Fe3O4 + H2SO4 loãng → FeSO4 + Fe2(SO4)3 + H2O | Fe3O4 ra Fe2(SO4)3 | Fe3O4 ra FeSO4

Phản ứng Fe₃O₄ + H₂SO_{4 loãng} → FeSO₄ + Fe₂(SO₄)₃ + H₂O

1. Phương trình phản ứng Fe₃O₄ tác dụng với H₂SO₄ loãng

2. Điều kiện phản ứng Fe₃O₄ tác dụng với H₂SO₄ loãng

Nhiệt độ

3. Cách tiến hành phản ứng Fe₃O₄ tác dụng với H₂SO₄ loãng

Cho oxit sắt từ tác dụng với dung dịch axit H₂SO₄ loãng.

4. Hiện tượng sau phản ứng Fe₃O₄ ra Fe₂(SO₄)₃

Chất rắn màu nâu đen Sắt III oxit (Fe₃O₄) tan dần.

5. Bản chất của các chất tham gia phản ứng

5.1. Bản chất của Fe₃O₄ (Sắt từ oxit)

Oxit sắt từ là một oxit bazơ tác dụng với dung dịch axit như HCl, H₂SO₄ loãng tạo ra hỗn hợp muối sắt (II) và sắt (III).

5.2. Bản chất của H₂SO₄ (Axit sunfuric)

H₂SO₄ tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối mới và nước.

6. Tính chất của Fe₃O₄

Định nghĩa: Là hỗn hợp của hai oxit FeO, Fe₂O₃. Có nhiều trong quặng manhetit, có từ tính.

Công thức phân tử Fe₃O₄

6.1. Tính chất vật lí oxit Fe₃O₄

Là chất rắn, màu đen, không tan trong nước và có từ tính.

6.2. Tính chất hóa học oxit Fe₃O₄

+ Tính oxit bazơ

Fe₃O₄ tác dụng với dung dịch axit như HCl, H₂SO₄ loãng tạo ra hỗn hợp muối sắt (II) và sắt (III).

Fe₃O₄ + 8HCl → 2FeCl₃ + FeCl₂ + 4H2O

Fe₃O₄+ 4H₂SO₄ loãng→ Fe₂(SO₄)₃+ FeSO₄ + 4H2O

+ Tính khử

Fe₃O₄ là chất khử khi tác dụng với các chất có tính oxi hóa mạnh:

3Fe₃O₄ + 28HNO₃ → 9Fe(NO₃)₃ + NO + 14H₂O

+ Tính oxi hóa

Fe₃O₄ là chất oxi hóa khi tác dụng với các chất khử mạnh ở nhiệt độ cao như: H₂, CO, Al:

Fe₃O₄ + 4H₂ 3Fe + 4H₂O

Fe₃O₄+ 4CO 3Fe + 4CO₂

3Fe₃O4 + 8Al 4Al₂O₃ + 9Fe

6.3. Ứng dụng

- Quặng manhetit có hàm lượng sắt cao nhất được dùng trong ngành luyện gang, thép.

- Fe3O4 hạt nano được dùng để dánh dấu tế bào và xử lí nước bị nhiểm bẩn.

7. Tính chất hoá học của H₂SO₄

7.1. 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

7.2. 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

8. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1. Hoà tan oxit sắt từ (Fe₃O₄) vào dung dịch H₂SO₄ loãng dư thu được dung dịch A. Tìm phát biểu sai

A. Cho KOH dư vào dung dịch A thu được kết tủa để lâu ngoài không khí kết tủa có khối lượng tăng lên

B. Dung dịch A tác dụng được với AgNO₃

C. Dung dịch A làm nhạt màu thuốc tím

D. Dung dịch A không thể hòa tan Cu

Lời giải:

Câu 2. Cho hỗn hợp X gồm Zn và Fe vào dung dịch axit H₂SO₄ đặc, nóng đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch Y và một phần Fe không tan. Chất tan có trong dung dịch Y là

A. ZnSO₄.

B. ZnSO₄ và Fe₂(SO₄)₃.

C. ZnSO₄ và FeSO₄

D. ZnSO₄, Fe₂(SO₄)₃ và FeSO₄

Lời giải:

Câu 3. Chất nào dưới đây phản ứng với Fe tạo thành hợp chất Fe(II)?

A. Cl₂

B. dung dịch HNO₃ loãng

C. dung dịch AgNO₃ dư

D. dung dịch HCl đặc

Lời giải:

Câu 4. Dãy các chất dung dịch nào đây khi lấy dư có thể oxi hóa Fe thành Fe (III)?

A. HCl, HNO₃ đặc, nóng, H₂SO₄ đặc, nóng

B. Cl₂, HNO₃ nóng, H₂SO₄ đặc, nóng nguội

C. Bột lưu huỳnh, H₂SO₄ đặc, nóng, HCl

D. Cl₂, AgNO₃, HNO₃ loãng

Lời giải:

Câu 5. Dung dịch FeSO₄ không làm mất màu dung dịch nào sau đây?

A. Dung dịch KMnO₄ trong môi trường H₂SO₄

B. Dung dịch K₂Cr₂O₇ trong môi trường H₂SO₄

C. Dung dịch Br₂

D. Dung dịch CuCl₂

Lời giải:

Câu 6. Hoà tan hết cùng một lượng Fe trong dung dịch H₂SO₄ loãng (dư) và dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng (dư) thì các thế tích khí sinh ra lần lượt là V1 và V2 (đo ở cùng điều kiện). Liên hệ giữa V1 và V2 là

A. V1 = V2

B. V1 = 2V2

C. V2 = 1,5V1.

D. V2 =3 V1

Lời giải:

Câu 7. Hòa tan hoàn toàn 2,8 gam hỗn hợp FeO, Fe2O3 và Fe3O4 cần vừa đủ V ml dung dịch HCl 1M , thu được dung dịch X. Cho từ từ dung dịch NaOH dư vào dung dịch X thu được kết tủa Y. Nung Y trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 3 gam chất rắn. Tính V?

A. 87,5ml

B. 125ml

C. 62,5ml

D. 175ml

Lời giải:

Câu 8. Nguyên tắc luyện thép từ gang là

A. dùng O2 oxi hóa các tạp chất C, Si, P, S, Mn,.. trong gang để thu được thép.

B. dùng chất khử CO khử oxit sắt thành sắt ở nhiệt độ cao

C. dùng CaO hoặc CaCO₃ để khử tạp chất Si, P, S, Mn,.. trong gang để thu được thép.

D. tăng thêm hàm lượng cacbon trong gang để thu được thép

Lời giải:

Câu 9. Cho sơ đồ phản ứng sau: Fe → muối X1 → muối X2 → muối X3 → Fe

X1, X2, X3 là các muối của sắt (II)

Theo thứ tự X1, X2, X3 lần lượt là:

A. FeCO₃, Fe(NO₃)₂, FeSO₄

B. FeS, Fe(NO₃)2, FeSO₄

C. Fe(NO₃)₂, FeCO₃, FeSO₄

D. FeCl₂, FeSO₄, FeS

Lời giải:

Câu 10. Nhận định nào không đúng về khả năng phản ứng của sắt với nước?

A. Ở nhiệt độ cao (nhỏ hơn 570^oC), sắt tác dụng với nước tạo ra Fe₃O₄ và H₂.

B. Ở nhiệt độ lớn hơn 1000^oC, sắt tác dụng với nước tạo ra Fe(OH)₃.

C. Ở nhiệt độ lớn hơn 570^oC, sắt tác dụng với nước tạo ra FeO và H₂.

D. Ở nhiệt độ thường, sắt không tác dụng với nước.

Lời giải:

Câu 11. Nhận định nào sau đây sai:

A. Sắt là nguyên tố phổ biến nhất trong vỏ trái đất.

B. Crom dùng để mạ thép.

C. Gang và thép đều là hợp kim của sắt.

D. Thép có hàm lượng sắt cao hơn gang

Lời giải:

Câu 12. Nhận định nào sau đây không đúng

A. Oxi hóa các tạp chất trong gang (Si, Mn, S, P…) thành oxit để giảm hàm lượng của chúng ta thu được thép.

B. Trong công nghiệp sản xuất gang,dung chất khử CO để khử oxit sắt ở nhiệt độ cao.

C. Dùng phèn chua K₂SO₄.Al₂(SO₄)₃.24H₂O để làm trong nước đục.

D. Quặng giàu Fe nhất trong tự nhiên là quặng pirit FeS₂

Lời giải:

Câu 13. Ngâm một cây đinh sắt sạch vào dung dịch bạc nitrat. Hiện tượng xảy ra là

A. sắt bị hòa tan một phần, bạc được giải phóng.

B. bạc được giải phóng nhưng sắt không biến đổi.

C. không có chất nào sinh ra, chỉ có sắt bị hòa tan.

D. không xảy ra hiện tượng gì.

Lời giải:

Câu 14. Thực hiện các thí nghiệm sau:

(1) Đốt dây sắt trong khí clo.

(2) Cho FeO vào dung dịch HNO₃ (loãng, dư).

(3) Cho Fe vào dung dịch Fe₂(SO₄)₃.

(4) Cho Fe vào dung dịch H₂SO₄ (loãng, dư).

(5) Đốt nóng hỗn hợp bột Fe và S (trong điều kiện không có oxi).

Số thí nghiệm tạo ra muối sắt (II) là

A. 2

B. 4

C. 1

D. 3

Lời giải: