Tailieumoi.vn xin giới thiệu phương trình 2FeS₂ + 14H₂SO₄ đặc → Fe₂(SO₄)₃ + 15SO₂↑ + 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 2FeS₂ + 14H₂SO₄ đặc → Fe₂(SO₄)₃ + 15SO₂↑ + 14H₂O

1. Phương trình phản ứng hóa học

2FeS₂ + 14H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 15SO₂ + 14H₂O

2. Hiện tượng nhận biết xảy ra phản ứng

- Xuất hiện khí thoát ra

3. Điều kiện xảy ra phản ứng

- H₂SO₄ đặc.

- Nhiệt độ.

4. Tính chất hoá học

4.1. Tính chất hoá học của FeS₂

- Mang tính chất hóa học của muối.

- Thể hiện tính khử khi tác dụng với chất oxi hóa mạnh:

Tác dụng với axit:

    FeS₂ + 8HNO₃ → 2H₂O + 2H₂SO₄ + 5NO + Fe(NO₃)₃

    FeS₂ + 2HCl → FeCl₂ + H₂S + S

Tác dụng với oxi:

    4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂

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 thực hiện phản ứng

- Cho FeS₂ vào dung dịch axit H₂SO₄ đặc, nóng

6. Bài tập liên quan

Câu 1:Dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng tác dụng được với dãy các chất nào sau đây, thu được sản phẩm không có khí thoát ra?

A. Fe, BaCO₃, Cu

B. FeO, KOH, BaCl₂

C. Fe₂O₃, Cu(OH)₂, Ba(OH)₂

D. S, Fe(OH)₃, BaCl₂

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Fe₂O₃ + 3H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O

Cu(OH)₂ + H₂SO₄ → CuSO₄ + 2H₂O

Ba(OH)₂ + H₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2H₂O

Câu 2:Tính chất đặc biệt của dd H₂SO₄ đặc, nóng là tác dụng được với các chất trong dãy nào sau đây mà dd H₂SO₄ loãng không tác dụng?

A. BaCl₂, NaOH, Zn

B. NH₃, MgO, Ba(OH)₂

C. Fe, Al, Ni

D. Cu, S, FeSO₄

Hướng dẫn giải:

Đáp án D

Axit đặc là một chất háo nước và có tính oxi hóa mạnh.

A, B, C loại vì H₂SO₄ loãng và đặc đều tác dụng

D đúng.

Câu 3:Từ 800 tấn quặng pirit sắt (FeS₂) chứa 25% tạp chất không cháy, có thể sản xuất được bao nhiêu m³ dung dịch H₂SO₄ 93% (D = 1,83 g/ml)? Giả thiết tỉ lệ hao hụt là 5%.

A. 547m³

B. 574 m³

C. 647m³

D. 674 m³

Hướng dẫn giải:

Đáp án A

$m_{Fe{S}_2}$= 800.75% = 600 tấn

Sơ đồ sản xuất H₂SO₄ từ FeS₂:

FeS₂ →2SO₂ →2SO₃ →2H₂SO₄

120 tấn2.98 = 196 tấn

600→980 tấn

Do hao hụt 5% (hiệu suất 95%) nên lượng H₂SO₄ thu được là:

$m_{H_{2}S{O}_4}$= 980.95% = 931 tấn

$V=\frac{m_{dd}}{D}=\frac{m_{ct}.100}{C.D}=\frac{931.100}{\mathrm{93.1,83}}=547m^3$

Câu 4:Cho 15,82 gam hỗn hợp Al, Fe, Cu tác dụng hết với dung dịch H₂SO₄ đặc nóng thu được dung dịch A và 9,632 lít khí SO₂ ở đktc. Cô cạn dung dịch A sẽ thu được số gam muối khan là:

A. 57,1gam

B. 60,3 gam

C. 58,8 gam

D. 54,3 gam

Hướng dẫn giải:

Đáp án A

$n_{S{O}_4^{2-}}$_{môi trường} = $n_{S{O}_2}$ = 0,43mol

→ m_muối = m_KL + $m_{S{O}_4^{2-}}$= 15,82 + 0,43. 96 = 57,1 gam

Câu 5: Cho 18 gam kim loại M tác dụng với dung dịch H₂SO₄ đặc nóng dư thu được 3,36 lít khí SO₂ ở đktc và 6,4 gam S và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được số gam muối khan là:

A. 75 gam

B. 90 gam

C. 96 gam

D. 86,4 gam

Hướng dẫn giải:

Đáp án B

$n_{S{O}_4^{2-}}$_{tạo muối} = 0,5.n _{e nhận}= $n_{S{O}_2}$+ 3n_S

= 0,15 + 3.0,2= 0,75mol

m_muối = m_KL + $m_{S{O}_4^{2-}}$= 18 + 0,75. 96= 90 gam

Câu 6: Cho 6,72 gam Fe vào dung dịch chứa 0,3 mol H₂SO₄ đặc, nóng (giả thiết SO₂ là sản phẩm khử duy nhất). Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được

A.0,03mol Fe₂(SO₄)₃và 0,06 mol FeSO₄

B.0,05mol Fe₂(SO₄)₃và 0,02 mol Fe dư

C.0,02mol Fe₂(SO₄)₃và 0,08 mol FeSO₄

D.0,12mol FeSO₄.

Hướng dẫn giải:

Đáp án A

n_Fe = 0, 12 mol

2Fe + 6H₂SO₄→ Fe₂(SO₄) ₃+ 3SO₂ +6H₂O

0,1←0,3→0,05mol

Fe_dư+Fe₂(SO₄)₃→3FeSO₄

(0,12-0,1) →0,020,06

$n_{FeS{O}_4}=\mathrm{0,06}mol;n_{F{e}_2{\left(S{O}_4\right)}_{3}du}=\mathrm{0,05}-\mathrm{0,02}=\mathrm{0,03}mol$

Câu 7: Dùng 300 tấn quặng pirit (FeS₂) có lẫn 20% tạp chất để sản xuất axit H₂SO₄ có nồng độ 98%. Biết rằng hiệu suất phản ứng là 90%. Khối lượng axit H₂SO₄ 98% thu được là

A. 320 tấn

B. 335 tấn

C. 350 tấn

D. 360 tấn

Hướng dẫn giải:

Đáp án D

Ta có sơ đồ :

FeS₂ →2SO₂ →2SO₃ →2H₂SO₄

120→ 2.98gam

300.0,8 → x tấn

→ Theo lý thuyết thì: $m_{H_{2}S{O}_4}=\frac{\mathrm{0,8.300.2.98}}{120}=392$tấn

Thực tế thì $m_{dd{H}_{2}S{O}_{4}98\%}=\frac{\mathrm{392.0,9.100}}{98}=360$tấn

Câu 8:Cho x mol Fe tan hoàn toàn trong dung dịch chứa y mol H₂SO₄ (tỉ lệ x : y = 2 : 5) thu được một sản phẩm khử duy nhất là SO₂ và dung dịch chỉ chứa muối sunfat. Số mol electron do lượng Fe trên nhường khi bị hòa tan là

A. 2x.

B. 3x.

C. 2y.

D.y.

Hướng dẫn giải:

Đáp án D

Gọi số mol Fe nhường là a

Ta có: $n_{S{O}_4^{2-}}$= 0,5 n _{e nhường} = 0,5a

$n_{S{O}_2}$= 0,5n _{e nhận} = 0,5a

Bảo toàn nguyên tố S: $n_{H_{2}S{O}_4}=n_{S{O}_4^{2-}}+n_{S{O}_2}=a=y$

Câu 9:Cho m gam cacbon tác dụng hết với dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng thu được V lít ở đktc hỗn hợp khí X gồm CO₂ và SO₂. Hấp thụ hết X bằng dung dịch NaOH vừa đủ thu được dung dịch Y chỉ chứa hai muối trung hòa. Cô cạn dung dịch Y thu được 35,8 gam muối khan. Giá trị của m và V lần lượt là :

A. 2,4 và 6,72.

B. 2,4 và 4,48.

C. 1,2 và 22,4.

D. 1,2 và 6,72.

Hướng dẫn giải:

Đáp án D

2C + 2H₂SO_4 đặc $\stackrel{{\text{t}}^{\text{o}}}{\to }$ CO₂ + 2SO₂ + 2H₂O

Đặt $n_{C{O}_2}=xmol\to n_{S{O}_2}=2xmol$

Y gồm Na₂CO₃ và Na₂SO₃

$n_{N{a}_{2}C{O}_3}=n_{C{O}_2}=xmol;n_{N{a}_{2}S{O}_3}=n_{S{O}_2}=2xmol$

mà $m_{N{a}_{2}C{O}_3}+m_{N{a}_{2}S{O}_3}=\mathrm{35,8}g$

→ x = 0,1 mol

n_C = x = 0,1 mol → m_C = 1,2 g

→ n_X = 0,3 mol → V_X = 6,72 lít

Câu 10: Hòa tan hoàn toàn 2,16 gam FeO trong lượng dư dung dịch HNO₃ loãng thu được V lít (đktc) khí NO là sản phẩm khử duy nhất. Tính V?

A. 0,224 lít. 

B. 0,336 lít. 

C. 0,448 lít. 

D. 2,240 lít.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

n_FeO = 2,16 : 72 = 0,03 mol

Phương trình phản ứng:

3FeO + 10HNO₃ → 3Fe(NO₃)₃ + NO + 5H₂O

Bảo toàn electron:

n_FeO = 3.n_NO

→ 0,03 = 3.n_NO

→ n_NO = 0,01 mol

→ V_NO = 0,01.22,4 = 0,224 lít.

