Fe + HNO3 đặc → Fe(NO3)3 + N2O + H2O l Fe ra Fe(NO3)3 | HNO3 ra Fe(NO3)3 | HNO3 ra NO2

Phản ứng Fe + HNO_{3 đặc} → Fe(NO₃)₃ + N₂O + H₂O

1. Phương trình phản ứng giữa Fe và HNO₃ đặc

2. Điều kiên phản ứng xảy ra Fe và HNO₃ đặc

Nhiệt độ thường

3. Cách cân bằng phương trình Fe + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + N₂O + H₂O

Xác định số oxi hóa của các nguyên tố thay đổi

Fe⁰ + HN⁺⁵O₃ → Fe⁺³(NO₃)₃+ N⁺¹₂O + H₂O

8x 3x

Fe0 → Fe3+ + 3e 2N+5 + 8e → N2+1

Vậy ta có phương trình: 8Fe + 30HNO₃ → 8Fe(NO₃)₃ + 3N₂O↑ + 15H₂O

4. Bản chất của các chất tham gia phản ứng

4.1. Bản chất của Fe (Sắt)

- Trong phản ứng trên Fe là chất khử.

- Fe là kim loại tác dụng được với các axit HNO₃, H₂SO₄ đặc.

4.2. Bản chất của HNO₃ (Axit nitric)

- Trong phản ứng trên HNO₃ là chất oxi hoá.

- Đây là một monoaxit mạnh, có tính oxi hóa mạnh có thể nitrat hóa nhiều hợp chất vô cơ.

5. Tính chất hoá học của Fe

Sắt là kim loại có tính khử trung bình, tùy theo các chất oxi hóa mà sắt có thể bị oxi hóa lên mức +2 hay +3.

Fe → Fe²⁺ + 2e

Fe → Fe³⁺ + 3e

5.1. Tác dụng với phi kim

a. Tác dụng với lưu huỳnh

b. Tác dụng với oxi

c. Tác dụng với clo

5.2. Tác dụng với axit

a.Tác dụng với dung dịch axit HCl, H₂SO₄ loãng

Fe + 2H⁺ → Fe²⁺ + H₂

b. Với các axit HNO₃, H₂SO₄ đặc

Fe + 4HNO₃ l → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

Chú ý: Với HNO₃ đặc, nguội; H₂SO₄ đặc, nguội: Fe bị thụ động hóa.

5.3. Tác dụng với dung dịch muối

- Fe đẩy được kim loại đứng sau ra khỏi dung dịch muối của chúng:

Fe+ CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

Chú ý:

Fe + 2Ag⁺ → Fe²⁺ + 2Ag

Ag⁺ _dư + Fe²⁺ → Fe³⁺ + Ag

5.4. 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,…

6. Tính chất hóa học của HNO₃

- Axit nitric là một dung dịch nitrat hydro có công thức hóa học HNO₃ . Đây là một axit khan, là một monoaxit mạnh, có tính oxy hóa mạnh có thể nitrat hóa nhiều hợp chất vô cơ, có hằng số cân bằng axit (pKa) = −2.

- Axit nitric là một monoproton chỉ có một sự phân ly nên trong dung dịch, nó bị điện ly hoàn toàn thành các ion nitrat NO₃− và một proton hydrat, hay còn gọi là ion hiđroni.

H₃O+ HNO₃ + H₂O → H₃O+ + NO3-

- Axit nitric có tính chất của một axit bình thường nên nó làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ.

- Tác dụng với bazo, oxit bazo, muối cacbonat tạo thành các muối nitrat

2HNO₃ + CuO → Cu(NO₃)₂ + H₂O

2HNO₃ + Mg(OH)₂ → Mg(NO₃)₂ + 2H₂O

2HNO₃ + CaCO₃ → Ca(NO₃)₂ + H₂O + CO₂

- Axit nitric tác dụng với kim loại: Tác dụng với hầu hết các kim loại trừ Au và Pt tạo thành muối nitrat và nước .

Kim loại + HNO_{3 đặc} → muối nitrat + NO + H₂O ( t^o)

Kim loại + HNO_{3 loãng} → muối nitrat + NO + H₂O

Kim loại + HNO_{3 loãng lạnh} → muối nitrat + H₂

Mg(rắn) + 2HNO_{3 loãng lạnh} → Mg(NO₃)₂ + H₂ (khí)

- Nhôm, sắt, crom thụ động với axit nitric đặc nguội do lớp oxit kim loại được tạo ra bảo vệ chúng không bị oxy hóa tiếp.

- Tác dụng với phi kim (các nguyên tố á kim, ngoại trừ silic và halogen) tạo thành nito dioxit nếu là axit nitric đặc và oxit nito với axit loãng và nước, oxit của phi kim.

C + 4HNO_{3 đặc} → 4NO₂ + 2H₂O + CO₂

P + 5HNO_{3 đặc} → 5NO₂ + H₂O + H₃PO₄

3C + 4HNO_{3 loãng} → 3CO₂ + 4NO + 2H₂O

- Tác dụng với oxit bazo, bazo, muối mà kim loại trong hợp chất này chưa lên hóa trị cao nhất:

FeO + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 2H₂O

FeCO₃ + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 2H₂O + CO₂

- Tác dụng với hợp chất:

3H₂S + 2HNO₃ (>5%) → 3S_{kết tủa} + 2NO + 4H₂O

PbS + 8HNO_{3 đặc} → PbSO_{4 kết tủa} + 8NO₂ + 4H₂O

Ag₃PO₄ tan trong HNO₃, HgS không tác dụng với HNO₃.

- Tác dụng với nhiều hợp chất hữu cơ: Axit nitric có khả năng phá hủy nhiều hợp chất hữu cơ, nên sẽ rất nguy hiểm nếu để axit này tiếp xúc với cơ thể người.

7. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1. Hệ số cân bằng của phương trình hóa học: Fe + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + N₂O + H₂O

A. 8:24:8:3:12

B. 6:30:6:3:15

C. 6:30:6:2:15

D. 8:30:8:3:15

Lời giải:

Câu 2. Dãy nào dưới đây gồm các chất mà nguyên tố nitơ có khả năng vừa thể hiện tính oxi hóa vừa tính khử khi tham gia phản ứng hóa học?

A. NH₃, N₂O₅, N₂, NO₂

B. NH₃, NO, HNO₃, N₂O₅

C. N₂, NO, NO₂, N₂O₅

D. NO₂, N₂, NO, N₂O₃

Lời giải:

Câu 3. R có oxit cao nhất là R₂O₅, trong hợp chất của R với hiđro có 17,64% khối lượng H. Nguyên tố R là:

A. S

B. P

C. N

D. Cl

Lời giải: