Trả lời nhanh
FeO ra FeSO4 khi tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng: FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O. Đây là phản ứng trao đổi giữa oxit bazơ và axit, số oxi hoá của sắt giữ nguyên +2. Hiện tượng: chất rắn màu đen tan dần, thu được dung dịch màu lục nhạt.
Phương trình phản ứng FeO + H2SO4 loãng
FeO + H2SO4 (loãng) → FeSO4 + H2O
Phương trình đã cân bằng sẵn với hệ số 1 : 1 : 1 : 1. Phương trình ion thu gọn:
FeO + 2H+ → Fe2+ + H2O
Điều kiện và hiện tượng
- Điều kiện: dùng dung dịch H2SO4 loãng, thường phản ứng ngay ở nhiệt độ thường; đun nhẹ sẽ nhanh hơn.
- Hiện tượng: bột FeO màu đen tan dần; dung dịch thu được có màu lục nhạt (màu của ion Fe2+).
- Loại phản ứng: không phải phản ứng oxi hoá – khử, vì Fe vẫn là +2 trước và sau phản ứng.
Vì sao FeO tác dụng được với H2SO4 loãng và ra FeSO4?
FeO là oxit bazơ, nên tác dụng với axit tạo muối và nước. Quy tắc chung: oxit bazơ + axit → muối + nước, kim loại trong muối giữ nguyên hoá trị như trong oxit.
Trong FeO, sắt có hoá trị II. Gốc axit của H2SO4 là SO4 (hoá trị II). Vậy muối tạo thành là FeSO4, tức sắt(II) sunfat. Với H2SO4 loãng, tính oxi hoá chỉ đến từ ion H+ nên không đủ mạnh để đẩy Fe2+ lên Fe3+.
Cách cân bằng nhanh
- Viết sơ đồ: FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O.
- Đếm nguyên tử: Fe (1 – 1), S (1 – 1), H (2 – 2), O (1 + 4 = 5 – 4 + 1 = 5). Đã cân bằng.
Mẹo nhớ: hai nguyên tử H của axit kết hợp với một nguyên tử O của oxit tạo một phân tử H2O, phần còn lại ghép thành muối.
FeO + H2SO4 đặc, nóng thì sao? (lỗi sai hay gặp)
Nhiều bạn thấy FeO và H2SO4 là viết ngay FeSO4. Điều này chỉ đúng với axit loãng. Với H2SO4 đặc, nóng, FeO bị oxi hoá lên sắt(III):
2FeO + 4H2SO4 (đặc, nóng) → Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 4H2O
Lúc này đây là phản ứng oxi hoá – khử: Fe+2 → Fe+3 (nhường 1e), S+6 → S+4 (nhận 2e). Hiện tượng: FeO tan, có khí mùi hắc SO2 thoát ra, dung dịch màu vàng nâu.
| Tiêu chí | H2SO4 loãng | H2SO4 đặc, nóng |
|---|---|---|
| Sản phẩm muối | FeSO4 | Fe2(SO4)3 |
| Khí thoát ra | Không | SO2 |
| Loại phản ứng | Trao đổi | Oxi hoá – khử |
| Màu dung dịch | Lục nhạt | Vàng nâu |
Tương tự, FeO với HNO3 loãng cũng lên sắt(III): 3FeO + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO↑ + 5H2O.
Các cách khác tạo FeSO4
- Fe + H2SO4 (loãng) → FeSO4 + H2↑
- Fe(OH)2 + H2SO4 → FeSO4 + 2H2O
- Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
- Fe + Fe2(SO4)3 → 3FeSO4
- FeCO3 + H2SO4 → FeSO4 + CO2↑ + H2O
Lưu ý bảo quản: dung dịch FeSO4 để ngoài không khí dễ bị oxi hoá thành Fe3+ (xuất hiện màu vàng nâu), nên thường cho thêm ít đinh sắt hoặc axit để hạn chế.
Bài tập vận dụng
Bài 1. Hoà tan hoàn toàn 7,2 g FeO bằng dung dịch H2SO4 0,5M vừa đủ. Tính thể tích dung dịch axit và khối lượng FeSO4 tạo thành.
Giải: nFeO = 7,2 : 72 = 0,1 mol. Theo phương trình tỉ lệ 1 : 1 nên nH₂SO₄ = nFeSO₄ = 0,1 mol. V = 0,1 : 0,5 = 0,2 lít (200 mL). mFeSO₄ = 0,1 × 152 = 15,2 g.
Bài 2. Cho 14,4 g FeO tác dụng hết với H2SO4 đặc, nóng, dư. Tính thể tích SO2 (đktc).
Giải: nFeO = 14,4 : 72 = 0,2 mol. Theo phương trình 2FeO → 1SO2 nên nSO₂ = 0,1 mol. V = 0,1 × 22,4 = 2,24 lít. (Kiểm tra bằng bảo toàn electron: 0,2 × 1 = nSO₂ × 2 → nSO₂ = 0,1 mol ✓.)
Bài 3. Viết phương trình khi cho FeO lần lượt vào dung dịch HCl và dung dịch NaOH.
Đáp án: FeO + 2HCl → FeCl2 + H2O. FeO là oxit bazơ nên không phản ứng với dung dịch NaOH.
Tổng kết
- FeO + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2O (không đổi số oxi hoá).
- FeO + H2SO4 đặc, nóng → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O.
- Gặp bài về FeO, hãy xác định axit là loãng hay có tính oxi hoá mạnh trước khi viết sản phẩm.
Câu hỏi thường gặp
FeO + H2SO4 loãng ra chất gì?
Ra muối sắt(II) sunfat FeSO4 và nước: FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O. Đây là phản ứng giữa oxit bazơ và axit.
Hiện tượng khi cho FeO vào dung dịch H2SO4 loãng là gì?
Chất rắn màu đen FeO tan dần, dung dịch thu được có màu lục nhạt do ion Fe2+.
FeO tác dụng với H2SO4 đặc nóng có ra FeSO4 không?
Không. H2SO4 đặc, nóng oxi hoá Fe(II) lên Fe(III) nên tạo Fe2(SO4)3, khí SO2 và nước: 2FeO + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O.
FeO + H2SO4 loãng có phải phản ứng oxi hoá – khử không?
Không. Số oxi hoá của Fe vẫn là +2 trước và sau phản ứng, các nguyên tố khác cũng không đổi số oxi hoá nên đây là phản ứng trao đổi.