Trả lời nhanh
Fe2O3 ra Fe2(SO4)3 khi cho sắt(III) oxit tác dụng với axit sunfuric: Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O. Đây là phản ứng giữa oxit bazơ và axit, tạo muối và nước. Chất rắn đỏ nâu tan dần, dung dịch chuyển sang màu vàng nâu.
Phương trình hoá học
Phương trình phân tử:
Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O
Phương trình ion rút gọn (H2SO4 loãng điện li mạnh, Fe2O3 là chất rắn không tan):
Fe2O3 + 6H+ → 2Fe3+ + 3H2O
Điều kiện và hiện tượng
| Nội dung | Chi tiết |
|---|---|
| Điều kiện | Dùng dung dịch H2SO4 loãng; phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường, đun nóng nhẹ sẽ tan nhanh hơn |
| Chất tham gia | Fe2O3 (rắn, màu đỏ nâu), H2SO4 (dung dịch) |
| Hiện tượng | Bột đỏ nâu tan dần, dung dịch thu được có màu vàng nâu (do ion Fe3+) |
| Loại phản ứng | Trao đổi, không phải oxi hoá – khử (số oxi hoá của Fe vẫn là +3) |
Cân bằng phương trình từng bước
- Viết sơ đồ: Fe2O3 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + H2O.
- Bên phải có 2 Fe, 3 nhóm SO4. Bên trái đã có 2 Fe trong Fe2O3, nên cần 3 phân tử H2SO4 để có 3 nhóm SO4.
- 3 phân tử H2SO4 chứa 6 nguyên tử H, nên bên phải cần 3 phân tử H2O.
- Kiểm tra oxi: bên trái 3 (trong Fe2O3) + 12 (trong 3H2SO4) = 15; bên phải 12 (trong Fe2(SO4)3) + 3 (trong 3H2O) = 15. Cân bằng.
Mẹo nhớ: oxit bazơ + axit → muối + nước. Cứ “1 oxit Fe2O3 – 3 axit H2SO4 – 3 nước”: số nguyên tử O trong oxit chuyển hết thành số phân tử H2O.
Vì sao H2SO4 đặc nóng cũng không tạo SO2?
Nhiều bạn thấy “đặc, nóng” thì nghĩ ngay tới SO2. Nhưng Fe trong Fe2O3 đã ở mức oxi hoá cao nhất là +3, không còn khả năng bị oxi hoá thêm nên không nhường electron cho H2SO4. Vì vậy, dù dùng axit loãng hay đặc, nóng, sản phẩm vẫn là Fe2(SO4)3 và H2O.
Ngược lại, với FeO hoặc Fe3O4 thì H2SO4 đặc nóng sẽ có khí SO2 bay ra, vì còn Fe(II) bị oxi hoá lên Fe(III).
Lỗi sai thường gặp
- Viết sản phẩm là FeSO4: sai, vì phản ứng trao đổi giữ nguyên hoá trị III của sắt, muối phải là Fe2(SO4)3.
- Viết thêm khí H2 hay SO2: oxit bazơ tác dụng axit không sinh khí trong trường hợp này.
- Cân bằng thành 2H2SO4 hoặc quên chỉ số 3 của nhóm SO4 trong Fe2(SO4)3.
- Nhầm màu: dung dịch Fe3+ màu vàng nâu, còn dung dịch Fe2+ màu lục nhạt.
Ứng dụng và cách nhận biết
Phản ứng này dùng để hoà tan gỉ sắt (thành phần chủ yếu là Fe2O3·nH2O) khi tẩy gỉ kim loại bằng axit. Trong phòng thí nghiệm, có thể phân biệt hai oxit bazơ Fe2O3 và CuO bằng dung dịch H2SO4 loãng: Fe2O3 cho dung dịch vàng nâu, CuO cho dung dịch xanh lam.
Bài tập vận dụng
Bài 1. Cho 16 gam Fe2O3 tác dụng vừa đủ với dung dịch H2SO4 loãng. Tính khối lượng H2SO4 đã phản ứng và khối lượng Fe2(SO4)3 tạo thành.
Giải: n(Fe2O3) = 16 : 160 = 0,1 mol. Theo phương trình, n(H2SO4) = 3 × 0,1 = 0,3 mol, nên m = 0,3 × 98 = 29,4 gam. n(Fe2(SO4)3) = 0,1 mol, nên m = 0,1 × 400 = 40 gam. Kiểm tra bảo toàn khối lượng: 16 + 29,4 = 45,4 = 40 + 5,4 (0,3 mol H2O).
Bài 2. Hoà tan hoàn toàn m gam Fe2O3 bằng 100 ml dung dịch H2SO4 1,5M (vừa đủ). Tìm m và nồng độ mol của Fe2(SO4)3 (coi thể tích dung dịch không đổi).
Giải: n(H2SO4) = 0,1 × 1,5 = 0,15 mol, nên n(Fe2O3) = 0,15 : 3 = 0,05 mol, m = 0,05 × 160 = 8 gam. n(Fe2(SO4)3) = 0,05 mol, CM = 0,05 : 0,1 = 0,5M.
Bài 3. Có hai ống nghiệm chứa bột đỏ nâu và bột đen, biết một là Fe2O3, một là CuO. Nêu cách phân biệt.
Giải: Cho từng chất vào dung dịch H2SO4 loãng, đun nhẹ. Ống cho dung dịch vàng nâu là Fe2O3; ống cho dung dịch xanh lam là CuO.
Câu hỏi thường gặp
Fe2O3 tác dụng H2SO4 loãng tạo ra chất gì?
Tạo sắt(III) sunfat Fe2(SO4)3 và nước theo phương trình Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O.
Fe2O3 + H2SO4 có phải phản ứng oxi hoá – khử không?
Không. Số oxi hoá của Fe (+3), S (+6), O (-2) đều không đổi nên đây là phản ứng trao đổi giữa oxit bazơ và axit.
Fe2O3 + H2SO4 đặc nóng có tạo SO2 không?
Không. Fe trong Fe2O3 đã ở mức +3 nên không bị H2SO4 đặc nóng oxi hoá thêm; sản phẩm vẫn là Fe2(SO4)3 và H2O.
Hiện tượng khi cho Fe2O3 vào dung dịch H2SO4 là gì?
Chất rắn màu đỏ nâu tan dần, dung dịch tạo thành có màu vàng nâu do chứa ion Fe3+.