Cân bằng phản ứng hóa học FeCl2 + Cl2 → FeCl3 cùng với bài tập ứng dụng

1. Cân bằng phương trình hóa học

*Cân bằng phương trình hóa học

Phương trình hóa học cân bằng cho phản ứng FeCl₂ + Cl₂ → FeCl₃ là:

2 Fe⁺² → Fe⁺³ + 1e

=> 2FeCl₂ + Cl₂ → 2FeCl₃

Điều này có nghĩa là để phản ứng xảy ra hoàn toàn, cần 2 mol FeCl₂ cho mỗi mol Cl₂. Phản ứng sinh ra 2 mol FeCl₃ từ 2 mol FeCl₂ và 1 mol Cl₂.

Phản ứng cũng có thể được giải thích dựa trên trạng thái oxy hóa của các nguyên tố liên quan. Sắt (Fe) trong FeCl₂ có trạng thái oxy hóa +2, trong khi FeCl₃ có trạng thái oxy hóa +3. Clo (Cl) trong Cl₂ có trạng thái oxy hóa 0, còn trong FeCl₂ và FeCl₃ có trạng thái oxy hóa lần lượt là -1 và -1.

Phản ứng giữa FeCl₂ và Cl₂ để tạo FeCl₃ là một phản ứng quan trọng trong hóa học, vì nó là cơ sở để sản xuất FeCl₃. FeCl₃ được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp, chẳng hạn như trong sản xuất xi măng và các quá trình làm sạch nước. Hơn nữa, phản ứng này còn là ví dụ điển hình của phản ứng oxi hóa-khử trong hóa học.

*Điều kiện phản ứng:

Phản ứng này là một phản ứng oxi hóa, trong đó FeCl₂ bị oxy hóa thành FeCl₃, trong khi Cl₂ bị khử thành Cl^-. Phản ứng được ứng dụng nhiều trong công nghiệp để sản xuất FeCl₃, một hợp chất quan trọng trong nhiều lĩnh vực như xi măng và làm sạch nước.

Phản ứng giữa FeCl₂ và Cl₂ cần được thực hiện dưới các điều kiện thích hợp để đạt hiệu suất cao nhất. Các yếu tố như ánh sáng và oxy cũng có thể ảnh hưởng đến tốc độ của phản ứng.

- Cách thực hiện phản ứng: Khi khí clo màu vàng được dẫn vào dung dịch sắt (II) clorua, nó sẽ dần tan và chuyển hóa thành sắt (III) clorua.

2. Hiện tượng hóa học

Hiện tượng sau phản ứng: Khi khí clo màu vàng (Cl₂) hòa tan dần trong dung dịch Sắt (II) clorua (FeCl₂) có màu xanh nhạt, và cuối cùng chuyển thành màu nâu đỏ của dung dịch Sắt (III) clorua (FeCl₃).

3. Muối sắt (II) clorua

Sắt (II) clorua là hợp chất được cấu tạo từ sắt và hai nguyên tử clo. Thường xuất hiện dưới dạng chất rắn khan. Công thức phân tử của nó là FeCl₂.

Tính chất vật lý và phương pháp nhận biết

Tính chất vật lý: Đây là một chất rắn có điểm nóng chảy cao, thường xuất hiện dưới dạng rắn màu trắng. Ở dạng khan, nó có màu trắng hoặc xám; còn dạng ngậm nước FeCl₂.4H₂O có màu xanh nhạt. Trong không khí, nó dễ bị ăn mòn và bị oxy hóa thành sắt (III).

Nhận biết: Dùng dung dịch AgNO₃ sẽ thấy xuất hiện kết tủa màu trắng.

FeCl₂ + 2AgNO₃ → Fe(NO₃)₂ + 2AgCl

*Tính chất hóa học của sắt (II)

Có đầy đủ tính chất hóa học của muối. Có tính khử: Fe²⁺ → Fe³⁺ + 1e

Phản ứng với dung dịch kiềm: FeCl₂ + 2NaOH → Fe(OH)₂ + 2NaCl

Phản ứng với muối: FeCl₂ + 2NaOH → Fe(OH)₂ + 2NaCl

Tính khử: Biểu hiện tính khử khi phản ứng với các chất oxy hóa mạnh: 2FeCl₂ + Cl₂ → 2FeCl₃

*Quá trình điều chế Cl₂

- Đưa kim loại Fe vào phản ứng với axit HCl:

Sắt phản ứng với HCl tạo thành FeCl₂ và H₂

- Sắt (II) oxit phản ứng với HCl

FeO + 2HCl tạo ra FeCl₂ và H₂O

4. Bài tập ứng dụng liên quan

Câu 1. Một kim loại X phản ứng với S nung nóng tạo thành chất Y. Khi Y phản ứng với dung dịch HCl, thu được khí Z có mùi trứng thối. Kim loại X là gì?

