Fe + S → FeS | Fe ra FeS

Phản ứng Fe + S → FeS

1. Phương trình hoá học của phản ứng Fe tác dụng với S

Fe + S $\stackrel{t^o}{\to }$FeS

Cách lập phương trình hoá học:

Bước 1: Xác định các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hoá, từ đó xác định chất oxi hoá – chất khử:

$\stackrel{0}{Fe}+\stackrel{0}{S}\stackrel{t^o}{\to }\stackrel{+2}{Fe}\stackrel{-2}{S}$

Chất khử: Fe; chất oxi hoá: S.

Bước 2: Biểu diễn quá trình oxi hoá, quá trình khử

- Quá trình oxi hoá: $\stackrel{0}{Fe}\to \stackrel{+2}{Fe}+\text{2}e$

- Quá trình khử: $\stackrel{0}{\text{S}}+\text{2}e\to \stackrel{-2}{S}$

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử và chất oxi hoá

$\begin{array}{c}1\times \\ 1\times \end{array}\left(\begin{array}{c}\stackrel{0}{Fe}\to \stackrel{+2}{Fe}+\text{2}e\\ \stackrel{0}{\text{S}}+\text{2}e\to \stackrel{-2}{S}\end{array}\right)$

Bước 4: Điền hệ số của các chất có mặt trong phương trình hoá học. Kiểm tra sự cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế.

Fe + S $\stackrel{t^o}{\to }$FeS

2. Điều kiện để Fe tác dụng với S

Phản ứng giữa sắt và lưu huỳnh diễn ra ở điều kiện đun nóng.

3. Cách tiến hành thí nghiệm

Cho bột sắt trộn với S vào ống nghiệm rồi đun nóng ống nghiệm.

4. Hiện tượng phản ứng

Khi đốt nóng hỗn hợp, lưu huỳnh nóng chảy, hỗn hợp cháy sáng và bắt đầu chuyển thành hợp chất màu đen, phản ứng tỏa nhiều nhiệt.

5. 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

5.1/ 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: $\stackrel{0}{2Fe}+3\stackrel{0}{C{l}_2}\stackrel{t^o}{\to }2\stackrel{+3}{Fe}{\stackrel{-1}{Cl}}_3$

5.2/ 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.

5.3/ 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

5.4/ 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

6. Bài tập liên quan

Câu 1: Cấu hình electron của Fe²⁺ là:

A. [Ar]3d⁶4s² B. [Ar]3d⁸ C. [Ar]3d⁵ D. [Ar]3d⁶

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Cấu hình electron của Fe là[Ar]3d⁶4s²

Fe nhường 2e lớp ngoài cùng để trở thành Fe²⁺

→ Cấu hình electron của Fe²⁺là[Ar]3d⁶

Câu 2:Trong 3 chất Fe, Fe²⁺, Fe³⁺. Chất X chỉ có tính khử, chất Y chỉ có tính oxi hoá, chất Z vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa. Các chất X, Y, Z lần lượt là:

A. Fe, Fe²⁺ và Fe³⁺.B. Fe²⁺, Fe và Fe³⁺.

C. Fe³⁺, Fe và Fe²⁺. D. Fe, Fe³⁺ và Fe²⁺.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

+) Fe đơn chất có số oxi hóa bằng 0 → có khả nhường 2e hoặc 3e → chỉ có tính khử → X là Fe

+) Fe²⁺ có khả năng nhường 1e để thành Fe³⁺ → có tính khử

Fe²⁺ có khả năng nhận 2e để thành Fe đơn chất → có tính oxi hóa

→ Z là Fe²⁺

+) Fe³⁺ chỉ có khả năng nhận 1e để trở thành Fe²⁺ hoặc nhận 3e để thành Fe đơn chất → Fe³⁺ chỉ có tính oxi hóa → Y là Fe³⁺

Câu 3:Tính chất vật lí nào sau đây không phải của sắt?

A. Kim loại nặng, khó nóng chảy. B. Màu vàng nâu, dẻo, dễ rèn.
C. Dẫn điện và dẫn nhiệt tốt. D. Có tính nhiễm từ.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Tính chất vật lý của sắt:

- Có màu trắng hơi xám.

- Dẻo, dễ rèn, nóng chảy ở nhiệt độ 1540^oC

- Là kim loại nặng, có khối lượng riêng d = 7,9 g/cm³

- Dẫn điện, dẫn nhiệt tốt.

- Là kim loại có từ tính, bị nam châm hút.

→ Khẳng định sắt có màu vàng nâu là sai.

Câu 4: Nung hỗn hợp gồm 0,3 mol Fe và 0,2 mol S cho đến khi kết thúc phản ứng thu được chất rắn A. Cho A tác dụng với dung dịch HCl dư, thu được khí B. Tỉ khối của B so với không khí là

A. 0,8045 B. 0,7560 C. 0,7320 D. 0,9800

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Fe + S $\stackrel{t^o}{\to }$ FeS

n_FeS = n_S = n_{Fe phản ứng} = 0,2 mol

→ n_{Fe dư} = 0,3 – 0,2 = 0,1 mol

→ Chất rắn A gồm Fe dư: 0,1 mol và FeS: 0,2 mol

→ A phản ứng với HCl thu được khí gồm H₂: 0,1 mol và H₂S: 0,2 mol

M_khí = $\frac{\mathrm{0,1.2}+\mathrm{0,2.34}}{\mathrm{0,3}}=\mathrm{23,33}$

→ Tỉ khối của A với không khí là 0,8045.

Câu 5: Cho 2,24 gam Fe tác dụng với oxi, thu được 3,04 gam hỗn hợp X gồm 2 oxit. Để hoà tan hết X cần thể tích dung dịch HCl 2M là

A. 25 ml. B. 50 ml. C. 100 ml. D. 150 ml.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng

m_Fe + m_O = m _oxit

→ 2,24 + m_O = 3,04

→ m_O = 0,8 gam

→ n_O = 0,05 mol

Áp dụng bảo toàn nguyên tố

Oxit + HCl → muối clorua + H₂O

n_HCl = n_{H (axit)} = 2.$n_{H_{2}O}$ = 2.n_O = 2.0,05 = 0,1 mol

→ V_{dd HCl 2M} = $\frac{\mathrm{0,1}}{2}$ = 0,05 lít = 50 ml

Câu 6: Đốt cháy hoàn toàn m gam Fe trong khí Cl₂ dư, thu được 6,5 gam FeCl₃. Giá trị của m là

A. 2,24 B. 2,8 C. 1,12 D. 0,56

Hướng dẫn giải

Đáp án A

$n_{FeC{l}_3}$= $\frac{\mathrm{6,5}}{\mathrm{162,5}}$ = 0,04 mol

Bảo toàn nguyên tố Fe: n_Fe = $n_{FeC{l}_3}$= 0,04 mol

→ m_Fe = 0,04.56 = 2,24 gam

Câu 7: Đốt cháy hoàn toàn 16,8 gam Fe trong khí O₂ cần vừa đủ 4,48 lít O₂ (đktc) tạo thành một oxit sắt. Công thức phân tử của oxit đó là công thức nào sau đây?

A. FeO B. Fe₂O₃

C. Fe₃O₄ D. FeO hoặc Fe₃O₄

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Đặt công thức phân tử của oxit sắt là Fe_xO_y

n_Fe = $\frac{\mathrm{16,8}}{56}$ = 0,3 mol

$n_{O_2}$= $\frac{\mathrm{4,48}}{\mathrm{22,4}}$ = 0,2 mol → n_O = 0,2.2 = 0,4 mol

→ x : y = n_Fe : n_O = 0,3 : 0,4 = 3 : 4

→ Công thức phân tử của oxit sắt là: Fe₃O₄

Câu 8: Kim loại Fe thụ động bởi dung dịch

A. H₂SO₄ loãng B. HCl đặc, nguội

C. HNO₃ đặc, nguội D. HCl loãng

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Fe thụ động trong dung dịch HNO₃ đặc, nguội và H₂SO₄ đặc, nguội.

Câu 9: 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

Hướng dẫn giải

Đáp án D

A. 2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃

B. Fe + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

C. Fe + 2AgNO₃ → Fe(NO₃)₂ + 2Ag

Fe(NO₃)₂ + AgNO_{3 dư}→ Fe(NO₃)₃ + Ag

D. Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

Câu 10: Nung nóng 16,8 gam bột sắt ngoài không khí, sau một thời gian thu được m gam hỗn hợp X gồm các oxit sắt và sắt dư. Hòa tan hết hỗn hợp X bằng H₂SO₄ đặc nóng thu được 5,6 lít SO₂(đkc). Giá trị của m là:

A.24 gam B. 26 gam C. 20 gam D. 22 gam

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Quy đổi hỗn hợp X về hỗn hợp gồm (Fe, O)

n_Fe = $\frac{\mathrm{16,8}}{56}$ = 0,3 mol

Bảo toàn electron cho phản ứng hòa tan X và dung dịch H₂SO₄

→ 3.n_Fe = 2.n_O + 2.$n_{S{O}_2}$

→ 3.0,3 = 2.n_O + 2.0,25

→ n_O = 0,2 mol

→ m_X = 56.0,3 + 16.0,2 = 20 gam

Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:

• 2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl3

• 2Fe + 3Br₂ → 2FeBr₃

• Fe + I₂ → FeI₂

• 3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