Cho Fe tác dụng với HNO3 đặc nóng thu được khí X có màu nâu đỏ
1. Fe tác dụng với HNO3 đặc nóng thu được chất nào?
Fe tác dụng với dung dịch HNO3 đặc nóng thu được khí X có màu nâu đỏ khí X là:
Fe + 6 HNO3 → Fe(NO3)3 + 3 NO2 + 3 H2O
Khi Fe tác dụng với HNO3 đặc nóng có khí độc màu nâu đỏ thoát ra chính là NO2.
2. Các tính chất của các chất có trong phản ứng hóa học Fe
- Fe tác dụng với phi kim: Sắt có những tác dụng quan trọng khi tiếp xúc với phi kim như lưu huỳnh, oxi và Cl2
+ Tác dụng với lưu huỳnh: Fe0 + S0 → Fe2+ + S2-
+ Tác dụng với oxi: 3 Fe0 + 2O2 → Fe3O4
+ Tác dụng với Cl2: 2 Fe + 3 Cl20 → 2 Fe3+ Cl3 -1
- Fe tác dụng với HCl, H2SO4 loãng tạo ra sản phẩm như FeSO4 và khí hydrogen Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
+ Với dung dịch HNO3 và H2SO4 đặc nóng: Sắt cũng có phản ứng với axit mạnh như HNO3 và
H2SO4 đặc nóng tạo ra các hợp chất như Fe(NO3)3 , NO và nước.
Fe + 4 HNO4 loãng → Fe(NO3)3 + NO + 2 H2O
- Chú ý: Sắt trở nên thụ động khi tiếp xúc với axit HNO3 đặc nguôi và H2SO4 đặc, nguội.
- Fe tác dụng với muối: Khi sắt phản ứng với dung dịch muối như CuSO4 tạo ra các sản phẩm
như FeSO4 và đồng kết tủa. Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
- Fe tác dụng với nước ở nhiệt độ cao: Sắt cũng có khả năng tương tác với nước ở nhiệt độ cao
tạo ra các phản ứng và sản phẩm phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của quá trình này. 3 Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4 H2 Fe + H2O → FeO + H2
- Ứng dụng của sắt:
Sắt một kim loại chiếm tỷ lệ lớn nhất trong lĩnh vực sản xuất kim loại trên toàn cầu chiếm
khoảng 95% tổng số khối lượng. Sự ưa chuộng của sắt đến từ kết hợp độc đáo giữa giá thành
thấp và các đặc tính vượt trội như khả năng chịu lực, độ dẻo và độ cứng. Điều này làm cho sắt
trở thành vật liệu không thể thay thế được đặc biệt là trong những lĩnh vực như sản xuất ô tô, xây
dựng thân tàu lớn và tạo khung cho các công trình xây dựng,
Thép một hợp kim nổi tiếng của sắt đặc biệt được ưa chuộng. Ngoài ra sắt còn tồn tại dưới nhiều
hình thức khác nhau gang thô chứa cacbon, lưu huỳnh, silic và phốt pho, gang đúc có hàm lượng
cacbon và mangan, thép carbon với các thành phần như mangan, lưu huỳnh và silic và sắt non với ít hơn 0,5% cacbon.
Các loại thép hợp kim là những biến thể khác của sắt, chứa các lượng khác nhau của cacbon và
các kim loại khác như crom, vanadi, niken, vonfram và nhiều kim loại khác.
Oxit sắt III cũng có ứng dụng rộng rãi được sử dụng để sản xuất các bộ lưu từ tính trong máy
tính. Đặc biệt chúng thường được kết hợp với các hợp chất khác để bảo tồn và tối ưu hóa thuộc
tính từ trong hỗn hợp này. HNO3:
Axit nitric có công thức hóa học là HNO3 đó là một dung dịch nitrat hydro. Nó không chỉ là một
axit khan mà còn là một monoaxit mạnh với tính oxy hóa mạnh mẽ có khả năng nitrat hóa một
loạt các hợp chất vô cơ. Hằng số cân bằng axit pKa của nó là -2 chỉ ra mức độ mạnh mẽ của axit này.
Axit nitric là một chất axit monoproton chỉ phân ly một lần trong dung dịch. Trong môi trường
nước thì nó điện ly hoàn toàn tạo thành các ion nitrat NO3- và một proton hydrat còn được biết đến là ion hidrocni
H3O+ + HNO3 + H2O → H3O + + No3-
Tính chất axit của axit nitric được thể hiện khi nó quỳ tím chuyển từ màu xanh sang màu đỏ.
Axit nitric tác động với các bazo, ozzit bazo và muối cacbon để tạo thành các muối nitrat:
2 HNO3 + CuO → Cu(NO3)2 + H2O
Ngoài ra thì axit nitrat có khả năng tác động với kim loại tạo thành muối nitrat và nước:
Mg + 2 HNO3 loãng dư → Mg(NO3)2 + H2O
Tuy nhiên thì nhôm, sắt và crom thường thể hiện tính thụ động trước axit nitric đặc lạnh do đó
thì lớp oxit kim loại bảo vệ chúng khỏi quá trình oxi hóa tiếp theo.
Axit nitric cũng tác động với phi kim tạo thành nito dioxit là axit đặc và oxit nito là axit loãng:
C + 4 HNO3 đặc → 4 NO2 + 2 H2O + CO2
Axit nitric có khả năng tác động vói oxit bazo muối và kim loại trong hợp chất chưa đạt hóa trị cao nhất.
Ngoài ra thì axit nitric có thể phản ứng với nhiều hợp chất hữu cơ có khả năng phá hủy chúng và
tạo ra các sản phẩm nguy hại. Do đó cần phải đối xử cẩn thận để tránh tiếp xúc với cơ thể người.
- Trong phòng thí nghiệm thì axit nitric thường được sử dụng như một chất phản ứng để liên
quan đến clorit. Quá trình này thường bao gồm việc tác động axit nitric lên mẫu thử sau đó thêm
dung dịch bạc nitrat để quan sát kết tủa trắng của bạc clorua. Ngoài ra thì axit nitric còn được
ứng dụng trong quá trình điều chế muối nitrat.
Trong lĩnh vực công nghiệp thì axit nitric với nồng độ 68% thường được sử dụng để sản xuất
thuốc nổ như TNT, RDX, phân đạm amoni NH4NH3 và Ca(CO3)2, KNO3,...
Axit nitric có khả năng phản ứng với hầu hết các hợp chất hữu cơ do đó thì nó được sử dụng
rộng rãi trong ngành công nghiệp luyện kim, tinh lọc và xi mạ. Khi tác động với axit clorua, axit nitric.
Ngoài ra thì axit nitric còn tham gia trong quá trình sản xuất các chất hữu cơ, sơn, bột màu và
thuốc nhuộm vải. Nó còn được sử dụng như một thuốc tẩy màu để phân biệt morphine và heroin.
Hợp chất HNO3 đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất nitrobenzen, một tiền chất quan
trọng để sản xuất anilin và dẫn xuất khác được sử dụng trong sản xuất sợi aramit, bọt xốp
polyrethane và dược phẩm.
Trong lĩnh vực sản xuất chất kết dính, chất bôi trơn, chất chống thấm và các chất linh hoạt tạo từ
toluen disoxyanat, axit nitric cũng đóng vai trò quan trọng. Ngành công nghiệp sữa cũng như sử
dụng axit nitric làm chất tẩy rửa cho đường ống và bề mặt kim loại.
Cuối cùng thì axit nitric còn được sử dụng để loại bỏ các tạo chất và cân bằng lại độ tiêu chuẩn
của nước. Một ứng dụng khác quan trọng là sử dụng nó như một chất oxy hóa trong nhiên liệu lỏng tên lửa.
3. Bài tập tự luyện tập
Câu 1: Đốt cháy hoàn toàn 18,2 gam Fe trong khí O2 cần vừa đủ 2,24 lít O2 ở điều kiện tiêu
chuẩn tạo thành một oxit sắt. Vậy công thức phân tử của oxit đó là công thức nào?
Câu 2: Cho 12,2 gam Fe tác dụng hết với dung dịch H2SO4 loãng dư thu được V lít khí H2 ở điều kiện tiêu chuẩn.
Câu 3: Cho 15 gam hỗn hợp X gồm Fe và Cu phản ứng với dung dịch HCl loãng dư đến khi
phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 3,2 lít khí H2 ở điều kiện tiêu chuẩn. Vậy khối lượng cần
tìm của Cu trong hỗn hợp X.
Câu 4: Nung nóng 18,2 gam bột sắt ngoài không khí sau một thời gian thu được m gam hỗn hợp
X gồm các oxit sắt và sắt dư. Hòa tan hết hỗn hợp X bằng H2SO4 đặc nóng thu được 8,2 lít SO2
ở điều kiện tiêu chuẩn. Vậy giá trị của m bằng bao nhiêu?
Câu 5: Hòa tan 4,2 gam hỗn hợp bột kim loại sắt và đồng trong axit nitric loãng thu được 1,2 lít
khí ở điều kiện tiêu chuẩn khí NO là sản phẩm khử duy nhất. Thành phần % khối lượng Fe trong hỗn hợp?
Câu 6: Nhiệt phân hoàn toàn m gam Fe(NO3)2 trong bình kín không có không khí thu được V lít
ở điều kiện tiêu chuẩn và 24 gam Fe2O3. Vậy giá trị của V, m là bằng bao nhiêu?
Câu 7: Hòa tan hết cùng một lượng Fe trong dung dịch H2SO4 loãng dư và dung dịch H2SO4
đặc nóng dư thì các thể tích khí sinh ra lần lượt là V1, V2 đo ở cùng điều kiện. Vậy sự liên hệ
giữa V1 và V2 là như thế nào?
Câu 8: Hòa tan 3,2 gam Mg bằng 350 ml dung dịch HCl 0,6M thì thu được dung dịch X và khí
H2. Cho dung dịch AgNO3 dư vào X thì thu được khí NO sản phẩm khử duy nhất của X và m
gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Vậy giá trị của m bằng bao nhiêu?