Phản ứng Fe + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO+ H2O
1. Phương trình phản ứng Fe + HNO3 loãng
2. Cách cân bằng phương trình Fe + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O
Xác định số oxi hóa của các nguyên tố thay đổi
Fe0 + HN+5O3 → Fe+3(NO3)3+ N+2O + H2O
1x
1x
Fe0 → Fe3+ + 3e
N+5 + 3e → N+2
Vậy ta có phương trình: Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O
3. Điều kiện phản ứng Fe tác dụng với HNO3
HNO3 loãng dư
4. Cách tiến hành phản ứng cho Fe tác dụng HNO3
Cho Fe (sắt) tác dụng với dung dịch axit nitric HNO3
5. Hiện tượng hóa học
Kim loại tan dần tạo thành dung dịch muối Muối sắt(III) nitrat và khí không màu hóa nâu trong không khí NO thoát ra.
6. Bản chất của các chất tham gia phản ứng
6.1. Bản chất của Fe (Sắt)
- Trong phản ứng trên Fe là chất khử.
- Fe là kim loại tác dụng được với các axit HNO3, H2SO4 đặc.
6.2. Bản chất của HNO3 (Axit nitric)
- Trong phản ứng trên HNO3 là chất oxi hoá.
- Đây là một monoaxit mạnh, có tính oxi hóa mạnh có thể nitrat hóa nhiều hợp chất vô cơ.
7. Tính chất hóa học cơ bản của sắt
7.1. Tác dụng với phi kim
Với oxi: 3Fe + 2O2 Fe3O4
Với clo: 2Fe + 3Cl2 2FeCl3
Với lưu huỳnh: Fe + S FeS
Ở nhiệt độ cao, sắt phản ứng được với nhiều phi kim.
7.2. Tác dụng với dung dịch axit
Tác dụng với với HCl, H2SO4 loãng
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
Tác dụng với H2SO4 đặc, nóng; HNO3 đặc:
2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O
Fe + 6HNO3 → Fe(NO3)3 + 3NO2 ↑ + 3H2O
Không tác dụng với H2SO4 đặc nguội, HNO3 đặc, nguội
7.3. Tác dụng với dung dịch muối
Đẩy được kim loại yếu hơn ra khỏi muối
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Fe + AgNO3 → Fe(NO3)2 + Ag
7.4. Ứng dụng của Fe
- Sắt có trong những đồ dùng cá nhân như: dao, kềm, kéo, kệ sắt, các loại dụng cụ gia đình khác,…- Sắt ở trong các đồ nội thất như: bàn ghế, khung cửa, tủ kệ, cầu thang,…- Các loại máy móc trong gia đình như máy xay, máy giặt, bồn rửa cũng có sắt.- Trong giao thông vận tải sắt cũng đóng vai trò rất quan trọng.- Sắt là bộ khung sườn cho những công trình xây dựng như nhà cửa, cầu, tòa nhà,…
8. Tính chất hóa học của HNO3
- Axit nitric là một dung dịch nitrat hydro có công thức hóa học HNO3 . Đây là một axit khan, là một monoaxit mạnh, có tính oxy hóa mạnh có thể nitrat hóa nhiều hợp chất vô cơ, có hằng số cân bằng axit (pKa) = −2.
- Axit nitric là một monoproton chỉ có một sự phân ly nên trong dung dịch, nó bị điện ly hoàn toàn thành các ion nitrat NO3− và một proton hydrat, hay còn gọi là ion hiđroni.
H3O+ HNO3 + H2O → H3O+ + NO3-
- Axit nitric có tính chất của một axit bình thường nên nó làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ.
- Tác dụng với bazo, oxit bazo, muối cacbonat tạo thành các muối nitrat
2HNO3 + CuO → Cu(NO3)2 + H2O
2HNO3 + Mg(OH)2 → Mg(NO3)2 + 2H2O
2HNO3 + CaCO3 → Ca(NO3)2 + H2O + CO2
- Axit nitric tác dụng với kim loại: Tác dụng với hầu hết các kim loại trừ Au và Pt tạo thành muối nitrat và nước .
Kim loại + HNO3 đặc → muối nitrat + NO + H2O ( to)
Kim loại + HNO3 loãng → muối nitrat + NO + H2O
Kim loại + HNO3 loãng lạnh → muối nitrat + H2
Mg(rắn) + 2HNO3 loãng lạnh → Mg(NO3)2 + H2 (khí)
- Nhôm, sắt, crom thụ động với axit nitric đặc nguội do lớp oxit kim loại được tạo ra bảo vệ chúng không bị oxy hóa tiếp.
- Tác dụng với phi kim (các nguyên tố á kim, ngoại trừ silic và halogen) tạo thành nito dioxit nếu là axit nitric đặc và oxit nito với axit loãng và nước, oxit của phi kim.
C + 4HNO3 đặc → 4NO2 + 2H2O + CO2
P + 5HNO3 đặc → 5NO2 + H2O + H3PO4
3C + 4HNO3 loãng → 3CO2 + 4NO + 2H2O
- Tác dụng với oxit bazo, bazo, muối mà kim loại trong hợp chất này chưa lên hóa trị cao nhất:
FeO + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O
FeCO3 + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O + CO2
- Tác dụng với hợp chất:
3H2S + 2HNO3 (>5%) → 3Skết tủa + 2NO + 4H2O
PbS + 8HNO3 đặc → PbSO4 kết tủa + 8NO2 + 4H2O
Ag3PO4 tan trong HNO3, HgS không tác dụng với HNO3.
- Tác dụng với nhiều hợp chất hữu cơ: Axit nitric có khả năng phá hủy nhiều hợp chất hữu cơ, nên sẽ rất nguy hiểm nếu để axit này tiếp xúc với cơ thể người.
9. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1. Cho 11,2 gam Fe tan hoàn toàn trong dung dịch HNO3 loãng dư, sau phản ứng thu được V lít NO (đktc, sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của V là:
A. 6,72 lít
B. 2,24 lít
C. 3,36 lít
D. 4,48 lít
Lời giải:
Câu 2. Tính chất vật lý nào dưới đây là của sắt:
A. Sắt có màu vàng nâu, nhẹ, có ánh kim, dẫn điện và dẫn nhiệt kém.
B. Sắt có màu trắng bạc, nặng, có ánh kim, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt
C. Sắt có màu trắng xám, nặng, có ánh kim, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt
D. Sắt có màu trắng xám, nhẹ, có ánh kim, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt.
Lời giải:
