Tailieumoi.vn xin giới thiệu phương trình 2Fe₃O₄ + 10H₂SO₄ → 3Fe₂(SO₄)₃ + SO₂↑ + 10H₂O gồm điều kiện phản ứng, cách thực hiện, hiện tượng phản ứng và một số bài tập liên quan giúp các em củng cố toàn bộ kiến thức và rèn luyện kĩ năng làm bài tập về phương trình phản ứng hóa học của Sắt. Mời các bạn đón xem:

Phương trình 2Fe₃O₄ + 10H₂SO₄ → 3Fe₂(SO₄)₃ + SO₂↑ + 10H₂O

1. Phương trình phản ứng hoá học:

2Fe₃O₄ + 10H₂SO₄ → 3Fe₂(SO₄)₃ + SO₂↑ + 10H₂O

2. Hiện tượng nhận biết phản ứng 

Khi cho Fe₃O₄ tác dụng với dung dịch axit H₂SO₄ đặc sản phẩm sinh ra muối sắt(III) sunfat và có khí mùi hắc lưu huỳnh đioxit thoát ra.

3. Điều kiện phản ứng 

Phản ứng xảy ra ngay ở điều kiện thường.

4. Tính chất hoá học

4.1. Tính chất hoá học của Fe₃O₄

Tính oxit bazơ

- Fe₃O₄ tác dụng với dung dịch axit như HCl, H2SO4 loãng tạo ra hỗn hợp muối sắt (II) và sắt (III).

    Fe₃O₄ + 8HCl → 2FeCl₃ + FeCl₂ + 4H₂O

    Fe₃O₄ + 4H₂SO₄ loãng → Fe₂(SO₄)₃ + FeSO₄ + 4H₂O

Tính khử

- Fe₃O₄ là chất khử khi tác dụng với các chất có tính oxi hóa mạnh:

    3 Fe₃O₄ + 28HNO₃ → 9Fe(NO₃)₃ + NO + 14H₂O

Tính oxi hóa

- Fe₃O₄ là chất oxi hóa khi tác dụng với các chất khử mạnh ở nhiệt độ cao như: H₂, CO, Al:

     Fe₃O₄ + 4H₂  3Fe + 4H₂O

     Fe₃O₄ + 4CO  3Fe + 4CO₂

    3 Fe₃O₄ + 8Al  4Al₂O₃ + 9Fe

4.2. Tính chất hoá học của H₂SO₄

Axit sunfuric loãng

- Axit sunfuric là một axit mạnh, hóa chất này có đầy đủ các tính chất hóa học chung của axit như:

- Axit sunfuric H₂SO₄ làm chuyển màu quỳ tím thành đỏ. 

- Tác dụng với kim loại đứng trước H (trừ Pb)

                    Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

- Tác dụng với oxit bazo  

                    FeO + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂O

- Tác dụng với bazo

                    H₂SO₄ + NaOH → NaHSO₄ + H₂O

                    H₂SO₄­ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O

- Tác dụng với muối 

                    Na₂CO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O + CO₂

                    H₂SO₄ + 2KHCO₃ → K₂SO₄ + 2H₂O + 2CO₂

Axit sunfuric đặc

- Axit sunfuric đặc có tính axit mạnh, oxi hóa mạnh với tính chất hóa học nổi bật như:

- Tác dụng với kim loại: 

                        Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

- Tác dụng với phi kim 

                        C + 2H₂SO₄ → CO₂ + 2H₂O + 2SO₂ (nhiệt độ)

                        2P + 5H₂SO₄ → 2H₃PO₄ + 5SO₂ + 2H₂O

- Tác dụng với các chất khử khác.

                        2FeO + 4H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 4H₂O

- H₂SO₄ còn có tính háo nước đặc trưng 

                       C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂SO₄ → 12C + H₂SO₄.11H₂O

5. Cách tiến hành phản ứng 

Cho Fe₃O₄ tác dụng với dung dịch axit sunfuric H₂SO₄ đặc.

6. Bạn có biết

Tương tự Fe₃O₄, các oxit kim loại khác như CuO, MgO, ZnO... đều có thể phản ứng với dung dịch axit H₂SO₄

7. Bài tập liên quan

Ví dụ 1: Hoà tan hoàn toàn m (g) Fe_xO_y bằng dung dịch H₂SO₄ đặc nóng thu được 2,24lit SO₂ (đktc). Phần dd chứa 120(g) một loại muối sắt duy nhất. Công thức oxit sắt và khối lượng m là:

A. Fe₃O₄; m = 23,2 (g).

B. FeO, m = 32 (g).

C. FeO; m = 7,2 (g).

D. Fe₃O₄; m = 46,4 (g)

Hướng dẫn giải

Đáp án D

xFe^2y/x + → xFe³⁺ + (3x – 2y)e

S⁶⁺ + 2e (0,2) → S⁴⁺ (0,1 mol)

n_muối = n_Fe2(SO4)3 = 0,3 mol ⇒ nFe^{2y/x +} = 0,6 mol

Bảo toàn e: [0,6.(3x - 2y)]/2 = 0,2 ⇒ x : y = 3 : 4 ⇒ n_Fe3O4 = 0,2 ⇒ m = 0,2. 232 = 46,4g

Ví dụ 2: Để khử hoàn toàn 6,08 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe₃O₄, Fe₂O₃, cần 2,24 lít khí H₂(đktc). Mặt khác hoà tan hoàn toàn 6,08 gam hỗn hợp X trong dung dịch H₂SO₄ đặc nóng thì thu được thể tích V (ml) SO₂ (đktc). Giá trị V(ml) là:

A. 112 ml

B. 224 ml

C. 336 ml

D. 448 ml.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Quy đổi hỗn hợp X về hỗn hợp hai chất FeO và Fe₂O₃ với số mol là x, y

Ta có:

FeO + H₂ → Fe + H₂O (1)

x → x → x

Fe₂O₃ + 3H₂ → 2Fe + 3H₂O (2)

y → 3y → 2y

Có: x + 3y = 0,1 và 72x +160y = 6,08

=> x = 0,04 mol; y = 0,02 mol

2FeO + 4H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 4H₂O (3)

0,04 → 0,02 mol

Vậy V_SO2 = 0,02. 22,4 = 0,448 lít hay 448 ml

Ví dụ 3: Nung nóng 25,2 gam Fe ngoài không khí sau một thời gian thu được m gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe₂O₃ và Fe₃O4. Hỗn hợp này phản ứng hết với dung dịch H₂SO₄ đặc nóng (dư), thu được 8,4 lít khí SO₂ (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Tính m?

A. 15 gam

B. 30 gam

C. 18 gam

D. 24 gam

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Ta có, n_Fe = 0,45 mol và n_SO2 = 0,375 mol

Quy hỗn hỗn hợp X về 2 nguyên tố Fe và O

Quá trình nhường: Fe⁰ → Fe⁺³ + 3e

Quá trình nhận e: O⁰ + 2e → O^-2

S⁺⁶ + 2e → S⁺⁴

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có:

1,35 = 2x + 0, 75→ x = 0,3

Mặt khác ta có: nên: m = 25,2 + 0,3. 16 = 30 (gam).

8. Một số phương trình phản ứng hoá học khác của Sắt (Fe) và hợp chất:

3Fe₃O₄ + 28HNO₃ → 9Fe(NO₃)₃ + NO↑ + 14H₂O

Fe₃O₄ + 10HNO₃ → 5H₂O + NO₂↑+ 3Fe(NO₃)₃

3Fe₃O₄ + 8H₃PO₄ → 12H₂O + Fe₃(PO₄)₂ + 6FePO₄

2Fe₃O₄ + Cl₂ + 16HCl → 8H₂O + 6FeCl₃

Fe₃O₄ + Cu + 8HCl → 3FeCl₂ + 4H₂O + CuCl₂

2Fe₃O₄ + Cl₂ + 9H₂SO₄ → 3Fe₂(SO₄)₃ + 2HCl + 8H₂O

6Fe₃O₄ + 2KNO₃ + 56KHSO₄ → 9Fe₂(SO₄)₃ + 28H₂O + 2NO↑ + 29K₂SO₄