8FeO + 26HNO3 → 8Fe(NO3)3 + N2O + 13H2O
2. Điều kiện phản ứng xảy ra
Dung dịch HNO3 loãng
3. Cân bằng phản ứng oxi hóa khử FeO+HNO3 → Fe(NO3)3 + N2O+H2O bằng phương pháp thăng bằng electron
Bước 1. Xác định sự thay đổi số oxi hóa
Fe+2O + HN+5O3 → Fe+3(NO3)3 + N+12O + H2O
Bước 2. Viết quá trình trao đổi ecletron
Quá trình oxi hóa: 8x
Quá trình khử: 1x
Fe+2 → Fe+3 + 1e
2N+5 + 8e → N+12O
Bước 3. Đặt các hệ số và cân bằng phản ứng
8FeO + 26HNO3 → 8Fe(NO3)3 + N2O + 13H2O
4. Bản chất của các chất tham gia phản ứng
4.1. Bản chất của FeO (Sắt (II) oxit)
– Trong phản ứng trên FeO là chất khử.
– FeO thể hiện tính khử khi tác dụng với các chất có tính oxi hoá mạnh như HNO3 và H2SO4 đặc.
4.2. Bản chất của HNO3 (Axit nitric)
– Trong phản ứng trên HNO3 là chất oxi hoá.
– HNO3 tác dụng với oxit bazo, bazo, muối mà kim loại trong hợp chất chưa lên hoá trị cao nhất.
5. Tính chất của sắt (II) oxit FeO
5.1. Tính chất vật lí
FeO là chất rắn màu đen, không có trong tự nhiên.
Không tan trong nước.
5.2. Tính chất hóa học
Các hợp chất sắt (II) có cả tính khử và tính oxi hóa nhưng tính khử đặc trưng hơn, do trong các phản ứng hóa học ion Fe2+ dễ nhường 1e thành ion Fe3+
Fe2+ + 1e → Fe3+
Tính chất đặc trưng của hợp chất sắt (II) là tính khử.
Các hợp chất sắt (II) thường kém bền dễ bị oxi hóa thành hợp chất sắt (III).
FeO là 1 oxit bazơ, ngoài ra, do có số oxi hóa +2 – số oxi hóa trung gian => FeO có tính khử và tính oxi hóa.
FeO là 1 oxit bazơ:
+ Tác dụng với dung dịch axit: HCl; H2SO4 loãng…
FeO + 2HCl → FeCl2 + H2
FeO + H2SO4 loãng→ FeSO4 + H2O
FeO là chất oxi hóa khi tác dụng với các chất khử mạnh: H2, CO, Al → Fe:FeO + H2 Fe + H2O
FeO + CO Fe + CO2
3FeO + 2Al Al2O3 + 3Fe
FeO là chất khử khi tác dụng với các chất có tính oxi hóa mạnh: HNO3; H2SO4 đặc; O2…4FeO + O2 2Fe2O3
3FeO + 10HNO3 loãng→ 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O
FeO + 4HNO3 đặc,nóng → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O
2FeO + 4H2SO4 đặc, nóng → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O
6. 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.
7. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1. Sắt tác dụng với H2O ở nhiệt độ cao hơn 570oC thì tạo ra H2 và sản phẩm rắn là
A. FeO.
B. Fe3O4.
C. Fe2O3.
D. Fe(OH)2.
Lời giải:
Câu 2. Dãy các chất và dung dịch nào sau đây khi lấy dư có thể oxi hoá Fe thành Fe (III)?
A. HCl, HNO3 đặc, nóng, H2SO4 đặc, nóng
B. Cl2, HNO3 nóng, H2SO4 đặc, nguội
C. bột lưu huỳnh, H2SO4 đặc, nóng, HCl
D. Cl2, AgNO3, HNO3 loãng
Lời giải: