Phản ứng Fe(OH)2 + H2SO4 đặc thuộc loại phản ứng oxi hóa khử đã được cân bằng chính xác và chi tiết nhất. Bên cạnh đó là một số bài tập có liên quan về Fe(OH)2 có lời giải, mời các bạn đón xem:
2Fe(OH)2 + 4H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + 6H2O + SO2 ↓
1. Phương trình hoá học của phản ứng Fe(OH)2 tác dụng với H2SO4 đặc
2Fe(OH)2 + 4H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 6H2O
2. Điều kiện của phản ứng Fe(OH)2 tác dụng với H2SO4 đặc
– Phản ứng diễn ra ở ngay điều kiện thường; phản ứng xảy ra nhanh hơn khi đun nóng.
3. Hiện tượng của phản ứng Fe(OH)2 tác dụng với H2SO4 đặc
– Fe(OH)2 tan dần, thoát ra khí không màu, mùi hắc.
4. Lập phương trình hoá học của phản ứng Fe(OH)2 tác dụng với H2SO4 đặc
Bước 1: Xác định các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hoá, từ đó xác định chất oxi hoá – chất khử:
Fe+2OH2+H2S+6O4→Fe+32SO43+S+4O2↑+H2O
Chất khử: Fe(OH)2; chất oxi hoá: H2SO4 đặc.
Bước 2: Biểu diễn quá trình oxi hoá, quá trình khử
– Quá trình oxi hoá: Fe+2→Fe+3+ 1e
– Quá trình khử: S +6+ 2e→S+4
Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử và chất oxi hoá
2×1×Fe+2→Fe+3+ 1eS+6 + 2e → S+4
Bước 4: Điền hệ số của các chất có mặt trong phương trình hoá học. Kiểm tra sự cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế.
2Fe(OH)2 + 4H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 6H2O
5. Mở rộng kiến thức về Fe(OH)2
– Fe(OH)2 nguyên chất là chất rắn, màu trắng hơi xanh, không tan trong nước.
– Trong không khí Fe(OH)2 dễ bị oxi hóa thành Fe(OH)3 màu nâu đỏ:
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3↓ (*)
– Điều chế Fe(OH)2: Cho dung dịch muối sắt(II) vào dung dịch kiềm, lúc đầu thu được kết tủa màu trắng, hơi xanh:
Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2↓
Sau đó kết tủa chuyển dần sang màu nâu đỏ, theo phản ứng (*).
⇒Muốn có Fe(OH)2 tinh khiết phải điều chế trong điều kiện không có không khí.
6. Tính chất của H2SO4 đặc
a) Tính oxi hóa mạnh
+ Axit sunfuric đặc oxi hoá hầu hết các kim loại (trừ Au và Pt) tạo muối hoá trị cao và thường giải phóng SO2 (có thể H2S, S nếu kim loại khử mạnh như Mg).
2Fe + 6H2SO4 →to Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Cu + 2H2SO4 →to CuSO4 + SO2 + 2H2O
Chú ý: Al, Fe, Cr bị thụ động hóa trong H2SO4 đặc, nguội.
+ Tác dụng với nhiều phi kim:
C + 2H2SO4 →to CO2 + 2SO2 + 2H2O
S + 2H2SO4 →to 3SO2 + 2H2O
+ Tác dụng với nhiều hợp chất có tính khử:
2FeO + 4H2SO4 →to Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O
2KBr + 2H2SO4 →to Br2 + SO2 + 2H2O + K2SO4
b) H2SO4 đặc có tính háo nước:
Axit sunfuric đặc chiếm nước kết tinh của nhiều muối ngậm nước, hoặc chiếm các nguyên tố H và O (thành phần của nước) trong nhiều hợp chất.
Ví dụ:
Khi cho axit H2SO4 đặc vào đường, đường sẽ hóa thành than.
C12H22O11 →H2SO4 đ12C + 11H2O
Sau đó một phần C sinh ra lại bị H2SO4 đặc oxi hóa:
C + 2H2SO4 (đặc) → CO2 + 2SO2 + 2H2O
7. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1: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
Tính chất hóa học khác nhau giữa axit loãng và đặc:
+ H2SO4 loãng không tác dụng được với KL đứng sau H nhưng H2SO4 đặc oxi hóa được nhiều KL lên mức oxi hóa cao nhất.
+ H2SO4 không phản ứng được với phi kim còn H2SO4 oxi hóa được một số phi kim như C, S, …
+ H2SO4 đặc có thể oxi hóa được nhiều hợp chất như FeSO4 …
Câu 2: 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: mH2SO4=0,8.300.2.98120=392tấn
Thực tế thì mdd H2SO4 98%=392.0,9.10098=360tấn
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
mFeS2 = 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:
mH2SO4 = 980.95% = 931 tấn
Vdd=mddD=mct.100C.D=931.10093.1,83=547m3
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
nSO42−môi trường = nSO2= 0,43mol
→ mmuối = mKL + mSO42−= 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
nSO42−tạo muối = 0,5.n e nhận= nSO2+ 3nS
= 0,15 + 3.0,2= 0,75mol
mmuối = mKL + nSO42−= 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
nFeSO4=0,06 mol;nFe2(SO4)3 du=0,05−0,02=0,03 mol
Câu 7: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: nSO42−= 0,5 n e nhường = 0,5a
nSO2= 0,5n e nhận = 0,5a
Bảo toàn nguyên tố S: nH2SO4=nSO42−+nSO2=a=y
Câu 8: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 →to CO2 + 2SO2 + 2H2O
Đặt nCO2=x mol→nSO2=2x mol
Y gồm Na2CO3 và Na2SO3
nNa2CO3=nCO2=x mol;nNa2SO3=nSO2=2x mol
mà mNa2CO3+mNa2SO3=35,8g
→ x = 0,1 mol
nC = x = 0,1 mol → mC = 1,2 g
→ nX = 0,3 mol → VX = 6,72 lít
Câu 9: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
Đáp án C
Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O
Cu(OH)2 + H2SO4 → CuSO4 + 2H2O
Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2H2O
Câu 10: Cách pha loãng H2SO4 đặc an toàn là:
A. rót từ từ axit vào nước và khuấy đều
B. rót nhanh axit vào nước và khuấy đều
C. rót từ từ nước vào axit và khuấy đều
D. rót nhanh nước vào axit và khuấy đều
Hướng dẫn giải:
Đáp án A
Để pha loãng axit sunfuric đặc an toàn: Nhỏ từ từ axit vào nước và khuấy nhẹ bằng đũa thủy tinh. Tuyệt đối không làm ngược lại.
Câu 11:Axit sunfuric đặc thường được dùng để làm khô các chất khí ẩm. Khí nào sau đây có thể được làm khô nhờ axit sunfuric đặc?
A. Khí CO2
B. Khí H2S
C. Khí NH3
D. Khí SO3
Hướng dẫn giải:
Đáp án A
Nguyên tắc làm khô: chất được dùng làm khô phải có khả năng hút nước và không được phản ứng, hấp thụ với chất cần làm khô
H2S, NH3 sẽ phản ứng với H2SO4
SO3 bị hấp thụ với H2SO4 tạo oleum
Câu 12: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 13: 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 14: 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
3nFe=2nSO2→nSO2=0,075 mol
→VSO2=1,681
Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:
- 4Fe(OH)2 + O2 → 2Fe2O3 + 4H2O
- 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 ↑
- 2Fe(OH)2 + NaClO + H2O → NaCl + 2Fe(OH)3 ↑
- Fe(OH)2 → FeO + H2O
- Fe(OH)2 + 2HCl → FeCl2 + 2H2O
- Fe(OH)2 + H2SO4 → 2H2O + FeSO4
- Fe(OH)2 + 2HNO3 → Fe(NO3)2 + 2H2O
- 3Fe(OH)2 + 10HNO3 → 8H2O + NO ↓ +3Fe(NO3)3
- Fe(OH)2 + 4HNO3 → 3H2O + NO2 ↓ + Fe(NO3)3
