Fe2O3 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + H2O: phương trình, hiện tượng và bài tập
Lớp 9Hóa học

Fe2O3 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + H2O: phương trình, hiện tượng và bài tập

Trả lời nhanh

Fe2O3 tác dụng với H2SO4 tạo ra Fe2(SO4)3 theo phương trình Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O. Đây là phản ứng trao đổi giữa oxit bazơ và axit: chất rắn màu đỏ nâu tan dần, dung dịch chuyển sang màu vàng nâu do ion Fe3+. Số oxi hóa của sắt không đổi (+3).

Phương trình phản ứng

Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O

Phương trình ion thu gọn: Fe2O3 + 6H+ → 2Fe3+ + 3H2O.

  • Điều kiện: dùng H2SO4 loãng, đun nóng nhẹ để phản ứng nhanh hơn.
  • Loại phản ứng: oxit bazơ + axit → muối + nước (không phải phản ứng oxi hóa – khử).

Cách cân bằng nhanh

  1. Vế phải có 2 nguyên tử Fe trong Fe2(SO4)3 nên Fe2O3 giữ hệ số 1.
  2. Có 3 nhóm SO4 trong muối, nên cần 3 phân tử H2SO4.
  3. 3 phân tử H2SO4 cho 6 nguyên tử H, tạo ra 3H2O.
  4. Kiểm tra oxi: vế trái 3 + 12 = 15, vế phải 12 + 3 = 15. Đã cân bằng.

Hiện tượng quan sát được

  • Bột Fe2O3 màu đỏ nâu tan dần trong dung dịch axit.
  • Dung dịch ban đầu không màu chuyển sang màu vàng nâu (màu của muối sắt(III)).
  • Không có khí thoát ra, giúp phân biệt với phản ứng của kim loại sắt với axit.

Vì sao H2SO4 đặc nóng cũng cho kết quả này?

Sắt trong Fe2O3 đã ở mức oxi hóa cao nhất (+3), nên axit sunfuric dù loãng hay đặc nóng cũng không thể oxi hóa tiếp. Vì vậy phản ứng vẫn chỉ là trao đổi và không sinh ra SO2. Bạn không nên nhầm với FeO hoặc Fe3O4, vì sắt trong các oxit này còn mức oxi hóa thấp hơn nên khi gặp H2SO4 đặc nóng sẽ có thêm phản ứng oxi hóa – khử.

So sánh với các oxit sắt khác

Oxit Với H2SO4 loãng Với H2SO4 đặc nóng
Fe2O3 Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O Giống như trên, không có SO2
FeO FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O 2FeO + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O
Fe3O4 Fe3O4 + 4H2SO4 → FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O Có sinh thêm SO2

Ứng dụng thực tế

  • Tẩy gỉ sắt: lớp gỉ chủ yếu chứa oxit sắt(III) bị axit hòa tan, giúp làm sạch bề mặt kim loại trước khi sơn hoặc mạ.
  • Điều chế muối sắt(III) sunfat, một chất được dùng trong xử lý nước (keo tụ tạp chất).
  • Dùng trong bài tập nhận biết: dung dịch vàng nâu cho thấy có ion Fe3+.

Lỗi sai thường gặp

  • Viết sản phẩm là FeSO4 hoặc cho rằng có khí H2 bay ra. Fe2O3 là oxit nên chỉ tạo muối và nước.
  • Viết Fe2SO4 thay vì Fe2(SO4)3, quên rằng hóa trị III của sắt cần ba nhóm sunfat.
  • Nhầm hệ số: 3 phân tử axit đi với 1 phân tử oxit, không phải 1 : 1.

Bài tập vận dụng có đáp án

Bài 1. Cho 16 g Fe2O3 tác dụng vừa đủ với dung dịch H2SO4. Tính khối lượng muối thu được.

Đáp án: n(Fe2O3) = 16 : 160 = 0,1 mol nên n(Fe2(SO4)3) = 0,1 mol. M = 400 g/mol, m = 40 g. Cần 0,3 mol H2SO4.

Bài 2. Hòa tan 8 g Fe2O3 trong 100 ml dung dịch H2SO4 1M. Tính khối lượng Fe2O3 dư và khối lượng muối.

Đáp án: n(Fe2O3) = 0,05 mol; n(H2SO4) = 0,1 mol, chỉ đủ phản ứng với 0,1/3 ≈ 0,0333 mol Fe2O3. Muối: 0,0333 × 400 ≈ 13,3 g. Fe2O3 dư: (0,05 – 0,0333) × 160 ≈ 2,67 g.

Bài 3. Nêu hiện tượng khi nhỏ từ từ H2SO4 loãng vào ống nghiệm chứa bột Fe2O3 rồi đun nhẹ.

Đáp án: Bột đỏ nâu tan dần, dung dịch chuyển vàng nâu, không có khí thoát ra.

Câu hỏi thường gặp

Fe2O3 tác dụng H2SO4 tạo ra sản phẩm gì?

Tạo sắt(III) sunfat Fe2(SO4)3 và nước theo phương trình Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O.

Hiện tượng của phản ứng Fe2O3 với H2SO4 là gì?

Chất rắn màu đỏ nâu tan dần và dung dịch chuyển sang màu vàng nâu; không có khí thoát ra.

Fe2O3 + H2SO4 có phải phản ứng oxi hóa khử không?

Không. Số oxi hóa của sắt giữ nguyên +3, đây là phản ứng trao đổi giữa oxit bazơ và axit.

H2SO4 đặc nóng có tạo SO2 với Fe2O3 không?

Không, vì sắt trong Fe2O3 đã ở mức oxi hóa cao nhất nên không bị oxi hóa thêm; SO2 chỉ sinh ra với FeO hoặc Fe3O4.

Bài học liên quan