đặc, nguội

Lời giải:

Câu 2. Nội dung nhận định nào sau đây không đúng

A. Kim loại có độ cứng cao nhất trong các kim loại là Crom

B. Các kim loại Al, Fe, Cr bị thụ động hóa trong dung dịch HNO₃ đặc nguội và H₂SO₄ đặc

nguội
C. Kim loại kiềm được điều chế bằng phương pháp điện phân dung dịch muối halogenua của nó

D. Lưu huỳnh là chất có tính oxi hóa yếu, Hg có thể tác dụng lưu huỳnh ngay ở nhiệt độ thường. Với các kim loại khác cần có xúc tác hoặc nhiệt độ.

Lời giải:

Các kim loại kiềm và kiềm thổ được điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy muối halogen.

Câu 3. Để nhận biết sự có mặt của Fe trong hỗn hợp gồm Fe và Ag có thể dùng dung dịch nào

A. HCl loãng

B. AgNO₃

C. H₂SO₄ đặc, nguội

D. NaOH

Lời giải:

Câu 4. Vì sao có thể dùng thùng bằng thép để chuyên chở axit H₂SO₄ đặc nguội vì:

A. H₂SO₄ bị thụ động hóa trong thép

B. Sắt bị thụ động trong axit H₂SO₄ đặc nguội

C. H₂SO₄ đặc không phản ứng với kim loại ở nhiệt độ thường

D. Thép có chứa các chất phụ trợ không phản ứng với H₂SO₄ đặc

Lời giải:

Câu 5. Cho Fe₃O₄ tác dụng với dung dịch H₂SO₄ đặc nóng tạo ra sản phẩm là:

A. FeSO₄, Fe₂(SO₄)₃, H₂O

B. Fe₂(SO₄)₃, H₂O

C. FeSO₄, H₂O

D. Fe₂(SO₄)₃, SO₂, H₂O

Lời giải:

Câu 6. Cho 5,6 gam Fe vào 200 ml dung dịch Cu(NO₃)₂ 1M và HCl 2M thu được khí NO và m gam kết tủa. Xác định m. Biết rằng NO là sản phẩm khử duy nhất của NO^3- và không có khí H₂ bay ra.

A. 6,4

B. 2,4

C. 3,2

D. 1,6

Lời giải:

Câu 7. Cho 12 gam hỗn hợp hai kim loại Fe, Cu tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO₃ 63%. Sau phản ứng thu được dung dịch A và 11,2 lít khí NO₂ duy nhất (đktc). Nồng độ % các chất có trong dung dịch A là :

A. 36,66% và 28,48%.

B. 27,19% và 21,12%.

C. 27,19% và 72,81%.

D. 78,88% và 21,12%.

Lời giải:

Câu 8. Hòa tan hoàn toàn 20 gam hỗn hợp Mg và Fe trong dung dịch HCl 4M thu được 11,2 lít H₂ (đktc) và dung dịch X. Để kết tủa hoàn toàn các ion trong X cần 600 ml dung dịch NaOH 2M. Thể tích dung dịch HCl đã dùng là:

A. 0,3 lít

B. 0,15 lít

C. 0,1 lít

D. 0,025 lít

Lời giải:

Câu 9. Tên tương ứng của các quặng chứa FeCO₃, Fe₂O₃. Fe₃O₄, FeS₂ lần lượt là?

A. Pirit, hematit, manhetit, xiđêrit

B. Xiđêrit, hematit, manhetit, pirit

C. Xiđêrit, hematit, pirit, manhetit

D. Hematit, pirit, manhetit, xiđêrit

Lời giải:

Câu 10. Những nhận định sau về kim loại sắt:

(1) Kim loại sắt có tính khử trung bình.

(2) Ion Fe²⁺ bền hơn Fe³⁺.

(3) Fe bị thụ động trong H₂SO₄ đặc nguội.

(4) Quặng manhetit là quặng có hàm lượng sắt cao nhất.

(5) Trái đất tự quay và sắt là nguyên nhân làm Trái Đất có từ tính.

(6) Kim loại sắt có thể khử được ion Fe³⁺. Số nhận định đúng là

A. 3

B. 4

C. 5

D. 6

Lời giải:

Câu 11. Dãy bao gồm các ion sắp xếp theo chiều giảm dần tính oxi hóa là

A. Ag⁺, Cu²⁺, Fe³⁺, Fe²⁺.

B. Fe³⁺, Cu²⁺, Ag⁺, Fe²⁺.

C. Ag⁺, Fe³⁺, Cu²⁺, Fe²⁺.

D. Fe³⁺, Ag⁺, Cu²⁺, Fe²⁺.

Lời giải:

Câu 12. Tiến hành bốn thí nghiệm sau :

Thí nghiệm 1: Nhúng thanh Fe vào dung dịch FeCl₃

Thí nghiệm 2: Nhúng thanh Zn vào dung dịch CuSO₄

Thí nghiệm 3: Nhúng thanh Cu vào dung dịch FeCl₃

Thí nghiệm 4: Cho thanh Fe tiếp xúc với thanh Cu rồi nhúng vào dung dịch HCl

Số trường hợp xuất hiện ăn mòn điện hoá là

A. 1.

B. 2.

C. 4.

D. 3.

Lời giải:

Câu 13. Cho bột Fe vào dung dịch gồm AgNO₃ và Cu(NO₃)₂. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X gồm hai muối và chất rắn Y gồm hai kim loại. Hai muối trong X và hai kim loại trong Y lần lượt là:

A. Fe(NO₃)₂; Fe(NO₃)₃ và Cu; Ag.

B. Cu(NO₃)₂; Fe(NO₃)₂ và Cu; Fe.

C. Cu(NO₃)₂; Fe(NO₃)₂ và Ag; Cu.

D. Cu(NO₃)₂; AgNO₃ và Cu; Ag.

Lời giải:

Câu 14. Mệnh đề không đúng là:

A. Tính oxi hóa của các ion tăng theo thứ tự: Fe²⁺, H⁺, Cu²⁺, Ag⁺.

B. Fe khử được Cu²⁺ trong dung dịch.

C. Fe²⁺ oxi hoá được Cu.

D. Fe³⁺ có tính oxi hóa mạnh hơn Cu²⁺.