Fe + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + H2O | Fe ra Fe(NO3)3 | HNO3 ra Fe(NO3)3 | HNO3 ra NH4NO3

Thứ sáu - 24/03/2023 21:00

Fe + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO₂ + H₂O | Fe ra Fe(NO3)3 | HNO3 ra Fe(NO3)3 | HNO3 ra NH4NO3 được nhiều học sinh tìm kiếm bởi phương trình này sẽ không giống những phương trình khác xuất hiện khí bay hơi, có màu sắc . . . để nhận biết. Vậy phương trình này có gì đặc biệt ?

Phản ứng hóa học Fe+HNO₃

8Fe + 30HNO₃ → 8Fe(NO₃)₃ + 3NH₄NO₃ + 9H₂O

Phản ứng hóa học trên được xếp vào nhóm:
- Phản ứng kim loại với axit.
- Phản ứng oxi hóa khử.
Phản ứng khi cho Fe tác dụng với HNO₃ có nhiều kết quả khác nhau bởi sắt là một kim loại có nhiều số oxi hóa là +2 và +3 bên cạnh đó nguyên tố Nitơ trong axit cũng có nhiều số oxi hóa nên khi thực hiện phản ứng tùy vào từng điều kiện thực hiện khác nhau mà sẽ thu được những kết quả khác nhau. Thông thường, các dạng bài tập khi cho Fe+HNO₃ người ra đề sẽ chỉ cách nhận biết sản phẩm khử là gì ở trong đề bài thông qua miêu tả như: khí nâu thoát ra, khí không màu hóa nâu trong không khí . . .
Tuy nhiên, khi tác dụng với những axit có tính oxi hóa mạnh như HNO₃ thì kim loại Fe được đẩy lên mức oxi hóa cao nhất là Fe⁺³ để tạo thành muối Fe(NO₃)₃. Trong trường hợp này, N⁺⁵ trong HNO₃ bị khử thành N^-3 trong hợp chất NH₄NO₃
Điều kiện phản ứng Fe+HNO₃ ra NH₄NO₃ cần có dung dịch HNO₃ đặc nóng.
Hiện tượng nhận biết phản ứng: Kim loại tan dần tạo thành dung dịch màu vàng nâu không thấy có khí thoát ra.

Cách cân bằng phương trình phản ứng Fe+HNO₃

Ta thấy:

Fe → Fe⁺³ + 3e (chất oxi hóa)

N+5 → N⁺¹ + 8e ( vì NH₄NO₃ có 2 N)

Nhân chéo lên ta sẽ thu được kết quả là:

8Fe + 30HNO₃ → 3NH₄NO₃ + 9H₂O + 8Fe(NO₃)₃

5. Bài tập vận dụng liên quan Fe+HNO₃

Câu 1. Cho Fe tác dụng với HNO₃ đặc, nóng thu được khí X có màu nâu đỏ. Khí X là

A. N₂O.

B. N₂.

C. NO₂.

D. NO.

Đáp án C: Fe + 6HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + 3NO₂ ↑ + 3H₂O - Dạng bài này thường xuất hiện trong đề thi lắm nha!

Câu 2. Kim loại nào sau đây tác dụng với axit HCl loãng và khí clo không cho cùng loại muối clorua kim loại

A. Zn

B. Pb

C. Ag

D. Fe

Đáp án A

Loại B và C do Cu, Pb không phản ứng với HCl.

Loại D do:

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃

Câu 3. Cho dãy các chất: FeO, Fe(OH)₂, FeSO₄, Fe, Fe₂(SO₄)₃, Fe₂O₃. Số chất trong dãy bị oxi hóa khi tác dụng với dung dịch HNO₃ đặc, nóng là:

A. 6.

B. 3.

C. 5.

D. 4

Đáp án D

Những chất bị oxi hóa khi tác dụng với HNO₃ thì số oxi hóa trong hợp chất chưa phải là cao nhất. Bởi vì khi đó nguyên tố đó còn có thể cho đi electron để xảy ra được quá trình trao đổi electron.
Trong dãy trên có 4 chất là: FeO, Fe(OH)₂, FeSO₄ và Fe tương ứng với mức oxi hóa của Fe trong hợp chất là +2, +2, +2, 0.

Phương trình phản ứng:

FeO + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO₂+ 2H₂O
Fe(OH)₂ + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 3H₂O
FeSO₄ + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO₂ + H₂O + H₂SO₄
Fe + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO₂ + H₂O

Câu 4. Để điều chế Fe(NO₃)₂ ta có thể dùng phản ứng nào sau đây?

A. Fe + dung dịch AgNO₃ dư | Loại vì Ag⁺ oxi hóa Fe → Fe⁺³

B. Fe + dung dịch Cu(NO₃)₂ được vì Cu⁺² chỉ oxi hóa Fe → Fe⁺²

C. Fe₂O₃ + dung dịch HNO₃ không được vì bản chất Fe trong Fe2O3 đã có số oxi hóa là +3 rồi không hạ xuống được +2 nha.

D. FeS + dung dịch HNO₃ khi gặp HNO₃ thì 99,99% là số oxi hóa Fe→Fe⁺³

Đáp án B

Fe + dung dịch Cu(NO₃)₂

Fe + Cu(NO₃)₂ → Fe(NO₃)₂ + Cu

Câu 5. Dãy các chất và dung dịch nào sau đây khi lấy dư có thể oxi hoá Fe thành Fe (III)?

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

B. Cl₂, HNO₃ nóng, H₂SO₄ đặc, nguội

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

D. Cl₂, AgNO_{3 dư}, HNO₃ loãng

Đáp án D

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂
Fe + AgNO₃ → Fe(NO₃)₃ + Ag
Fe + 6HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + 3NO₂ ↑ + 3H₂O

Câu 6. Dãy các phi kim nào sau đây khi lấy dư tác dụng với Fe thì chỉ oxi hoá Fe thành Fe (III)?

A. Cl₂, O₂, S

B. Cl₂, Br₂, I₂

C. Br₂, Cl₂, F₂

D. O₂, Cl₂, Br₂

Đáp án C

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂
Fe + 2HBr → FeBr₂ + H₂
Fe + 2HI → FeI₂ + H₂

Câu 7. Cho m gam Fe tác dụng với dung dịch HNO₃ thấy sinh ra 0,1 mol NO là sản phẩm khử duy nhất của HNO₃ và còn lại 2,6 gam Fe không tan. Giá trị của m là:

A. 5,6

B. 7,2

C. 12

D. 10

Đáp án C

Do Fe còn dư nên dung dịch chỉ chứa Fe(NO₃)₂

2n_Fe = 3n_NO ⇒ n_Fe= 3/2 . 0,1 =0,15 mol

m_Fe = 0,15 . 56 + 2,6 = 12 g

Câu 8. Cho 5,6 gam Fe tác dụng hết với dung dịch HNO₃ (dư). Sau phản ứng sinh ra V lít khí NO₂ (ở đktc, sản phẩm khử duy nhất). Tính thể tích khí sinh ra?

A. 6,72 lít

B. 13,44 lít

C. 3,36 lít

D. 10,08 lít

Đáp án A

Fe + 6HNO₃ → Fe(NO₃)₃+ 3NO₂ + 3H₂O

n_Fe= 5,6/56 = 0,1 mol

Theo phương trình

→ n_NO2 = 3n_Fe=0,1 x 0,3= 0,3 mol

→ V = 0,3 x 22,4 = 6,72 lít

Câu 9. Cho a gam bột Fe vào dung dịch HNO₃ lấy dư, ta được 8,96 lít (đktc) hỗn hợp gồm hai khí NO₂ và NO và tỉ khối đối với O₂ bằng 1,3125. Thành phần phần trăm theo thể tích của NO, NO₂ và khối lượng a của Fe đã dùng là

A. 45% và 55% ; 5,6 gam.

B. 25% và 75%; 5,6 gam.

C. 25% và 75%; 11,2 gam.

D. 45% và 55%; 11,2 gam.

Đáp án B

Gọi x, y lần lượt là số mol của NO₂, NO

n_{Hỗn hợp khí} = 4,48 : 22,4 = 0,2 (mol)

=> x + y = 0,2 (1)

Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp khí là:

1,3125 . 32 = 42 (gam/mol)

=> Khối lượng của hỗn hợp khí trên là: 42 .0,2 = 8,4 (gam)

=> 46x + 30y = 8,4 (2)