FeO + H2SO4 đặc nóng: cân bằng phương trình, hiện tượng, bài tập
Lớp 10Hóa học

FeO + H2SO4 đặc nóng: cân bằng phương trình, hiện tượng, bài tập

Trả lời nhanh

Khi cho sắt(II) oxit tác dụng với axit sunfuric đặc, nóng, phản ứng xảy ra theo phương trình: 2FeO + 4H2SO4 (đặc) → Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 4H2O. Đây là phản ứng oxi hoá khử: Fe+2 bị oxi hoá lên Fe+3, còn S+6 trong axit bị khử xuống S+4 trong khí SO2.

Phương trình hoá học

2FeO + 4H2SO4 (đặc, t°) → Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 4H2O

Điều kiện: đun nóng, axit sunfuric phải đặc. Chất tham gia gồm FeO (chất rắn màu đen) và H2SO4 đặc; sản phẩm gồm muối sắt(III) sunfat, khí lưu huỳnh đioxit và nước.

Cân bằng bằng phương pháp thăng bằng electron

  1. Xác định số oxi hoá thay đổi: Fe+2 → Fe+3 (nhường 1e) và S+6 → S+4 (nhận 2e).
  2. Viết các quá trình: 2Fe+2 → 2Fe+3 + 2e và S+6 + 2e → S+4. Hai quá trình đã cân bằng electron, nên hệ số của FeO là 2 và hệ số của SO2 là 1.
  3. Đặt hệ số cho muối: 2 nguyên tử Fe tạo 1 phân tử Fe2(SO4)3.
  4. Cân bằng lưu huỳnh: có 3 gốc SO4 trong muối và 1 S trong SO2, tổng 4 nên cần 4H2SO4.
  5. Cân bằng hiđro và oxi: 4H2SO4 cho 8H nên tạo 4H2O. Kiểm tra oxi hai vế đều bằng 18.

Vai trò: FeO là chất khử, H2SO4 đặc là chất oxi hoá, đồng thời một phần axit đóng vai trò môi trường để tạo muối.

Hiện tượng nhận biết

  • Chất rắn màu đen FeO tan dần.
  • Dung dịch chuyển sang màu vàng nâu do có ion Fe3+.
  • Có khí không màu, mùi hắc thoát ra, đó là SO2. Em nên làm trong tủ hút hoặc nơi thoáng vì khí này độc.

So sánh với H2SO4 loãng

Với axit loãng, FeO chỉ thể hiện tính chất của oxit bazơ: FeO + H2SO4 (loãng) → FeSO4 + H2O. Không có khí thoát ra và sắt vẫn giữ số oxi hoá +2. Chỉ khi axit đặc, nóng thì tính oxi hoá của S+6 mới đủ mạnh để đẩy sắt lên +3.

Điều kiện Sản phẩm Loại phản ứng
H2SO4 loãng FeSO4 + H2O Trao đổi, không oxi hoá khử
H2SO4 đặc, nóng Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O Oxi hoá khử

Phản ứng tương tự cần nhớ

Fe3O4 cũng bị axit đặc nóng oxi hoá vì chứa sắt(II): 2Fe3O4 + 10H2SO4 (đặc) → 3Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 10H2O. Ngược lại, Fe2O3 chỉ tạo muối và nước vì sắt đã ở mức oxi hoá cao nhất.

Lỗi sai thường gặp

  • Viết sản phẩm là FeSO4 khi dùng axit đặc nóng. Với axit đặc, nóng, sản phẩm sắt là muối sắt(III).
  • Quên rằng 4 phân tử axit không phải đều bị khử, chỉ 1 phân tử tạo SO2.
  • Viết thiếu điều kiện đun nóng hoặc thiếu mũi tên khí.

Bài tập vận dụng

  1. Cho 0,1 mol FeO tác dụng hết với H2SO4 đặc, nóng. Tính số mol axit cần dùng. Đáp án: theo tỉ lệ 2 : 4 nên cần 0,2 mol H2SO4.
  2. Tính thể tích SO2 (ở 25°C, 1 bar) tạo ra từ 0,1 mol FeO. Đáp án: n(SO2) = 0,05 mol, V = 0,05 × 24,79 ≈ 1,24 lít.
  3. Tính khối lượng Fe2(SO4)3 thu được. Đáp án: 0,05 mol × 400 g/mol = 20 gam.

Câu hỏi thường gặp

FeO tác dụng với H2SO4 đặc nóng tạo ra chất gì?

Tạo ra Fe2(SO4)3, khí SO2 và nước theo phương trình 2FeO + 4H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O.

Vì sao FeO phản ứng với H2SO4 đặc là phản ứng oxi hoá khử?

Vì Fe trong FeO có số oxi hoá +2, nhường electron lên +3, còn S+6 trong axit nhận electron xuống S+4 trong SO2.

FeO tác dụng với H2SO4 loãng có sinh khí không?

Không. Phản ứng chỉ tạo FeSO4 và H2O, không có khí thoát ra.

Hiện tượng của phản ứng FeO với H2SO4 đặc nóng là gì?

Chất rắn đen tan dần, dung dịch thành màu vàng nâu và có khí mùi hắc thoát ra.

Bài học liên quan