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
= 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:
= 980.95% = 931 tấn
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
môi trường = = 0,43mol
→ mmuối = mKL + = 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
tạo muối = 0,5.n e nhận= + 3nS
= 0,15 + 3.0,2= 0,75mol
mmuối = mKL + = 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
nFe = 0, 12 mol
2Fe + 6H2SO4→ Fe2(SO4) 3+ 3SO2 +6H2O
0,1←0,3→0,05mol
Fedư+Fe2(SO4)3→3FeSO4
(0,12-0,1) →0,020,06
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: tấn
Thực tế thì 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: = 0,5 n e nhường = 0,5a
= 0,5n e nhận = 0,5a
Bảo toàn nguyên tố S:
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 + 2H2SO4 đặc CO2 + 2SO2 + 2H2O
Đặt
Y gồm Na2CO3 và Na2SO3
mà
→ x = 0,1 mol
nC = x = 0,1 mol → mC = 1,2 g
→ nX = 0,3 mol → VX = 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
nFeO = 2,16 : 72 = 0,03 mol
Phương trình phản ứng:
3FeO + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O
Bảo toàn electron:
nFeO = 3.nNO
→ 0,03 = 3.nNO
→ nNO = 0,01 mol
→ VNO = 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 - 600oC thu được FeO là sản phẩm chính.
3Fe2O3 + CO 2Fe3O4 + CO2
Fe3O4 + CO 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
nFeO = 3,6 : 72 = 0,05 mol = nO
Bảo toàn nguyên tố:
nH = 2 = 2nO = 2.0,05 = 0,1mol
nHCl = nH = 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
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 FeCl2, FeCl3 Fe2O3
= 3 : 160 = 0,01875 gam
Coi hỗn hợp ban đầu gồm Fe, O.
nFe= 2 = 2.0,01875 = 0,0375 mol
→ nO = = 0,04375 mol
Bảo toàn nguyên tố O → = nO = 0,04375 mol
Bảo toàn nguyên tố H: nHCl = 2 = 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
FeS2 + 8HNO3 → Fe(NO3)3 + 2H2SO4 + 5NO + 2H2O
Phương trình nhiệt phân: FeCO3 → FeO + CO2↑
FeCO3 + 4HNO3 → 2H2O + NO2 ↑+ Fe(NO3)3 + CO2 ↑
2FeCO3 + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 2CO2↑ + 4H2O