Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2

Bạn đang xem: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 tại truongptdtntthptdienbiendong.edu.vn

Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 là tài liệu vô cùng bổ ích giúp quý độc giả tiết kiệm thời gian và công sức làm việc. Sau đây là nội dung chi tiết mời các bạn cùng tham khảo.

1. Phương trình phản ứng Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2:

Phương trình phản ứng bạn đã đưa ra là:

Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2

Trong phản ứng này, sắt (Fe) phản ứng với axit sulfuric (H2SO4) tạo thành sunfat sắt (FeSO4) và khí hiđro (H2).

Đây là một phản ứng oxi-hoá khử. Sắt (Fe) bị oxi hóa từ trạng thái 0 đến trạng thái +2 trong FeSO4, trong khi axit sulfuric (H2SO4) bị khử từ trạng thái +6 đến +4 trong FeSO4. Khí hiđro (H2) được tạo ra trong quá trình khử.

Lưu ý: Đây chỉ là phương trình phản ứng tổng quát và không đại diện cho các điều kiện phản ứng cụ thể như nồng độ, áp suất, nhiệt độ và chất xúc tác có thể được sử dụng.

2. Điều kiện phản ứng xảy ra:

Phản ứng bạn đưa ra là phản ứng giữa sắt (Fe) và axit sunfuric (H2SO4) để tạo thành sunfat sắt (FeSO4) và khí hidro (H2). Đây là phản ứng oxi-hoá khử.

Điều kiện để phản ứng này xảy ra là cần có sự tương tác giữa sắt và axit sunfuric trong môi trường phản ứng. Điều kiện cụ thể bao gồm:

– Cung cấp nhiệt độ: Phản ứng này thường xảy ra ở nhiệt độ cao. Nhiệt độ thích hợp thường là từ 100 đến 200 độ C.

– Môi trường axit: Phản ứng xảy ra trong môi trường axit. Axit sunfuric (H2SO4) thường được sử dụng trong phản ứng này.

– Tỷ lệ phản ứng: Cần có tỷ lệ phù hợp giữa sắt và axit sunfuric để đảm bảo phản ứng diễn ra đầy đủ. Tỷ lệ phản ứng thường dựa trên sự cân đối giữa khối lượng hoặc số mol của các chất tham gia.

– Hiện diện của chất xúc tác: Một số trường hợp cần sử dụng chất xúc tác như Cu (đồng) để tăng tốc độ phản ứng.

Lưu ý rằng các điều kiện cụ thể có thể thay đổi tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể hoặc điều kiện thí nghiệm.

3. Hiện tượng phản ứng giữa Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2:

Phản ứng giữa sắt (Fe) và axit sunfuric (H2SO4) tạo ra sunfat sắt (FeSO4) và khí hiđro (H2) được gọi là phản ứng khí màu nâu:

2Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2

Trong phản ứng này, mỗi phân tử axit sunfuric (H2SO4) tác động lên hai nguyên tử sắt (Fe), tạo ra một phân tử sunfat sắt (FeSO4) và giải phóng hai phân tử khí hiđro (H2). Phản ứng này diễn ra trong điều kiện thích hợp như nhiệt độ và áp suất.

Sunfat sắt (FeSO4) là một muối tan trong nước và có thể tồn tại dưới dạng rắn hoặc dạng dung dịch tùy thuộc vào điều kiện.

Khí hiđro (H2) là một khí không màu, không có mùi và không độc. Nó có thể cháy trong không khí, tạo ra nước (H2O) dưới dạng hơi nước.

Vì phản ứng này diễn ra nhanh chóng và giải phóng khí hiđro, thường có hiện tượng bong tróc hoặc bọt khí trong dung dịch axit sunfuric.

4. Phương trình rút gọn của Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2:

Phương trình rút gọn cho phản ứng này là:

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

Trong phản ứng này, sắt (Fe) phản ứng với axit sulfuric (H₂SO₄) để tạo ra sulfat sắt (FeSO₄) và khí hidro (H₂).

5. Bài tập vận dụng liên quan:

Cách cân bằng phương trình Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2:

Phương trình hóa học bạn đã đưa ra là phương trình oxi-hoá khử. Để cân bằng phương trình này, ta cần đảm bảo số nguyên tử các nguyên tố trên cả hai vế của phương trình bằng nhau.

Phương trình ban đầu: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2

Để cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố, ta bắt đầu bằng cách xác định số hợp chất hình thành từ mỗi nguyên tố:

Số hợp chất hình thành từ Fe: 1 FeSO4 Số hợp chất hình thành từ H: 2 H2 Số hợp chất hình thành từ S: 1 FeSO4

Do đó, chúng ta có thể thấy rằng số nguyên tử của Fe, H, và S đã được cân bằng. Tuy nhiên, số nguyên tử của O vẫn chưa cân bằng.

Số oxi (O) trên phía trái của phương trình là 4 (2 trong H2SO4 và 2 trong FeSO4), trong khi số oxi trên phía phải chỉ có 2 trong FeSO4. Để cân bằng số oxi, ta cần thêm 2 O vào phía phải của phương trình.

Phương trình đã cân bằng: Fe + H2SO4 → FeSO4 + 2H2O

Các mẹo để cân bằng phương trình hóa học chuẩn nhất Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2:

Để cân bằng phương trình hóa học Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2, bạn cần tuân theo các bước sau đây:

Xác định số nguyên tử của từng nguyên tố trong cả hai phía của phương trình hóa học.

Fe: 1 nguyên tử phía trái, 1 nguyên tử phía phải H: 2 nguyên tử phía trái, 2 nguyên tử phía phải S: 1 nguyên tử phía trái, 1 nguyên tử phía phải O: 4 nguyên tử phía trái, 4 nguyên tử phía phải

Bắt đầu cân bằng bằng cách thay đổi hệ số trước các chất để làm cho số nguyên tử của mỗi nguyên tố bằng nhau ở cả hai phía của phương trình. Đặt hệ số trước FeSO4 và H2 là 1, do đó số nguyên tử của các nguyên tố khác sẽ là:

Fe: 1 nguyên tử phía trái, 1 nguyên tử phía phải H: 2 nguyên tử phía trái, 4 nguyên tử phía phải (2 x 2) S: 1 nguyên tử phía trái, 1 nguyên tử phía phải O: 4 nguyên tử phía trái, 4 nguyên tử phía phải

Tiếp theo, cân bằng số nguyên tử của hydro (H) bằng cách thêm hệ số trước H2SO4. Do đó, chúng ta thêm hệ số 2 phía trước H2SO4 để cân bằng số nguyên tử hydro:

Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2

Fe: 1 nguyên tử phía trái, 1 nguyên tử phía phải H: 4 nguyên tử phía trái, 4 nguyên tử phía phải S: 1 nguyên tử phía trái, 1 nguyên tử phía phải O: 4 nguyên tử phía trái, 4 nguyên tử phía phải

Bây giờ, phương trình đã được cân bằng về mặt số nguyên tử và có dạng:

Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2

Chú ý rằng bạn có thể nhân toàn bộ phương trình với một hệ số chung để đơn giản hóa nó, ví dụ như chia tất cả các hệ số cho 2 để thu được phương trình cân bằng nhỏ gọn hơn:

1/2 Fe + H2SO4 → FeSO4 + 1/2 H

Cách giải phương trình Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2:

Phản ứng hóa học giữa sắt (Fe) và axit sunfuric (H2SO4) để tạo ra sunfat sắt (FeSO4) và hidro (H2) là một phản ứng oxi-hoá khử. Đây là cách giải phương trình:

Viết phương trình phản ứng:

Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2

Xác định số lượng nguyên tử cho các nguyên tố trong phương trình:

Fe: 1 H: 2 S: 1 O: 4

Cân bằng số lượng nguyên tử cho các nguyên tố trong phương trình:

Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2

Fe: 1 Fe: 1 H: 2 H: 2 S: 1 S: 1 O: 4 O: 4

Phương trình đã được cân bằng, với mỗi bên có cùng số lượng nguyên tử cho các nguyên tố.

