Loãng H2SO4 phản ứng với FeO: Những bí mật đằng sau

Hãy cùng tìm hiểu về phản ứng hóa học giữa FeO và H2SO4 loãng. Chúng ta sẽ khám phá những đặc điểm, hiện tượng và cách thực hiện phản ứng này.

FeO + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2O

1. Phương trình phản ứng FeO tác dụng với H2SO4 loãng

Phản ứng hóa học giữa FeO và H2SO4 loãng có phương trình như sau:
FeO + H2SO4 loãng → H2O + FeSO4

2. Hiện tượng của phản ứng FeO tác dụng với H2SO4 loãng

• Chất rắn FeO màu đen tan dần trong dung dịch.

3. Cách tiến hành phản ứng FeO tác dụng với H2SO4 loãng

• Cho bột FeO vào ống nghiệm chứa dung dịch H2SO4.

4. Cách viết phương trình ion thu gọn của phản ứng FeO tác dụng với H2SO4 loãng

Bước 1: Viết phương trình phân tử:
FeO + H2SO4 → H2O + FeSO4

Bước 2: Viết phương trình ion đầy đủ bằng cách: chuyển các chất vừa dễ tan, vừa điện li mạnh thành ion; các chất điện li yếu, chất kết tủa, chất khí để nguyên dưới dạng phân tử:
FeO + 2H+ + SO42- → H2O + Fe2+ + SO42-

Bước 3: Viết phương trình ion thu gọn từ phương trình ion đầy đủ bằng cách lược bỏ đi các ion giống nhau ở cả hai vế:
FeO + 2H+ → H2O + Fe2+

5. Mở rộng về phản ứng trao đổi trong dung dịch chất điện li

Phản ứng trao đổi trong dung dịch chất điện li xảy ra giữa các ion. Phản ứng chỉ xảy ra khi các ion kết hợp với nhau tạo thành ít nhất một trong số các chất sau:

• Chất kết tủa.
• Chất điện li yếu.
• Chất khí.

Ví dụ:

• Phản ứng tạo thành chất kết tủa: Na2SO4 + BaCl2 → 2NaCl + BaSO4↓
• Phản ứng tạo thành chất điện li yếu: HCl + NaOH → NaCl + H2O
• Phản ứng tạo thành chất khí: Fe + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2↑

6. Mở rộng kiến thức về H2SO4

6.1. Tính chất của dung dịch axit sunfuric loãng

Dung dịch axit sunfuric loãng có đầy đủ tính chất của một axit mạnh:

• Làm đổi màu quỳ tím thành đỏ
• Tác dụng với nhiều kim loại (Mg, Al, Zn, Fe,…) tạo thành muối sunfat và giải phóng khí hiđro.

Ví dụ:
H2SO4 (loãng) + Mg → MgSO4 + H2 (↑)
3H2SO4 (loãng) + 2Al → Al2(SO4)3 + 3H2 (↑)

6.2. Tính chất của axit sunfuric đặc

a) Tính oxi hóa mạnh:

• Axit sunfuric đặc oxi hoá hầu hết các kim loại (trừ Au và Pt) tạo muối có 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.
  • Khi cho axit H2SO4 đặc vào đường, đường sẽ hóa thành than.
    • C12H22O11→H2SO4đ12C + 11H2O
  • Sau đó một phần C sinh ra lại bị H2SO4 đặc oxi hóa:
    • C + 2H2SO4(đặc) → CO2 + 2SO2 + 2H2O

7. Mở rộng kiến thức về FeO

• FeO là chất rắn, đen, không tan trong nước, không có trong tự nhiên.
• FeO tác dụng với dung dịch HNO3 hoặc H2SO4 đặc để thu được muối Fe(III).
  • 3FeO + 10HNO3 loãng →to 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O
  • Phương trình ion rút gọn như sau:
    • 3FeO + NO3- + 10H+ → 3Fe3+ + NO + 5H2O
• Điều chế FeO: dùng H2 hay CO khử sắt(III) oxit ở 500oC.
  • Fe2O3 + CO →to 2FeO + CO↑

8. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1: 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 → +HCl FeCl2, FeCl3 → +NaOH, t°C Fe2O3mFe2O3 = 3 : 160 = 0,01875 gam
• Coi hỗn hợp ban đầu gồm Fe, O.
• nFe= 2nFe2O3 = 2.0,01875 = 0,0375 mol
• → nO = 2,8−0,0375.5616= 0,04375 mol
• Bảo toàn nguyên tố O → nH2O = nO = 0,04375 mol
• Bảo toàn nguyên tố H: nHCl = 2nH2O = 2nO = 2.0,04375 = 0,0875 mol
• → V = 87,5 ml.

Câu 2: 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 →400°C 2Fe3O4 + CO2
• Fe3O4 + CO →500−600°C 3FeO + CO2

Câu 3: 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 4: 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 = 2nH2O = 2nO = 2.0,05 = 0,1mol
• nHCl = nH = 0,1 mol
• → a = 1,00 mol

Câu 5: Hòa tan hoàn toàn 2,16 gam FeO trong lượng dư dung dịch H2SO4 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 6: 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 7: Có 4 dung dịch đựng trong 4 lọ mất nhãn: HCl, Na2SO4, NaCl, Ba(OH)2, chỉ dùng một thuốc thử có thể nhận biết được được tất cả các chất trên là:
A. Qùy tím
B. H2SO4
C. BaCl2
D. AgNO3

Hướng dẫn giải:

• Đáp án A
• Khi cho quỳ tím lần lượt vào các chất:
• HCl: cho màu đỏ (axit)
• Ba(OH)2: cho màu xanh (bazơ)
• Na2SO4, NaCl: không đổi màu (muối)
• Dùng Ba(OH)2 đã nhận biết ở trên để nhận ra Na2SO4 có kết tủa trắng BaSO4

Câu 8: 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 9: 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 + 4 H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4 H2O + 2 CO2

Câu 10: Cho 21 gam hỗn hợp Zn và CuO phản ứng vừa đủ với 600 ml dung dịch H2SO4 0,5M. Phần trăm khối lượng của Zn có trong hỗn hợp ban đầu là
A. 57%
B. 62%
C. 69%
D. 73%

Hướng dẫn giải:

• Đáp án B
• Đặt nZnSO4 = x mol, nCuSO4 = y mol
• 65x + 80y = 21 (1)
• nSO42− = nH2SO4 → x + y = 0,3 mol (2)
• → x = 0,2 mol; y = 0,1 mol
• → %mZn = 62%

Câu 11: Hòa tan 0,4 gam SO3 vào a gam dung dịch H2SO4 10% thu được dung dịch H2SO4 12,25%. Giá trị của a là
A. 20,6 gam
B. 16,9 gam
C. 26,0 gam
D. 19,6 gam

Hướng dẫn giải:

• Đáp án D
• Khi hòa tan SO3 vào dung dịch xảy ra phản ứng:
• SO3 + H2O → H2SO4
• Khối lượng của H2SO4:
• mH2SO4 = 0,4.98/80 + a.101/100 = 0,1a + 0,49(g)
• Khối lượng dung dịch: m dd = a + 0,4 (g)
• Ta có:
• C% = (0,1a + 0,49)/ (a + 0,4).100% = 12,25%
• → a = 19,6(g)

Câu 12: Cho 2,81 gam hỗn hợp gồm 3 oxit Fe2O3, MgO, ZnO tan vừa đủ trong 300ml dung dịch H2SO4 0,1M thì khối lượng muối sunfat khan tạo thành là:
A. 5,33gam
B. 5,21gam
C. 3,52gam
D. 5,68gam.

Hướng dẫn giải:

• Đáp án B
• nO (oxit) = nH+2= 0,03 mol
• → mKL = m oxit – mO(oxit) = 2,81 – 0,03.16 = 2,33 gam
• mmuối = mKL + mSO42− = 2,33 + 0,03.96 = 5,21gam

Câu 13: Cho 20g hỗn hợp X gồm Fe, Cu phản ứng hoàn toàn với H2SO4 loãng dư, sau phản ứng thu được 12g chất rắn không tan. Phần trăm về khối lượng của Fe trong X:
A. 60%
B. 72%
C. 40%
D. 64%

Hướng dẫn giải:

• Đáp án C
• Cu không tác dụng với H2SO4 loãng, nên chất rắn không tan là Cu
• → mCu = 12g → mFe = 20-12 = 8g
• → %mFe = 40%

Câu 14: 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)3 và 0,06 mol FeSO4
B. 0,05mol Fe2(SO4)3 và 0,02 mol Fe dư
C. 0,02mol Fe2(SO4)3 và 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) → 0,02 0,06
• nFeSO4 = 0,06mol; nFe2(SO4)3du = 0,05−0,02 = 0,03mol

Vậy đó, đó là những bí mật đằng sau phản ứng hóa học giữa FeO và H2SO4 loãng. Hy vọng rằng bạn đã tìm thấy thông tin hữu ích và thú vị từ bài viết này. Để biết thêm thông tin và khám phá thêm nhiều kiến thức hữu ích khác, hãy truy cập vào trang web fptskillking.edu.vn.