Fe3O4 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O | Fe3O4 ra Fe(NO3)3

Phản ứng Fe₃O₄ + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO$\uparrow$ + H₂O

1. Phương trình phản ứng Fe₃O₄ tác dụng HNO₃

2. Điều kiện phản ứng Fe₃O₄ tác dụng với dung dịch HNO₃

Điều kiện: Không có

3. Cân bằng phương trình oxi hóa khử Fe₃O₄ + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + H₂O

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

4. Cách tiến hành phản ứng cho Fe₃O₄ tác dụng với dung dịch HNO₃

Cho Fe₃O₄ tác dụng với dung dịch axit nitric HNO₃.

5. Hiện tượng hóa học

Hiện tượng sau phản ứng thoát ra khí không màu NO hóa nâu trong không khí.

6. Bản chất của các chất tham gia phản ứng

6.1. Bản chất của Fe₃O₄ (Sắt từ oxit)

- Trong phản ứng trên Fe₃O₄ là chất khử.

- Oxit sắt từ có tính khử thể hiện khi tác dụng với các chất có tính oxi hoá mạnh như: HNO₃, H₂SO₄ đặc...

6.2. Bản chất của HNO₃ (Axit nitric)

- Trong phản ứng trên HNO₃ là chất oxi hoá.

- HNO₃ tác dụng với oxit bazo, bazo, muối mà kim loại trong hợp chất chưa lên hoá trị cao nhất.

7. Tính chất của sắt từ oxit Fe3O4

7.1. Định nghĩa

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

Công thức phân tử Fe₃O₄

7.2. Tính chất vật lí oxit sắt từ

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

7.3. Tính chất hóa học oxit sắt từ

+ 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

2Fe₃O₄ + 10H₂SO₄ → 3Fe₂(SO₄)₃ + SO₂↑ + 10H₂O

+ 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

3 Fe₃O4 + 8Al → 4Al₂O₃ + 9Fe

7.4. 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.

8. 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.

9. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1. Fe₃O₄ có thể tác dụng được với các chất trong dãy nào sau đây?

A. CO, H₂SO₄

B. HNO₃, KCl

C. H₂, NaOH

D. HCl, MgCl₂

Lời giải:

Câu 2. Cho các chất sau: Fe(OH)₃, Fe₃O₄, FeSO₄, Fe(NO₃)₂. Số chất tác dụng với dung dịch HCl là

A. 4.

B. 2.

C. 3.

D. 1.

Lời giải:

Câu 3. Hòa tan hoàn toàn 6,96 gam Fe₃O₄ vào dung dịch HNO₃ loãng sau phản ứng thu được khí không màu hóa nâu trong không khí (sản phẩm khử duy nhất). Tính thể tích khí thu được ở đktc là:

A. 224 ml

B. 448 ml

C. 336 ml

D. 896 ml

Lời giải:

Câu 4. Chất nào dưới đây không phản ứng với HNO₃ đặc nguội

A. Zn

B. Cu

C. Fe

D. Ag

Lời giải:

Câu 5. Dùng hóa chất nào sau đây để nhận biết 3 dung dịch mất nhãn sau: HNO₃, H₂SO₄, H₂O

A.quỳ tím và dung dịch BaCl₂

B. quỳ tím và dung dịch NaOH

C. dung dịch NaOH

D. Na và dung dịch quỳ tím

Lời giải:

Câu 6. Dung dịch Fe²⁺ 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 7. Cho hỗn hợp bột Al, Fe vào dung dịch chứa Cu(NO₃)₂ và AgNO₃. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn gồm ba kim loại là:

A. Al, Cu, Ag.

B. Al, Fe, Cu.

C. Fe, Cu, Ag.

D. Al, Fe, Ag

Lời giải:

Câu 8. Trộn 5,4 gam bột Al với 17,4 gam bột Fe₃O₄ rồi tiến hành phản ứng nhiệt nhôm trong điều kiện không có không khí. Giả sử chỉ xảy ra phản ứng khử Fe₃O₄ thành Fe. Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp rắn sau phản ứng bằng dung dịch H₂SO₄ loãng (dư), thu được 5,376 lít khí H₂ (đktc). Hiệu suất của phản ứng nhiệt nhôm là

A. 80%.

B. 90%.

C. 70%.

D. 60%.

Lời giải:

Câu 9. Hòa tan hoàn toàn 25,6 gam hỗn hợp A gồm Cu và Fe₂O₃ vào dung dịch HNO₃ 2M (dư 20% so với lượng cần phản ứng) thu được dung dịch B và 2,24 lít NO (đktc) là sản phẩm khử duy nhất. Thành phần phần trăm khối lượng Fe₂O₃ trong dung dịch A là:

A. 62,5%

B. 37.5%

C. 40%

D. 60%.

Lời giải:

Câu 10. Cho bột Fe vào dung dịch AgNO₃ dư, sau khi kết thúc thí nghiệm thu được dung dịch X gồm:

A. Fe(NO₃)₂, H₂O

B. Fe(NO₃)₂, AgNO₃

C. Fe(NO₃)₃, AgNO₃

D. Fe(NO₃)₂, Fe(NO₃)₃, AgNO₃

Lời giải:

Câu 11. Nhận định đúng về phản ứng điều chế HNO₃ trong phòng thí nghiệm bằng phản ứng

NaNO₃ + H₂SO₄ → HNO₃ + NaHSO₄.

A. có thể dùng axit sunfuric loãng.

B. có thể thay thế natri nitrat bằng kali nitrat.

C. axit nitric thu được ở dạng lỏng không cần làm lạnh.

D. đây là phản ứng oxi hóa khử.

Lời giải:

Câu 12. Nhiệt phân hoàn toàn m gam hỗn hợp Al(NO₃)₃ và Fe(NO₃)₂ thu được 47,3 gam chất rắn Y. Hòa tan Y trong dung dịch NaOH thấy có 0,3 mol NaOH phản ứng. Khối lượng hỗn hợp muối là

A. 88,8.

B. 135,9.

C. 139,2.

D. 69,6.

Lời giải:

Câu 13. Cho Na₂O vào dung dịch muối X, thu được kết tủa màu trắng. Muối X là chất nào sau đây?

A. NaCl.

B. FeCl₃.

C. CuCl₂.

D. MgCl₂.

Lời giải:

Câu 14. Cho từng chất: Fe, FeO, Fe(OH)₂, Fe(OH)₃, Fe₃O₄, Fe₂O₃, Fe(NO₃)₂, Fe(NO₃)₃, FeSO₄, Fe₂(SO₄)₃, FeCO₃ lần lượt phản ứng với HNO₃ đặc, nóng. Số phản ứng thuộc loại phản ứng oxi hóa – khử là

A. 5

B. 6

C. 7

D. 8

Lời giải: