admin 2 ngày trước

Fe(OH)2 Tác Dụng Với H2SO4 Đặc Nóng Tạo Ra Gì? Chi Tiết A-Z

Mục lục

Bạn đang thắc mắc về phản ứng giữa Fe(OH)2 và H2SO4 đặc nóng? Bài viết này của CAUHOI2025.EDU.VN sẽ giải đáp chi tiết về phương trình hóa học, điều kiện phản ứng, hiện tượng, cách lập phương trình, mở rộng kiến thức về Fe(OH)2 và tính chất của H2SO4 đặc, cùng các bài tập vận dụng liên quan. Khám phá ngay để nắm vững kiến thức hóa học quan trọng này!

1. Phản Ứng Fe(OH)2 + H2SO4 Đặc Nóng Là Gì?

Phản ứng giữa Fe(OH)2 (sắt(II) hiđroxit) và H2SO4 đặc nóng là một phản ứng oxi hóa khử, trong đó Fe(OH)2 bị oxi hóa thành Fe2(SO4)3 (sắt(III) sunfat) và H2SO4 bị khử thành SO2 (lưu huỳnh đioxit). Phương trình hóa học tổng quát như sau:

2Fe(OH)2 + 4H2SO4 (đặc, nóng) → Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 6H2O

Phản ứng này có nhiều ứng dụng trong hóa học phân tích và điều chế các hợp chất sắt. Hãy cùng CAUHOI2025.EDU.VN tìm hiểu sâu hơn về phản ứng này nhé.

2. Điều Kiện Để Phản Ứng Fe(OH)2 Và H2SO4 Đặc Nóng Xảy Ra

Để phản ứng giữa Fe(OH)2 và H2SO4 đặc nóng xảy ra, cần đảm bảo các điều kiện sau:

Nhiệt độ: Phản ứng xảy ra tốt hơn ở nhiệt độ cao. Đun nóng hỗn hợp phản ứng sẽ làm tăng tốc độ phản ứng.
Nồng độ H2SO4: Axit sunfuric phải ở dạng đặc. Axit loãng sẽ không đủ khả năng oxi hóa Fe(OH)2.
Tỉ lệ mol: Tỉ lệ mol giữa Fe(OH)2 và H2SO4 cần tuân theo phương trình cân bằng để phản ứng xảy ra hoàn toàn.

3. Hiện Tượng Quan Sát Được Khi Cho Fe(OH)2 Tác Dụng Với H2SO4 Đặc Nóng

Khi cho Fe(OH)2 tác dụng với H2SO4 đặc nóng, ta có thể quan sát được các hiện tượng sau:

Fe(OH)2 tan dần: Chất rắn Fe(OH)2 sẽ tan dần trong dung dịch axit.
Có khí thoát ra: Khí SO2 không màu, mùi hắc thoát ra.
Dung dịch thay đổi màu: Dung dịch chuyển từ màu trắng xanh của Fe(OH)2 sang màu vàng nâu của Fe2(SO4)3.

4. Cách Lập Phương Trình Hóa Học Phản Ứng Fe(OH)2 Với H2SO4 Đặc Nóng

Để lập phương trình hóa học của phản ứng giữa Fe(OH)2 và H2SO4 đặc nóng, ta thực hiện theo các bước sau:

Bước 1: Xác Định Số Oxi Hóa

Xác định các nguyên tố có sự thay đổi số oxi hóa:

Fe⁺²(OH)₂ + H₂S⁺⁶O₄ → Fe₂⁺³(SO₄)₃ + S⁺⁴O₂ + H₂O

Chất khử: Fe(OH)₂; Chất oxi hóa: H₂SO₄ đặc.

Bước 2: Viết Quá Trình Oxi Hóa và Khử

Quá trình oxi hóa: Fe⁺² → Fe⁺³ + 1e
Quá trình khử: S⁺⁶ + 2e → S⁺⁴

Bước 3: Cân Bằng Electron

Nhân hệ số sao cho số electron nhường bằng số electron nhận:

2 x (Fe⁺² → Fe⁺³ + 1e)

S⁺⁶ + 2e → S⁺⁴

Bước 4: Hoàn Thành Phương Trình

Điền hệ số vào phương trình hóa học:

2Fe(OH)₂ + 4H₂SO₄ (đặc) → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂↑ + 6H₂O

5. Mở Rộng Kiến Thức Về Fe(OH)2

Fe(OH)2 là một hợp chất quan trọng của sắt, có nhiều ứng dụng trong thực tế. CAUHOI2025.EDU.VN sẽ cung cấp thêm cho bạn những kiến thức mở rộng về Fe(OH)2:

Tính chất vật lý: Fe(OH)2 nguyên chất là chất rắn màu trắng hơi xanh, không tan trong nước.
Tính chất hóa học:
- Dễ bị oxi hóa trong không khí tạo thành Fe(OH)3 màu nâu đỏ:
  4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3↓
- Có tính bazơ, tác dụng với axit tạo thành muối và nước.
Điều chế:
- Cho dung dịch muối sắt(II) tác dụng với dung dịch kiềm trong điều kiện không có không khí:
  Fe²⁺ + 2OH^– → Fe(OH)2↓
  Để thu được Fe(OH)2 tinh khiết, cần thực hiện phản ứng trong môi trường kín, không có oxi.

6. Tính Chất Của H2SO4 Đặc

Axit sunfuric đặc là một chất lỏng không màu, sánh như dầu, có nhiều tính chất đặc biệt quan trọng. Dưới đây là một số tính chất nổi bật của H2SO4 đặc:

6.1. Tính Oxi Hóa Mạnh

H2SO4 đặc oxi hóa hầu hết các kim loại (trừ Au và Pt) tạo thành muối hóa trị cao và giải phóng SO2. Với các kim loại khử mạnh có thể tạo ra H2S hoặc S.
- Ví dụ:
  - 2Fe + 6H2SO4 (đặc) → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
  - Cu + 2H2SO4 (đặc) → CuSO4 + SO2 + 2H2O
- Lưu ý: Al, Fe, Cr bị thụ động hóa trong H2SO4 đặc nguội.
Tác dụng với nhiều phi kim:
- Ví dụ:
  - C + 2H2SO4 (đặc) → CO2 + 2SO2 + 2H2O
  - S + 2H2SO4 (đặc) → 3SO2 + 2H2O
Tác dụng với nhiều hợp chất có tính khử:
- Ví dụ:
  - 2FeO + 4H2SO4 (đặc) → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O
  - 2KBr + 2H2SO4 (đặc) → Br2 + SO2 + 2H2O + K2SO4

6.2. Tính Háo Nước

H2SO4 đặc có khả năng 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 H2SO4 đặc vào đường, đường sẽ hóa thành than:
- C12H22O11 → 12C + 11H2O (H2SO4 đặc)
- 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 Đến Phản Ứng Fe(OH)2 + H2SO4 Đặc Nóng

Để củng cố kiến thức, CAUHOI2025.EDU.VN xin đưa ra một số bài tập vận dụng liên quan đến phản ứng giữa Fe(OH)2 và H2SO4 đặc nóng:

Câu 1: Tính chất đặc biệt của dung dịch H2SO4 đặc, nóng là tác dụng được với các chất trong dãy nào sau đây mà dung dịch 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 kim loại đứng sau H nhưng H2SO4 đặc oxi hóa được nhiều kim loại lên mức oxi hóa cao nhất.
H2SO4 loãng không phản ứng được với phi kim còn H2SO4 đặc 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 → 2.98 gam

300.0,8 → x tấn

→ Theo lý thuyết thì: mH2SO4=0,8.300.2.98/120=392 tấn

Thực tế thì mddH2SO4 98%=392.0,9.100/98=360 tấn

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 tấn → 2.98 = 196 tấn

600 → 980 tấn

Do hao hụt 5% (hiệu suất 95%) nên lượng H2SO4 thu được là:

mH2SO4 = 980.95% = 931 tấn

Vdd=mdd/D=mct.100/C.D=931.100/93.1,83=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)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

Fe dư+Fe2(SO4)3 → 3FeSO4

(0,12-0,1) → 0,02 0,06

nFeSO4=0,06mol; nFe2(SO4)3 dư=0,05−0,02=0,03mol

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 → 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=0,075mol

→VSO2=1,681

8. FAQ – Câu Hỏi Thường Gặp Về Phản Ứng Fe(OH)2 Và H2SO4 Đặc Nóng

Dưới đây là một số câu hỏi thường gặp về phản ứng này, được CAUHOI2025.EDU.VN tổng hợp để giúp bạn hiểu rõ hơn:

Tại sao H2SO4 loãng không phản ứng với Fe(OH)2? H2SO4 loãng không đủ tính oxi hóa để oxi hóa Fe(OH)2 thành Fe2(SO4)3.
Khí SO2 sinh ra từ phản ứng có độc không? Có, SO2 là một khí độc, gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe con người.
Phản ứng này có ứng dụng gì trong công nghiệp? Phản ứng này được sử dụng trong quá trình xử lý quặng sắt và điều chế một số hợp chất của sắt.
Làm thế nào để nhận biết khí SO2 sinh ra? Khí SO2 có mùi hắc đặc trưng và làm mất màu dung dịch brom.
Có thể dùng chất nào khác thay thế H2SO4 đặc không? Các chất oxi hóa mạnh khác như KMnO4, K2Cr2O7 cũng có thể oxi hóa Fe(OH)2.
Phản ứng này có tỏa nhiệt không? Có, phản ứng giữa Fe(OH)2 và H2SO4 đặc nóng là một phản ứng tỏa nhiệt.
Tại sao Al, Fe, Cr bị thụ động hóa trong H2SO4 đặc nguội? Do tạo thành lớp oxit bảo vệ trên bề mặt kim loại, ngăn không cho phản ứng xảy ra.
Fe(OH)2 có tan trong axit loãng không? Có, Fe(OH)2 tan trong axit loãng như HCl, H2SO4 loãng tạo thành muối và nước.
Làm thế nào để điều chế Fe(OH)2 tinh khiết? Điều chế trong điều kiện không có không khí để tránh bị oxi hóa.
Có những biện pháp an toàn nào cần tuân thủ khi làm thí nghiệm với H2SO4 đặc? Luôn đeo kính bảo hộ, găng tay, và thực hiện trong tủ hút để tránh hít phải khí SO2. Pha loãng axit bằng cách rót từ từ axit vào nước, không làm ngược lại.

Hy vọng những giải đáp này giúp bạn hiểu rõ hơn về phản ứng giữa Fe(OH)2 và H2SO4 đặc nóng.

Bạn đang gặp khó khăn trong việc tìm kiếm thông tin hóa học đáng tin cậy? Hãy truy cập CAUHOI2025.EDU.VN để khám phá thêm nhiều kiến thức hữu ích và đặt câu hỏi để được giải đáp chi tiết. Đội ngũ chuyên gia của chúng tôi luôn sẵn sàng hỗ trợ bạn!

Thông tin liên hệ: