Tailieumoi.vn xin giới thiệu phương trình 3Fe₃O₄ + 28HNO₃ → 9Fe(NO₃)₃ + NO↑ + 14H₂O 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 3Fe₃O₄ + 28HNO₃ → 9Fe(NO₃)₃ + NO↑ + 14H₂O

1. Phương trình phản ứng hoá học:

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

2. Hiện tượng nhận biết phản ứng 

Fe₃O₄ tan dần, thoát ra khí không màu hoá nâu trong không khí.

3. Điều kiện phản ứng

Phản ứng xảy ra ở ngay 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 HNO₃

Tính axit

    Là một trong số các axit mạnh nhất, trong dung dịch:

HNO₃ → H⁺ + NO₃^-

    - Dung dịch axit HNO₃ có đầy đủ tính chất của môt dung dịch axit: làm đỏ quỳ tím, tác dụng với oxit bazơ, bazơ, muối của axit yếu hơn.

Tính oxi hóa

    Kim loại hay phi kim khi gặp axit HNO₃ đều bị oxi hóa về trạng thái oxi hóa cao nhất.

    - Với kim loại: HNO₃ oxi hóa hầu hết các kim loại (trừ vàng (Au) và platin(Pt))

    * Với những kim loại có tính khử yếu: Cu, Ag, ...

    Ví dụ:

Cu + 4HNO₃(đ) → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

3Cu + 8HNO₃(l) → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

    * Khi tác dụng với những kim loại có tính khử mạnh hơn: Mg, Zn, Al, ...

    - HNO₃ đặc bị khử đến NO₂.

    Ví dụ:

Mg + 4HNO₃(đ) → Mg(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O.

    - HNO₃ loãng bị khử đến N₂O hoặc N₂.

8Al + 30HNO₃(l) → 8Al(NO₃)₃ + 3N₂O + 15H₂O

    - HNO₃ rất loãng bị khử đến NH₃(NH₄NO₃).

4Zn + 10HNO₃ (rất loãng) → 4Zn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

    * Lưu ý: Fe, Al, Cr bị thụ động hóa trong dung dịch HNO₃ đặc nguội.

    - Với phi kim:

    Khi đun nóng HNO₃ đặc có thể tác dụng với phi: C, P, S, …(trừ N₂ và halogen).

S + 6HNO₃(đ) → H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O

    - Với hợp chất:

    - H₂S, HI, SO₂, FeO, muối sắt (II), … có thể tác dụng với HNO₃ nguyên tố bị oxi hoá trong hợp chất chuyển lên mức oxi hoá cao hơn.

    Ví dụ:

3FeO + 10HNO₃(đ) → 3Fe(NO₃)₃ + NO + 5H₂O

3H₂S + 2HNO₃(đ) → 3S + 2NO + 4H₂O

    - Nhiều hợp chất hữu cơ như giấy, vải, dầu thông, … bốc cháy khi tiếp xúc với HNO₃ đặc.

5. Cách thực hiện phản ứng

- Cho Fe₃O₄ tác dụng với dung dịch HNO₃

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 HNO₃

7. Bài tập liên quan

Ví dụ 1: Fe₃O₄ có thể tác dụng được với các chất trong dãy nào sau đây?

A. CO, H₂SO₄.

B. HNO₃, KCl.

C. H₂, NaOH.

D. HCl, MgCl₂.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Phương trình phản ứng hóa học xảy ra

Fe_3­O₄ + 4CO $\stackrel{t^o}{\to }$ 3Fe + 4CO₂

Fe₃­O₄ + 4H₂SO₄ $\stackrel{t^o}{\to }$ FeSO₄ + Fe₂(SO₄)₃ + 4H₂O

Ví dụ 2: Hòa tan hoàn toàn 6,96 gam Fe₃O₄ vào dung dịch HNO₃ loãng sau phản ứng thu được khí không màu hóa nâu trong không khí (sản phẩm khử duy nhất). Tính thể tích khí thu được ở đktc là

A. 224 ml.

B. 448 ml.

C. 336 ml.

D. 896 ml.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Theo đề bài ta có:

n_Fe3O4 = 0,03 mol;

Phương trình phản ứng hóa học xảy ra

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

Theo PTHH: n_NO = $\frac{\mathrm{0,03}}{3}$ = 0,01 (mol)

Vậy V_NO = 0,01.22,4 = 0,224 lít = 224 ml.

Ví dụ 3: Hòa tan 23,2 gam hỗn hợp X gồm Fe₃O₄ và CuO có cùng khối lượng vào dung dịch HNO₃ vừa đủ chứa 0,77 mol HNO₃ thu được bằng dung dịch Y và khí Z gồm NO và NO₂. Khối lượng mol trung bình của Z bằng

A. 42.            

B. 38.              

C. 40,67.              

D. 35,33.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

$\begin{array}{l}{m}_{F{e}_3{O}_4}=m_{CuO}=\frac{\mathrm{23,2}}{2}=\mathrm{11,6}gam\\ \to n_{F{e}_3{O}_4}=\mathrm{0,05}mol;n_{CuO}=\mathrm{0,145}mol\end{array}$

Dung dịch Y gồm Fe(NO₃)₃ (0,15 mol) và Cu(NO₃)₂ (0,145 mol).

→ m_Y = 242.0,15 + 188.0,145 = 63,56 gam

$n_{H_{2}O}=\frac{n_{HN{O}_3}}{2}=\mathrm{0,385}mol$

Bảo toàn khối lượng ta có:

$\begin{array}{l}{m}_X+m_{HN{O}_3}=m_Y+m_Z+m_{H_{2}O}\\ \to \mathrm{23,2}+\mathrm{0,77.63}=\mathrm{63,56}+m_Z+\mathrm{0,385.18}\\ \to m_Z=\mathrm{1,22}gam\end{array}$

Bảo toàn nguyên tố N:

0,77 = 0,15.3 + 0,145.2 + n_Z

→ n_Z = 0,03 mol

→ ${\overline{M}}_Z=\frac{\mathrm{1,22}}{\mathrm{0,03}}\approx \mathrm{40,67}$

Ví dụ 4: Cho sơ đồ phản ứng sau: Fe₃O₄ + HNO₃ - - - -→ Fe(NO₃)₃ + NO↑+ H₂O

Hệ số cân bằng của phản ứng là các số nguyên tố giản thì hệ số của HNO₃ là

A. 28.

B. 29.

C. 30.

D. 31.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

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

Ví dụ 5: Cho hỗn hợp bột Al, Fe vào dung dịch chứa Cu(NO₃)₂ và AgNO₃. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn gồm ba kim loại là:

A. Al, Cu, Ag.

B. Al, Fe, Cu.

C. Fe, Cu, Ag.

D. Al, Fe, Ag

Đáp án C

Nhận thấy, nếu Al dư thì chắc chắn Fe chưa phản ứng , và cả Cu²⁺ và Ag⁺ đều bị đẩy ra khỏi muối (tạo Ag , Cu)

Phương trình phản ứng hóa học xảy ra

2Al + 3Cu(NO₃)₂→ 2Al(NO₃)₃ + 3Cu

Al + 3AgNO₃ → Al(NO₃)₃ + 3Ag

=> Nêu Al dư có tất cả 4 Kim loại sau phản ứng (trái giả thiết)

=> Do đó Al hết => 3 kim loại là Fe, Cu , Ag

Ví dụ 6: Hòa tan hoàn toàn 25,6 gam hỗn hợp A gồm Cu và Fe₂O₃ vào dung dịch HNO₃ 2M (dư 20% so với lượng cần phản ứng) thu được dung dịch B và 2,24 lít NO (đktc) là sản phẩm khử duy nhất. Thành phần phần trăm khối lượng Fe₂O₃ trong dung dịch A là:

A. 62,5%

B. 37.5%

C. 40%

D. 60%.

Đáp án A

Phương trình phản ứng hóa học xảy ra

(1) 3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

(2) Fe₂O₃ + 6HNO₃ → 2Fe(NO₃)₃ + 3H₂O

n_NO= 2,24 : 22,4 = 0,1 mol

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có:

2n_Cu = 3n_NO => n_Cu = 1,5n_NO = 1,5.0,1 = 0,15 mol

=> m_Fe2O3 = mhỗn hợp – m_Cu = 25,6 – 0,15.64 = 16 gam

=> n_Fe2O3 = 16 : 160 = 0,1 mol

=> %m_Fe2O3 = (16 : 25,6).100% = 62,5%

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

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

Fe₃O₄ + 8HI → 4H₂O + I₂↓+ 3FeI₂