Phương trình kim loại tác dụng với H2SO4 đặc, nóng
|
Câu hỏi: Viết Phương trình phản ứng Fe+H2SO4 đặc nóng Show Trả lời: 1. Phương trình phản ứng Fe tác dụng H2SO4đặc nóng 2Fe + 6H2SO4→ Fe2(SO4)3+ 3SO2↑ + 6H2O 2. Cân bằng phản ứng oxi hoá khử (theo phương pháp thăng bằng electron) Fe0+ H2S+6O4→ Fe2+2(SO4)3+ S+4O2+ H2O
2Fe + 6H2SO4→ Fe2(SO4) + 3SO2+ 6H2O 3. Điều kiện phản ứng Fe tác dụng với H2SO4 đặc nóng Nhiệt độ 4. Cách tiến hành phản ứng Fe tác dụng với H2SO4 đặc nóng Cho Fe (sắt) tác dụng với axit sunfuric H2SO4 5. Hiện tượng Hóa học Sắt (Fe) tan dần trong dung dịch và sinh ra khí mùi hắc Lưu huỳnh đioxit (SO2). Cùng Top lời giải tìm hiểu về Fe và H2SO4 nhé! I. Axit sulfuric (H2SO4)1. Axit sunfuric là gì?Axit sunfuric (hay acid sulfuric) là một axit vô cơ gồm các nguyên tố hóa họchidro oxivà lưu huỳnh,có công thức phân tử là. Công thức cấu tạo là Axit sunfuriclà một chất lỏng không màu, không mùi và sánh lỏng, tan vô hạn trong nước. Nó có khối lượng riêng là 1,84 g/cm3, nhiệt độ nóng chảy là 10°C, nhiệt độ sôi là338 °C Axit sunfuric đặc có đặc tính háo nướcvà tỏa nhiều nhiệt nên khi pha loãng phải cho từ từ axit đặc vào nước mà không làm ngược lại, vìH2SO4có thể gây bỏng nặng. Vì có đặc tính háo nước axit sunfuric còn có khả năng hút nước, làm than hóa các hợp chất hữu cơ. 2. Tính chất hóa học của axit sunfuric2.1. Axit sunfuric loãng (H2SO4loãng) + H2SO4loãng là một axit mạnh, có đầy đủ các tính chất hóa học chung của một axit. + Axit sunfuric loãng làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ. + Axit sunfuric có khả năng làm quỳ tím hóa đỏ do tính axit mạnh của nó. + Axit sunfuric loãng tác dụng với kim loại + Axit sunfuric loãng có khả năng tác dụng với kim loại đứng trước hidro trong dãy hoạt động hóa học của kim loại K>Ba>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe2+>Ni>Sn>Pb>H>Cu>Hg+>Ag>Pt>Au Ví dụ: Fe + H2SO4→FeSO4+ H2↑ Mg +H2SO4→ MgSO4+ H2 2Al + 3H2SO4→ Al2(SO4)3+3H2 H2SO4+Ba→BaSO4+H2 Axit sunfuric loãng tác dụng với bazơ 2NaOH+ H2SO4 → Na2SO4+ 2H2O H2SO4 + Fe(OH)2→ FeSO4+ 2H2O Cu(OH)2+ H2SO4 → CuSO4+ 2H2O Ba(OH)2+ H2SO4 → BaSO4+ 2H2O Axit sunfuric loãng tác dụng với oxit bazơ H2SO4 + MgO → MgSO4+ H2O H2SO4+ CuO → CuSO4+ H2O Axit sunfuric loãng tác dụng với muối H2SO4 + Na2CO3→ Na2SO4+ CO2+ H2O H2SO4 + CaCO3→CaSO4+ CO2+ H2O H2SO4 + BaCl2→ BaSO4 +2HCl 2.2. Axit sunfuric đặc (H2SO4đặc) Trong H2SO4thì S có mức oxi hóa +6 cao nhất nên H2SO4đặc có tính axit mạnh, oxi hóa mạnh và có tính háo nước. Axit sunfuric đặc tác dụng với kim loại Axit sunfuric tác dụng với kim loại tạo muối và nhiều sản phẩm oxi hóa khác nhau như SO2, H2S, S. 2Al +H2SO4 đặc nóng → Al2(SO4)3+ 3SO2+ 6H2O Cu + H2SO4 đặc nóng→ CuSO4+ SO2+ 2H2O 2Fe +H2SO4 đặc nóng → Fe2(SO4)3+ 3SO2+ 6H2O 3Cr + 4H2SO4 đặc nóng → 3CrSO4+ 4H2O + S Khi giải bài tập về phần axit sunfuric đặc nóngthường vận dụng bảo toàn e và bảo toàn nguyên tố. *Lưu ý:Fe,Al,Crbịthụ độnghóatrongdung dịch HNO3 đặc, nguội Axit sunfuric đặc tác dụng với phi kim C +2H2SO4 đặc nóng→ CO2+2SO2+ 2H2O
S +2H2SO4 đặc nóng→ 3SO2+ 2H2O Axit sunfuric đặc tác dụng với các chất khử khác H2SO4 đặc nóng+ 8HI → H2S + 4I2+ 4H2O Tính háo nước 2.3. Ứng dụng củaH2SO4 Axit sunfuric là hóa chất hàng đầu, được dùng nhiều trong công nghiệp sản xuất với vai trò là nguyên liệu chính hoặc chất xúc tác: + Điều chế các axít khác, các loại muối sunfat + Tẩy rửa kim loại trước khi mạ,sơn màu + Sản xuất tơ sợi hóa học + Chế tạo thuốc nổ, chất dẻo, thuốc nhuộm, dược phẩm,chất giặt tẩy rửa tổng hợp + Có các loại axít dùng để chế tạo ắc quy + Xử lý nước thải, sản xuất phân bón II. Sắt (Fe)1. Kim loại sắt là gì?Sắt là một nguyên tố hóa học nằm trong bảng tuần hoàn có ký hiệu là Fe, có số nguyên tử là 26, thuộc phân nhóm VIIIB và thuộc chu kỳ 4. Sắt là có nhiều trên Trái Đất, được cấu thành lớp vỏ ngoài và trong lõi Trái Đất Mật độ : 7,874 g/cm³ Điểm nóng chảy là : 1.538°C Khối lượng nguyên tử : 55,845u Số điện tử trên mỗi vỏ lần lượt là : 2, 8, 14, 2 Số nguyên tử : 26 2. Sản xuất sắt và tái chế sắtSắt tự nhiên chiếm 5% tỉ lệ khối lượng vỏ Trái Đất. Khi tồn tại ở dạng tự do, chúng ta rất khó tìm ra kim loại sắt, nó được tách ra từ những mỏ quặng, bằng cách sử dụng phương pháp khử- hóa học tạp chất. Phần lớn Sắt được tìm thấy tại các dạng (oxit) khác nhau bao gồm: khoáng chất hematit; magnetit; tconit. Trong thiên thạch, thì có khoảng (5%) hỗn hợp sắt – niken. Sắt là kim loại quý hiếm và cũng là thành phần kim loại chính trên bề mặt Trái Đất Việc sản xuất Sắt công nghiệp chủ yếu là việc trích xuất từ các quặng của sắt. Bao gồm quặng Magnetit (Fe3O4); hematit (Fe2O3) được khử cacbon tại lò luyện kim ở luồng không khí nóng, ở nhiệt độ 2000 độ C. Năm 2000, có khoảng 1,1 tỷ tấn quặng Sắt được sản xuất ra trên thế giới, tổng giá trị khoảng 25 tỷ đôla Mỹ. Nó được sử dụng trong quá trình sản xuất khoảng 572 triệu tấn kim loại Sắt thô. Khai thác quặng sắt được diễn ra tại hơn 48 nước trên thế giới, trong đó 70% lượng quặng khai thác được sản xuất ra bởi 5 nhà sản xuất lớn là : Ấn Độ; Brazil; Trung Quốc; Úc, Nga. Tái chế sắt hiện nay được chú trọng để giải quyết tình trạng dư thừa mặt hàng phế liệu sắt – thép của công nghiệp hóa. Việc sử dụng sắt hiện có sẽ giúp chúng ta sẽ tiết kiệm lượng nguồn tài nguyên sắt trong tự nhiên. Đồng thời, giảm bớt chi phí và công sức trong việc khai thác sắt từ mỏ quặng. 3.Tính chất vật lí của kim loại sắtSắt là một loại kim loại có màu trắng hơi xám, có tính dẻo, dai, rất dễ rèn, nhiệt độ nóng chảy của nó khá cao đạt đến1540 C Sắt có tính dẫ nhiệt và dẫn điện tốt, nó có tính nhiễm từ 4.Tính chất hóa học của sắtKim loại sắtcó thể phản ứng được với các loại phi kim, với nước, với các dung dịch axit và muối. a. Sắt tác dụng với phi kim: Khi ta đun nóng, sắt phản ứng trực tiếp với các phi kim như O2; Cl2; S;…khi đó tạo thành sắt oxit; sắt clorua và sắt sunfua ( Fe3O4, FeCl3, FeS ) b. Sắt phản ứng với nước: 3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2 (< 5700C) Fe + H2O → FeO + H2 (> 5700C) c. Sắt tác dụng với dung dịch axit: Khi phản ứng với các dung dịch như HCl, H2SO4 (loãng) chỉ tạo ra khí H2 và muối ion Fe2+ Fe + 2H+→ Fe2+ + H2 Khi phản ứng với dung dịch axit có oxi hóa mạnh như: HNO3 và H2SO4 (đặc, nóng) thì không tạo khi H2 mà đó là sản phẩm khử của axit: 2Fe + 6H2SO4 (đ, to→ Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O Fe + 4HNO3→ Fe(NO3)3 + NO + 2H2O d. Sắt tác dụng với dung dịch muối: Sắt sẽ đẩy được các kim loại đứng sau nó ( trong dãy điện hóa ) ra khỏi dung dịch muối Fe + CuSO4→ Cu + FeSO4 5. Ứng dụng của sắta.Trong đời sống hàng ngày Sắt trong các đồ dùng cá nhân:dao, kéo, kềm, móc áo quần, kệ sắt và các loại dụng cụ gia đình khác. Sắt trong các đồ nội thất:bàn ghế, các tay nắm cửa, khung cửa, các loại tượng, tủ , cầu thang… Sắt trong các đồ dụng tiện ích gia đình:một số loại máy móc như máy xay xát, máy giặt… một số bồn rửa… Sắt có mặt trong ngành giao thông vận tải Sắt là một phần không thể thiếu trong mảng rộng lớn của ngành giao thông vận tải. Sắt là bộ khung cho các công trình xây dựng, dùng làm các khung giàn cho các loại cầu vượt, cầu bắc qua sông, cầu đi bộ… Các loại sắt chất lượng cao thường dùng làm đường ray xe lửa Các phương tiện giao thông như xe máy, ô tô … cũng sử dụng sắt để làm các bộ khung và máy móc. Các cột đèn trên đường… b. Trong ngành xây dựng Trong ngành xây dựng vai trò của sắt được phát huy tối đa. Nó là khung lưới, giàn giáo, khung cốt thép cho các công trình xây dựng vì đảm bảo độ cứng và sự vững chắc cho công trình. Thép là một hợp kim nổi tiếng của sắt, là thành phần quan trọng của việc xây dựng nhà, cầu đường…. c. Trong công nghiệp hàng hải Sắt vẫn luôn chiếm tỷ trọng lớn trong việc đóng tàu thuyền các loại. Bất kể loại thuyền nhỏ cho đến các loại thuyền lớn. Sắt là thành phần của các bộ phận tàu thuyền: Đóng thân tàu, và các máy móc… Các tàu thuyền lớn chở hàng thì các thùng container kích thước lớn sẽ được sử dụng d. Trong ngành y sinh Trong môi trường y tế, từ giường bệnh, bàn ghế , tủ…của bệnh nhân và bệnh viện dường như cũng được là khá nhiều từ sắt. Sắt cũng là một vi chất rất cần thiết cho cơ thể. Chúng được bào chế và kết hợp trong một số loại thuốc để hỗ trợ trong việc chữa bệnh. |
