Chủ đề 3: Sắt Tác Dụng Với Axit HNO3 Và H2SO4 đặc Nóng - Lib24.Vn

Lý thuyết và Phương pháp giải

Khi cho Fe tác dụng với HNO3, H2SO4 đặc nóng, trình tự phản ứng xảy ra:

Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (1)

Nếu Fe dư thì tiếp tục xảy ra phản ứng:

Fe + 2Fe(NO3)3 → 3Fe(NO3)2

⇒ Khi cho Fe vào dung dịch HNO3, H2SO4 đặc nóng, nếu sau phản ứng Fe dư thì muối sinh ra là muối Fe2+.

* Lưu ý: Khi cho Fe và hỗn hợp kim loại, trong đó có Fe tác dụng hết với dung dịch HNO3 thì:

mmuối nitrar = mKl + 62.ne nhận

Ví dụ minh họa

Bài 1: Cho m(g) Fe vào dung dịch chứa 1,38 mol HNO3, đun nóng đến kết thúc phản ứng còn 0,75m (g) chất rắn không tan và có 0,38 mol hỗn hợp khí NO, NO2 thoát ra ở (dktc). Giá trị của m là:

A. 70 B. 56 C. 84 D. 112

Hướng dẫn:

Sau phản ứng Fe dư nên chỉ tạo muồi Fe(NO3)2.

Fe + 4HNO3 → Fe(NO3 )3 + NO + 2H2O

Fe + 2Fe(NO3 )3 → 3Fe(NO3 )2

Áp dụng sự bảo toàn khối lượng (số mol) N ta có:

nN(trong HNO3) = nN trong Fe(NO3)2 + nN trong NO,NO2

Hay: 1,28 = 2. nFe(NO3)2 + 0,38

nFe(NO3)2 = 0,5 mol = nFe phản ứng

Vậy: mFe = 0,5.56 = m - 0,75m ⇒ m = 112 (g)

Bài 2: Cho 6,72 gam Fe vào axit đặc chứa 0,3 mol H2SO4, đun nóng (giả sử SO2 là sản phẩm khử duy nhất). sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được những sản phẩm nào?

Hướng dẫn:

Ta có nFe = 6,72/56 = 0,12(mol)

⇒ nFedu = 0,12 - 0,1 = 0,02(mol) nên tiếp tục khử Fe2(SO4)3

⇒ nFe2(SO4)3 = 0,05 - 0,02 = 0,03(mol)

Vậy sau phản ứng thu được 0,03 mol Fe2(SO4)3 và 0,06 mol FeSO4

Bài 3: 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 và dung dịch chỉ chứa muối sunfat. Số mol electron do lượng Fe trên nhường khi bị hòa tan là:

A. 3x B. y C. 2x D. 2y

Hướng dẫn:

Do H2SO4 chưa biết nồng độ nên xét 2 trường hợp:

* TH1: H2SO4 loãng:

⇒ loại vì x = y

* TH2: H2SO4 đặc nóng

Ta có:

Do Fe dư nên tiếp tục xảy ra phản ứng:

Vậy Fe hết

Cuối cùng: Fe → Fe2+ nên ta có:

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 2x = y

Đáp án B.

Bài 4: Hoà tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe và Cu (tỉ lệ mol 1:1) bằng axit HNO3, thu được V lít (đktc) hỗn hợp khí X (gồm NO và NO2) và dung dịch Y (chỉ chứa hai muối và axit dư). Tỉ khối của X đối với H2 bằng 19. Giá trị của V là.

A. 2,24 B. 5,60 C. 3,36 D.4,48

Hướng dẫn:

Như vậy đề bài cho axit dư nên 2 muối thu được là Fe3+ và Cu2+

Gọi x là số mol Fe và Cu ta có: 56x + 64 x = 12 ⇒ x = 0,1 mol

Mặt khác:

Đặt x, y là số mol của NO và NO2 thì 30x + 46 y = 38 (x+ y) ⇒ x = y

ne nhận = 3x + y = 4x, ne cho = 0,5 ⇒ 4x = 0,5 . Vậy x = 0,125 mol

V = 0,125.2. 22.4= 5,6 lít (đáp án B)

Được cập nhật: 9 tháng 12 lúc 9:44:20 | Lượt xem: 1691