Fe + HNO3 loãng là một phương trình oxy hóa khử rất đặc trưng N5+ bị khử xuống N2+. HNO3 loãng vẫn là một axit mạnh nên sản phẩm tạo ra Fe3+ là Fe(NO3)3 và khí tạo ra là NO không màu. Bạn nên lưu ý kỹ phản ứng giữa sắt với axit nitric đặc nóng và loãng phản ứng xảy ra rất khác nhau, dễ gây nhầm lẫn. Fe + HNO3 đặc nóng tạo ra khó NO2 (màu đỏ nâu) đặc trưng.

Mô tả thí nghiệm

Cho dung dịch HNO3 loãng vào ống nghiệm, cho một mẩu kim loại Fe (Sắt) vào. Thấy phản ứng xảy ra dễ dàng, không cần đun nóng, khí màu trắng thoát ra nhiều.

Phản ứng này tỏa nhiệt sau một thời gian ông nghiệm nóng lên phản ứng xảy ra dữ dội. Thấy có kết tủa màu xanh rêu, khí thoát ra bắt đầu chuyển sang màu đỏ.

Phương trình hóa học

Sắt phản ứng dễ dàng với dung dịch HNO3 loãng ở nhiệt độ thường cho muối Fe(NO3)3, khí NO(không màu) và H2O

PTHH: Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O

PT ion: Fe 4H+ + NO3- → Fe3+ + NO + 2H2O

Khí NO (không màu) bị hóa nâu trong không khí do phản ứng với O2 tạo ra khí NO2 (màu đỏ nâu)

2NO + O2 → 2NO2

Cân bằng phương trình

Bước 1: đếm các nguyên tử Fe, H, N, O trước và sau phản ứng liệt kê ra một bảng

Fe + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O

Chất phản ứng Sản phẩm Fe = 1 H = 1 N = 1 O = 3 Fe = 1 H = 2 N = 3 + 1 = 4 O = 3x(3) + 1 + 1 = 11

Bước 2: ta thấy có thể cân bằng hydro ở 2 phía bằng cách x 2 HNO3 ở chất phản ứng.

Fe + 2HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O

Chất phản ứng Sản phẩm Fe = 1 H = 1 x 2 = 2 N = 1 x 2 = 2 O = 3 x 2 = 6 Fe = 1 H = 2 N = 3 + 1 = 4 O = 9 + 1 + 1 = 11

Bước 3: ta cân bằng tiếp đến nito ở cả hai phía bằng cách x 2 lần số nito ở HNO3 chất phản ứng. Viết lại bảng.

Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O

Chất phản ứng Sản phẩm Fe = 1 H = 4 N = 1 x 4 = 4 O = 4 x 3 = 12 Fe = 1 H = 2 N = 4 O = 11

Bước 4: ta cân bằng tiếp hydro bằng cách x 2 hydro ở phía sản phẩm. Viết lại bảng.

Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O

Chất phản ứng Sản phẩm Fe = 1 H = 4 N = 4 O = 12 Fe = 1 H = 2 N = 4 O = 9 + 1 + 2x(1) = 12

Ta thấy số nguyên tử ở cả hai phía đã cân bằng nên không cần làm gì tiếp