Hoàn thành PTHH Fe3O4 + HCl

Hoàn thành phương trình hóa học:

8HCl	+	Fe3O4	→	FeCl2	+	4H2O	+	2FeCl3
axit clohidric		Sắt(II,III) oxit		sắt (II) clorua		nước		Sắt triclorua
(dung dịch)		(rắn)		(dung dịch)		(lỏng)		(dung dịch)
(không màu)		(nâu đen)		(lục nhạt)		(không màu)		(vàng nâu)

- Điều kiện phản ứng: Nhiệt độ cao

- Hiện tượng nhận biết: Tạo ra hỗn hợp dung dịch có màu hỗn hợp của màu lục nhạt (FeCl₂) và màu vàng nâu (FeCl₃)

Cùng Top lời giải tìm hiểu thêm về Fe₃O₄ nhé.

I. Định nghĩa Fe₃O₄

- Định nghĩa: Là hỗn hợp của hai oxit FeO, Fe₂O₃. Có nhiều trong quặng manhetit, có từ tính.

- Công thức phân tử Fe₃O₄

II. Tính chất đặc trưng của Fe₃O₄

1. Tính chất vật lý

- Là chất rắn, màu đen, không tan trong nước và có từ tính.

- Oxit sắt từ Fe₃O₄ (FeO.Fe₂O₃)

2. Tính chất hoá học

- Fe₃O₄ là oxit bazơ:

   + Fe₃O₄ tác dụng với axit HCl:

 Fe₃O₄ + 8HCl → 2FeCl₃ + FeCl₂ + 4H₂O

   + Fe₃O₄ tác dụng với axit HCl: 

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

- Fe₃O₄ là chất khử: 

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

- Fe₃O₄ là chất oxi hóa:

  + Fe₃O₄ tác dụng với H₂:

  + Fe₃O₄ tác dụng với CO: 

  + Fe₃O₄ tác dụng với Al:

III. Điều chế Fe₃O₄

- Trong tự nhiên oxit sát từ là thành phần quặng manhetit.

- Đốt cháy sắt trong oxi không khí thu được oxit sắt từ.

    3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄

- Nung nóng Fe trong nước dạng hơi ở nhiệt độ < 570^oC

    3Fe + 4H₂O → Fe₃O₄ + 4H₂

IV. Ứng dụng Fe₃O₄

- Quặng manhetit có hàm lượng sắt cao nhất được dùng trong ngành luyện gang, thép.

- Fe₃O₄ hạt nano được dùng để dánh dấu tế bào và xử lí nước bị nhiểm bẩn.

V. Bài tập vận dụng

Câu 1. Khử hết m gam Fe₃O₄ bằng khí CO thu được hỗn hợp A gồm Fe và FeO. A tan vừa đủ trong 0,3 lít dung dịch H₂SO₄ 1M cho ra 4,48 lít khí (đktc). Thể tích khí CO (đktc) đã phản ứng là? (Fe = 56, O=16)

A. 4,48 lít

B. 8,96 lít

C. 6,72 lít

D. 2,24 lít

Giải:

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

FeO + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂O

=> n_Fe = n_H2 = 0,2 mol

=> n_FeO = 0,3 – 0,2 = 0,1 mol

Bảo toàn Fe: n_Fe + n_FeO = 3n_Fe3O4

=> n_Fe3O4 = 0,1 mol

Bảo toàn O:

4n_Fe3O4 + n_CO = 2n_CO2 + n_FeO

Vì n_CO = n_CO2

=> n_CO = 4.0,1 – 0,1 = 0,3 mol

=> V = 6,72 lit

Câu 2: Cho khí CO khử hoàn toàn hỗn hợp gồm FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄ thấy có 4,48 lít CO₂ (đktc) thoát ra. Thể tích CO (đktc) đã tham gia phản ứng là bao nhiêu?

Giải:

Phương trình tổng quát: 

Fe_xO_y + yCO → xFe + yCO₂

Mol       0,2    ←          0,2

=> V_CO2 = 4,48 lit

Câu 3: Cho 39,2 gam hỗn hợp M gồm Fe, FeO, Fe₃O₄, Fe₂O₃, CuO và Cu (trong đó oxi chiếm 18,367% về khối lượng) tác dụng vừa đủ với 850 ml dung dịch HNO₃ nồng độ a mol/l. Sau khi phản ứng xong, thu được 0,2 mol NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5). Giá trị của a là

A. 1,5.       

B. 1,0.      

C. 3,0.         

D. 2,0. 

Giải:

Qui hỗn hợp về : x mol Fe ; y mol Cu ; O

có : %m_O = 18,367%m_M => n_O = 0,45 mol

Khi cho M + HNO₃ → NO :

Bảo toàn e : 3n_Fe + 2n_Cu = 2n_O + 3n_NO

=> 3x + 2y = 1,5 mol

Và : 56x + 64y = 32g

=> x = 0,4 ; y = 0,15 mol

Bảo toàn N :

n_HNO3 = 3n_Fe(NO3)3 + 2n_Cu(NO3)2 + n_NO = 1,7 mol

=> a = 2M

Câu 4. Nung nóng 25,2 gam Fe ngoài không khí sau một thời gian thu được m gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe₂O₃ và Fe₃O₄. Hỗn hợp này phản ứng hết với dung dịch H₂SO₄ đặc nóng (dư), thu được 8,4 lít khí SO₂ (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Tính m?

A. 15 gam

B. 30 gam

C. 18 gam

D. 24 gam

Giải:

Ta có, n_Fe = 0,45 mol và n_SO2 = 0,375 mol

Quy hỗn hỗn hợp X về 2 nguyên tố Fe và O

Quá trình nhường: Fe⁰ → Fe⁺³ + 3e

Quá trình nhận e: O⁰ + 2e → O^-2

S⁺⁶ + 2e → S⁺⁴

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có:

1,35 = 2x + 0, 75→ x = 0,3

Mặt khác ta có: nên: m = 25,2 + 0,3. 16 = 30 (gam).