Câu 11:Cho FeCO₃ tác dụng với H₂SO₄ đặc nóng, sản phẩm khí thu được gồm có:

A. CO₂ và SO₂

B. H₂S và CO₂

C. CO₂

D. SO₂

Hướng dẫn giải:

Đáp án A

2 FeCO₃ +4H₂SO₄→ Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 4 H₂O + 2 CO₂

Câu 12: Khi cho Fe₂O₃ tác dụng với H₂SO₄ đặc nóng thì sản phẩm thu được là:

A. Fe₂(SO₄)₃; SO₂ và H₂O

B. Fe₂(SO₄)₃ và H₂O

C. FeSO₄; SO₂ và H₂O

D. FeSO₄ và H₂O

Hướng dẫn giải:

Đáp án B

Fe₂O₃ + 3 H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O

(Vì trong Fe₂O₃ sắt đã ở số oxi hóa cao nhất nên không phải phản ứng oxi hóa khử)

Câu 13: Cách nào sau đây có thể dùng để điều chế FeO?

A Dùng CO khử Fe2O3 ở 500°C. 

B Nhiệt phân Fe(OH)2 trong không khí.

C. Nhiệt phân Fe(NO₃)₂ 

D. Đốt cháy FeS trong oxi.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Khử Fe₂O₃ bằng CO trong lò cao ở nhiệt độ khoảng 500 - 600^oC thu được FeO là sản phẩm chính.

3Fe₂O₃ + CO $\stackrel{400°C}{\to }$ 2Fe₃O₄ + CO₂

Fe₃O₄ + CO $\stackrel{500-600°C}{\to }$ 3FeO + CO₂

Câu 14: Oxit nào sau đây bị oxi hóa khi phản ứng với dung dịch HNO₃ loãng?

A. MgO. 

B. FeO. 

C. Fe₂O₃. 

D. Al₂O₃.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Trong các oxit MgO, Fe₂O₃, Al₂O₃ các kim loại đều có số oxi hóa cao nhất nên không bị oxi hóa khi phản ứng với dung dịch HNO₃ loãng

Fe trong FeO có số oxi hóa +2 chưa phải là mức oxi hóa cao nhất nên bị oxi hóa bởi dung dịch HNO₃ loãng lên mức oxi hóa +3

3FeO + 10HNO₃ → 3Fe(NO₃)₃ + NO + 5H₂O

Câu 15: Cho 3,6 gam FeO phản ứng vừa đủ với dung dịch chứa a mol HCl. Giá trị của a là

A. 1,00. 

B. 0,50. 

C. 0,75. 

D. 1,25.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

n_FeO = 3,6 : 72 = 0,05 mol = n_O

Bảo toàn nguyên tố:

n_H = 2$n_{H_{2}O}$ = 2n_O = 2.0,05 = 0,1mol

n_HCl = n_H = 0,1 mol

Câu 16: Cho 2,8 gam Fe tác dụng hết với H₂SO₄ đặc, nóng dư thì thể tích khí SO₂ thu được ở đktc là:

A. 3,36 lít

B. 1,68 lít

C. 33,6 lít

D. 16,8 lít

Hướng dẫn giải:

Đáp án B

n _Fe = 0,05 mol

$3n_{Fe}=2n_{S{O}_2}\to n_{S{O}_2}=\mathrm{0,075}mol$

$\to V_{S{O}_2}=\mathrm{1,681}$

Câu 17: Hòa tan hoàn toàn 2,8 gam hỗn hợp FeO, Fe₂O₃ và Fe₃O₄ cần vừa đủ V ml dung dịch HCl 1M , thu được dung dịch X. Cho từ từ dung dịch NaOH dư vào dung dịch X thu được kết tủa Y. Nung Y trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 3 gam chất rắn. Tính V ?

A. 87,5 ml 

B. 125 ml 

C. 62,5 ml 

D. 175 ml

Hướng dẫn giải

Đáp án A

FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄ $\stackrel{+HCl}{\to }$FeCl₂, FeCl₃ $\stackrel{+NaOH,t°C}{\to }$Fe₂O₃
$m_{F{e}_2{O}_3}$= 3 : 160 = 0,01875 gam

Coi hỗn hợp ban đầu gồm Fe, O.

n_Fe= 2$n_{F{e}_2{O}_3}$ = 2.0,01875 = 0,0375 mol

→ n_O = $\frac{\mathrm{2,8}-\mathrm{0,0375.56}}{16}$= 0,04375 mol
Bảo toàn nguyên tố O → $n_{H_{2}O}$ = n_O = 0,04375 mol
Bảo toàn nguyên tố H: n_HCl = 2$n_{H_{2}O}$ = 2.0,04375 = 0,0875 mol

→ V = 87,5 ml.

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

FeS + 6HNO₃ → 2H₂O + H₂SO₄ + 3NO ↑ + Fe(NO₃)₃

4FeS₂ + 11O₂ $\stackrel{{\mathrm{t}}^{\mathrm{o}}}{\to }$ 2Fe₂O₃ + 8SO₂

FeS₂ + 8HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + 2H₂SO₄ + 5NO + 2H₂O

Phương trình nhiệt phân: FeCO₃ → FeO + CO₂↑

4FeCO₃ + O₂ → 2Fe₂O₃ + 4CO₂ ↑

FeCO₃ + 4HNO₃ → 2H₂O + NO₂ ↑+ Fe(NO₃)₃ + CO₂ ↑

2FeCO₃ + 4H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂↑ + 2CO₂↑ + 4H₂O