Lưu ý: Trong phản ứng thực tế, phản ứng này thường xảy ra trong môi trường nước. Cụ thể, khi axit sunfuric được đưa vào nước, nó sẽ phân ly thành ion hidro (H+) và ion sunfat (SO4^2-), và phản ứng oxi-hoá khử diễn ra giữa ion Fe^2+ và ion H+ để tạo ra FeSO4 và H2.

Câu 1. Nhận xét nào sau đây không đúng?

A. Crom là kim loại cứng nhất trong tất cả các kim loại

B. Nhôm và crom đều phản ứng với HCl theo cùng tỉ lệ số mol.

C. Vật dụng làm bằng nhôm và crom đều bền trong không khí và nước vì có màng oxit bảo vệ.

D. Sắt và nhôm đều bị thụ động hóa bởi HNO₃ đặc, nguội

Đáp án B

Nhận xét không đúng là

Nhôm và crom đều phản ứng với HCl theo cùng tỉ lệ số mol.

Phương trình hóa học minh họa

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂;

Cr + 2HCl → CrCl₂ + H₂

Câu 2. Nội dung nhận định nào sau đây không đúng

A. Kim loại có độ cứng cao nhất trong các kim loại là Crom

B. Các kim loại Al, Fe, Cr bị thụ động hóa trong dung dịch HNO₃ đặc nguội và H₂SO₄ đặc

nguội
C. Kim loại kiềm được điều chế bằng phương pháp điện phân dung dịch muối halogenua của nó

D. Lưu huỳnh là chất có tính oxi hóa yếu, Hg có thể tác dụng lưu huỳnh ngay ở nhiệt độ thường. Với các kim loại khác cần có xúc tác hoặc nhiệt độ.

Đáp án C

C sai: Các kim loại kiềm và kiềm thổ được điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy muối halogen.

A. Kim loại có độ cứng cao nhất trong các kim loại là Crom => đúng

B. Các kim loại Al, Fe, Cr bị thụ động hóa trong dung dịch HNO₃ đặc nguội và H₂SO₄ đặc

nguội => đúng

D. Lưu huỳnh là chất có tính oxi hóa yếu, Hg có thể tác dụng lưu huỳnh ngay ở nhiệt độ thường. Với các kim loại khác cần có xúc tác hoặc nhiệt độ => đúng

Câu 3. Để nhận biết sự có mặt của Fe trong hỗn hợp gồm Fe và Ag có thể dùng dung dịch nào

A. HCl loãng

B. AgNO₃

C. H₂SO₄ đặc, nguội

D. NaOH

Đáp án C

Để nhận biết sự có mặt của Fe trong hỗn hợp gồm Fe và Ag có thể dùng dung dịch:

C. H₂SO₄ đặc, nguội vì Fe bị thụ động trong dung dịch H₂SO₄ đặc nguội còn Ag thì phản ứng được với H₂SO₄ đặc nguội

Phương trình hóa học minh họa

2Ag + 2H₂SO₄→ Ag₂SO₄ + SO₂ + 2H₂O

Câu 4. Vì sao có thể dùng thùng bằng thép để chuyên chở axit H₂SO₄ đặc nguội vì:

A. H₂SO₄ bị thụ động hóa trong thép

B. Sắt bị thụ động trong axit H₂SO₄ đặc nguội

C. H₂SO₄ đặc không phản ứng với kim loại ở nhiệt độ thường

D. Thép có chứa các chất phụ trợ không phản ứng với H₂SO₄ đặc

Đáp án B

Có thể dùng thùng bằng thép để chuyên chở axit H₂SO₄ đặc nguội vì Sắt bị thụ động trong axit H₂SO₄ đặc nguội

Câu 5. Cho Fe₃O₄ tác dụng với dung dịch H₂SO₄ đặc nóng tạo ra sản phẩm là:

A. FeSO₄, Fe₂(SO₄)₃, H₂O

B. Fe₂(SO₄)₃, H₂O

C. FeSO₄, H₂O

D. Fe₂(SO₄)₃, SO₂, H₂O

Xem đáp án

Đáp án D

Cho Fe₃O₄ tác dụng với dung dịch H₂SO₄ đặc nóng tạo ra sản phẩm là:

Phương trình hóa học minh họa

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

Câu 6. Cho 5,6 gam Fe vào 200 ml dung dịch Cu(NO₃)₂ 1M và HCl 2M thu được khí NO và m gam kết tủa. Xác định m. Biết rằng NO là sản phẩm khử duy nhất của NO_3^– và không có khí H₂ bay ra.

A. 6,4

B. 2,4

C. 3,2

D. 1,6

Đáp án C

Fe sẽ phản ứng với H⁺ và NO₃^– trước

3Fe + 8H⁺ + 2NO₃^– → 3Fe²⁺+ 2NO + 4H₂O.

0,15 ← 0,4 mol

n_Fe = 0,2 mol ; n_H+ = 0,4 mol ; n_NO3– = 0,4 mol ; n_Cu2+ = 0,2 mol

( do 8n_Fe / 3 > n_H+ => chỉ tạo muối Fe²⁺ )

=> Fe dư 0,05 mol

Fe + Cu²⁺ → Cu + Fe²⁺

0,05 → 0,05

=> m↓ = 0,05 . 64 = 3,2 g

Câu 7. Cho 12 gam hỗn hợp hai kim loại Fe, Cu tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO₃ 63%. Sau phản ứng thu được dung dịch A và 11,2 lít khí NO₂ duy nhất (đktc). Nồng độ % các chất có trong dung dịch A là :

A. 36,66% và 28,48%.

B. 27,19% và 21,12%.

C. 27,19% và 72,81%.

D. 78,88% và 21,12%.

Đáp án B

Phương trình phản ứng hóa học xảy ra:

Fe + 6HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O

Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

n_NO2 = 0,5 mol => n_HNO3 = 2n_NO2 = 1 (mol)

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

m_{hh muối} = m_{hh kim loại} + m _{dd HNO3} – m_NO2 = 12 + 1.63.100/63 – 46.0,5 = 89 (gam)

Gọi số mol của Fe, Cu lần lượt là a, b mol

Ta có hệ phương trình như sau:

56a + 64b = 12 (1)

3a + 2b = 0,5 (2)

Giải hệ phương trình (1) , (2) ta có => a = 0,1 ; b = 0,1

m_Fe(NO3)3 = 0,1.(56 + 62.3) = 24,2 (gam)

m_Cu(NO3)2= 0,1.(64 + 62.2) = 18,8 (gam)

% mFe(NO₃)₃ = 24,2/89.100% = 27,19%

% mCu(NO₃)₂ = 18,8/89.100% = 21,1%

Câu 8. Hòa tan hoàn toàn 20 gam hỗn hợp Mg và Fe trong dung dịch HCl 4M thu được 11,2 lít H₂ (đktc) và dung dịch X. Để kết tủa hoàn toàn các ion trong X cần 600 ml dung dịch NaOH 2M. Thể tích dung dịch HCl đã dùng là:

A. 0,3 lít

B. 0,15 lít

C. 0,1 lít

D. 0,025 lít

Đáp án A

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Natri

n_NaCl = n_NaOH = 1,2(mol)

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Clo

=> n_HCl = n_NaCl = 1,2 (mol)

V_HCl = 1,2 : 4 = 0,3 lít.

Câu 9. Tên tương ứng của các quặng chứa FeCO₃, Fe₂O₃. Fe₃O₄, FeS₂lần lượt là?

A. Pirit, hematit, manhetit, xiđêrit

B. Xiđêrit, hematit, manhetit, pirit

C. Xiđêrit, hematit, pirit, manhetit

D. Hematit, pirit, manhetit, xiđêrit

Đáp án B

Tên tương ứng của các quặng chứa FeCO₃, Fe₂O₃. Fe₃O₄, FeS₂ lần lượt là: Xiđêrit, hematit, manhetit, pirit

Câu 10. Những nhận định sau về kim loại sắt:

(1) Kim loại sắt có tính khử trung bình.

(2) Ion Fe²⁺ bền hơn Fe³⁺.

(3) Fe bị thụ động trong H₂SO₄ đặc nguội.

(4) Quặng manhetit là quặng có hàm lượng sắt cao nhất.

(5) Trái đất tự quay và sắt là nguyên nhân làm Trái Đất có từ tính.

(6) Kim loại sắt có thể khử được ion Fe³⁺. Số nhận định đúng là

A. 3

B. 4

C. 5

D. 6

Đáp án B

(1) đúng

(2) sai, Fe²⁺ trong không khí dễ bị oxi hóa thành Fe³⁺

(3) đúng

(4) đúng, quặng manhetit (Fe₃O₄) là quặng có hàm lượng Fe cao nhất.

(5) sai, vì từ trường Trái Đất sinh ra do sự chuyển động của các chất lỏng dẫn điện

(6) đúng, Fe + 2Fe³⁺ → 3Fe²⁺

Vậy có 4 phát biểu đúng

Câu 11. Cho 1,44 gam Mg tác dụng với 500 ml dung dịch X chứa Zn(NO₃)₂ 0,1M và Cu(NO₃)₂ 0,02M. Sau khi phản ứng kết thúc thu được m gam chất rắn. Giá trị của m là:

A. 3,89.

B. 3,84.

C. 5,64

D. 5,68.

Đáp án A

n_Mg = 0,06 mol; n_Zn(NO3)2 = 0,05 mol; n_Cu(NO3)2 = 0,01

n_e _{Mg cho tối đa} = 0,06.2 = 0,12 mol

n_{e Cu2+ nhận} = 0,01.2 = 0,02 mol; n_{e Zn2+ nhận} = 0,1 mol

=> n_{e nhận tối đa} = 0,02 + 0,1 = 0,12 mol

Ta thấy n_{e cho tối đa}= n_{e nhận tối đa} = 0,12 mol => Mg phản ứng vừa đủ với Cu²⁺ và Zn²⁺

=> chất rắn thu được gồm Cu (0,01 mol) và Zn (0,05 mol)

=> m = 3,89 gam

Câu 12. Tiến hành bốn thí nghiệm sau :

Thí nghiệm 1: Nhúng thanh Fe vào dung dịch FeCl₃

Thí nghiệm 2: Nhúng thanh Zn vào dung dịch CuSO₄

Thí nghiệm 3: Nhúng thanh Cu vào dung dịch FeCl₃

Thí nghiệm 4: Cho thanh Fe tiếp xúc với thanh Cu rồi nhúng vào dung dịch HCl

Số trường hợp xuất hiện ăn mòn điện hoá là

A. 1.

B. 2.

C. 4.

D. 3.

Đáp án B

Thí nghiệm 1: Fe + 2FeCl₃ → 3FeCl₂

→ ăn mòn hóa học vì không hình thành 2 điện cực mới

Thí nghiệm 2:

Zn + CuSO₄: ăn mòn điện hóa vì hình thành 2 điện cực Zn và Cu.

Hai điện cực tiếp xúc với nhau và tiếp xúc với dung dịch điện li

Zn²⁺, Cu²⁺

Thí nghiệm 3: Cu + FeCl₃ : ăn mòn hóa học vì không hình thành 2 điện cực mới

Cu + FeCl₃ → CuCl₂ + FeCl₂

Thí nghiệm 4: Ăn mòn điện hóa vì có 2 kim loại tiếp xúc với nhau và cùng tiếp xúc với dung dịch chất điện li. Fe là cực (-), Cu là cực (+)

Tại cực (-) : Fe → Fe²⁺+ 2e

Tại cực (+) : 2H⁺ + 2e → H₂

Có 2 Thí nghiệm xảy ra ăn mòn điện hóa