Fe3O4 + HNO3 → H2O +NO↑ + Fe(NO3)3

Fe3O4 + HNO3 → H2O +NO↑ + Fe(NO3)3 | Fe3O4 ra Fe(NO3)3

Ngọc Nguyễn Ngày: 01-06-2023 Lớp 12

281

Toptailieu.vn biên soạn và giới thiệu phương trình phản ứng Fe3O4 + HNO3 → H2O +NO↑ + Fe(NO3)3 | Fe3O4 ra Fe(NO3)3. Đây là phản ứng oxi hóa khử đã được cân bằng chính xác và chi tiết nhất. Bài viết giới thiệu các nội dung liên quan giúp học sinh nắm bắt kiến thức cơ bản. Mời các bạn đón đọc:

1. Phương trình phản ứng hoá học:

3Fe₃O₄+ 28HNO₃ → 9Fe(NO₃)₃ + NO↑ + 14H₂O

2. Hiện tượng nhận biết phản ứng

Fe₃O₄ tan dần, thoát ra khí không màu hoá nâu trong không khí.

3. Điều kiện phản ứng

Phản ứng xảy ra ở ngay điều kiện thường.

4. Tính chất hoá học

4.1. Tính chất hoá học của Fe₃O₄

Tính oxit bazơ

- Fe₃O₄ tác dụng với dung dịch axit như HCl, H2SO4 loãng tạo ra hỗn hợp muối sắt (II) và sắt (III).

Fe₃O₄ + 8HCl → 2FeCl₃ + FeCl₂ + 4H₂O

Fe₃O₄ + 4H₂SO₄ loãng → Fe₂(SO₄)₃ + FeSO₄ + 4H₂O

Tính khử

- Fe₃O₄ là chất khử khi tác dụng với các chất có tính oxi hóa mạnh:

3 Fe₃O₄ + 28HNO₃ → 9Fe(NO₃)₃ + NO + 14H₂O

Tính oxi hóa

- Fe₃O₄ là chất oxi hóa khi tác dụng với các chất khử mạnh ở nhiệt độ cao như: H₂, CO, Al:

Fe₃O₄ + 4H₂ Fe2O3 + H2 → Fe + H2O | Fe2O3 ra Fe (ảnh 1) 3Fe + 4H₂O

Fe₃O₄ + 4CO Fe2O3 + H2 → Fe + H2O | Fe2O3 ra Fe (ảnh 1) 3Fe + 4CO₂

3 Fe₃O₄ + 8Al Fe2O3 + H2 → Fe + H2O | Fe2O3 ra Fe (ảnh 1) 4Al₂O₃ + 9Fe

4.2. Tính chất hoá học của HNO3

Tính axit

Là một trong số các axit mạnh nhất, trong dung dịch:

HNO₃ → H⁺ + NO₃^-

- Dung dịch axit HNO₃ có đầy đủ tính chất của môt dung dịch axit: làm đỏ quỳ tím, tác dụng với oxit bazơ, bazơ, muối của axit yếu hơn.

Tính oxi hóa

Kim loại hay phi kim khi gặp axit HNO₃ đều bị oxi hóa về trạng thái oxi hóa cao nhất.

- Với kim loại: HNO₃ oxi hóa hầu hết các kim loại (trừ vàng (Au) và platin(Pt))

* Với những kim loại có tính khử yếu: Cu, Ag, ...

Ví dụ:

Cu + 4HNO₃(đ) → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

3Cu + 8HNO₃(l) → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

* Khi tác dụng với những kim loại có tính khử mạnh hơn: Mg, Zn, Al, ...

- HNO₃ đặc bị khử đến NO₂.

Ví dụ:

Mg + 4HNO₃(đ) → Mg(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O.

- HNO₃ loãng bị khử đến N₂O hoặc N₂.

8Al + 30HNO₃(l) → 8Al(NO₃)₃ + 3N₂O + 15H₂O

- HNO₃ rất loãng bị khử đến NH₃(NH₄NO₃).

4Zn + 10HNO₃ (rất loãng) → 4Zn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

* Lưu ý: Fe, Al, Cr bị thụ động hóa trong dung dịch HNO₃ đặc nguội.

- Với phi kim:

Khi đun nóng HNO₃ đặc có thể tác dụng với phi: C, P, S, …(trừ N₂ và halogen).

S + 6HNO₃(đ) → H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O

- Với hợp chất:

- H₂S, HI, SO₂, FeO, muối sắt (II), … có thể tác dụng với HNO₃ nguyên tố bị oxi hoá trong hợp chất chuyển lên mức oxi hoá cao hơn.

Ví dụ:

3FeO + 10HNO₃(đ) → 3Fe(NO₃)₃ + NO + 5H₂O

3H₂S + 2HNO₃(đ) → 3S + 2NO + 4H₂O

- Nhiều hợp chất hữu cơ như giấy, vải, dầu thông, … bốc cháy khi tiếp xúc với HNO₃ đặc.

5. Cách thực hiện phản ứng

- Cho Fe₃O₄ tác dụng với dung dịch HNO₃

6. Bạn có biết

Tương tự Fe₃O₄, các oxit kim loại khác như CuO, MgO, ZnO... đều có thể phản ứng với dung dịch axit HNO₃

7. Bài tập liên quan

Ví dụ 1: Fe₃O₄ có thể tác dụng được với các chất trong dãy nào sau đây?

A. CO, H₂SO₄.

B. HNO₃, KCl.

C. H₂, NaOH.

D. HCl, MgCl₂.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Phương trình phản ứng hóa học xảy ra

Fe₃O₄ + 4CO $\overset{t^{o}}{\to}$ 3Fe + 4CO₂

Fe₃O₄ + 4H₂SO₄ $\overset{t^{o}}{\to}$ FeSO₄ + Fe₂(SO₄)₃ + 4H₂O

Ví dụ 2: Hòa tan hoàn toàn 6,96 gam Fe₃O₄ vào dung dịch HNO₃ loãng sau phản ứng thu được khí không màu hóa nâu trong không khí (sản phẩm khử duy nhất). Tính thể tích khí thu được ở đktc là

A. 224 ml.

B. 448 ml.

C. 336 ml.

D. 896 ml.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Theo đề bài ta có:

n_Fe3O4 = 0,03 mol;

Phương trình phản ứng hóa học xảy ra

3Fe₃O₄ + 28HNO₃ → 9Fe(NO₃)₃ + NO↑+ 14H₂O

Theo PTHH: n_NO = $\frac{0,03}{3}$ = 0,01 (mol)

Vậy V_NO= 0,01.22,4 = 0,224 lít = 224 ml.

Ví dụ 3: Hòa tan 23,2 gam hỗn hợp X gồm Fe₃O₄ và CuO có cùng khối lượng vào dung dịch HNO₃ vừa đủ chứa 0,77 mol HNO₃ thu được bằng dung dịch Y và khí Z gồm NO và NO₂. Khối lượng mol trung bình của Z bằng

A. 42.

B. 38.

C. 40,67.

D. 35,33.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

$\begin{array}{l} m_{F e_{3} O_{4}} = m_{C u O} = \frac{23,2}{2} = 11,6 g a m \\ \to n_{F e_{3} O_{4}} = 0,05 m o l; n_{C u O} = 0,145 m o l \end{array}$

Dung dịch Y gồm Fe(NO₃)₃ (0,15 mol) và Cu(NO₃)₂ (0,145 mol).

→ m_Y = 242.0,15 + 188.0,145 = 63,56 gam

$n_{H_{2} O} = \frac{n_{H N O_{3}}}{2} = 0,385 m o l$

Bảo toàn khối lượng ta có:

$\begin{array}{l} m_{X} + m_{H N O_{3}} = m_{Y} + m_{Z} + m_{H_{2} O} \\ \to 23,2 + 0,77.63 = 63,56 + m_{Z} + 0,385.18 \\ \to m_{Z} = 1,22 g a m \end{array}$