A. Đồng (Cu)

B. Sắt (Fe)

C. Chì (Pb)

D. Bạc (Ag)

Giải thích: Chọn B

Sắt kết hợp với lưu huỳnh tạo ra FeS;

FeS phản ứng với HCl tạo ra FeCl₂ và H₂S

Câu 2: Phản ứng nào dưới đây tạo ra muối sắt (II) sunfua?

A. Sắt (II) clorua phản ứng với dung dịch hidrosunfua

B. Sắt phản ứng với dung dịch natrisunfua

C. Sắt phản ứng với đồng sunfua khi nung nóng

D. Sắt tác dụng với bột lưu huỳnh khi nung nóng

Hướng dẫn giải: Chọn D

Sắt không phản ứng với Na₂S hoặc CuS

FeCl₂ không phản ứng với H₂S

Câu 3: Dung dịch FeCl_{2 có màu gì?}

_{A. Dung dịch không có màu}

_{B. Dung dịch có màu nâu đỏ}

_{C. Dung dịch có màu xanh nhạt}

_{D. Dung dịch có màu trắng sữa}

_{Hướng dẫn giải: Đáp án C}

Câu 4: Xem các nhận định sau đây:

(a). Tính chất hóa học đặc trưng của kim loại là tính khử

(b). Đồng (Cu) không có khả năng khử muối sắt (III)

(c). Ăn mòn kim loại là quá trình hóa học trong đó kim loại bị ăn mòn bởi các axit trong môi trường không khí

(d). Để bảo vệ vỏ tàu biển làm bằng thép, người ta gắn các khối kẽm vào phần vỏ tàu chìm trong nước biển

Số nhận định đúng là

A. 2

B. 3

C. 4

D. 1

Đáp án: A

(a) Tính chất hóa học đặc trưng của kim loại là khả năng khử

(b) Để bảo vệ vỏ tàu làm bằng thép, người ta gắn các khối kẽm vào phần vỏ tàu chìm dưới nước biển

Câu 5: Lý do nhôm khó bị ăn mòn hơn sắt khi để trong không khí là vì

A. Nhôm có khả năng khử mạnh hơn sắt

B. Bề mặt nhôm được bảo vệ bởi lớp Al₂O₃ bền vững

C. Nhôm có tính khử yếu hơn sắt

D. Bề mặt nhôm có lớp Al(OH)₃ bảo vệ

Đáp án: Chọn B

Khi để trong không khí, nhôm khó bị ăn mòn hơn sắt do bề mặt nhôm được bảo vệ bởi lớp Al₂O₃ bền vững.

Câu 6: Nhận định nào dưới đây là không đúng?

A. FeCl₂ vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa

B. Trong các phản ứng, FeCl₃ chỉ thể hiện tính oxi hóa

C. Cl₂ có khả năng oxi hóa Br trong dung dịch thành Br₂

D. Trong dung dịch, cation Fe²⁺ kém bền hơn cation Fe³⁺

Lời giải: Chọn đáp án B. Sai, vì Fe³⁺ có thể bị khử thành Fe còn Cl có thể biến thành Cl₂

Câu 7: Thực hiện các thí nghiệm sau:

(1) Đốt dây sắt trong bình chứa khí clo dư

(2) Thả Fe vào dung dịch HNO₃ đặc, nguội

(3) Thả Fe vào dung dịch HCl loãng, dư

(4) Thả Fe vào dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng

Số thí nghiệm tạo ra muối Fe(II) là:

A. 3

B. 4

C. 2

D. 1

Lời giải: Đáp án C

Câu 8: Để xác định 3 lọ mất nhãn chứa các dung dịch CuCl₂, FeCl₃, MgCl₂, chúng ta dùng

A. Giấy quỳ tím

B. Dung dịch Ba(NO₃)₂

C. Dung dịch AgNO₃

D. Dung dịch NaOH

Lời giải: Đáp án D

Có thể phân biệt một số cation dựa vào màu sắc đặc trưng của chúng. Để nhận biết 3 lọ dung dịch mất nhãn CuCl₂, FeCl₃, MgCl₂, chúng ta sử dụng dung dịch NaOH vì nó tạo ra các kết tủa có màu sắc khác nhau:

Dung dịch CuCl₂ tạo kết tủa màu xanh. Dung dịch FeCl₃ tạo kết tủa màu đỏ nâu. Dung dịch MgCl₂ tạo kết tủa màu trắng.

Câu 9: Khi hòa tan Fe₃O₄ trong dung dịch HCl ta được dung dịch X. Chia X thành 3 phần: Thêm KOH dư vào phần 1 sẽ tạo kết tủa Y. Để Y ra ngoài không khí. Thêm bột Cu vào phần 2 và sục khí Cl₂ vào phần 3. Trong các quá trình này có số phản ứng oxi hóa - khử là:

A. 2

B. 3

C. 4

D. 5

Lời giải: Đáp án B, các phản ứng oxi hóa - khử là (4), (5), (6).

Câu 10: Thêm m gam Mg vào dung dịch chứa 0,18 mol FeCl₃. Sau khi phản ứng hoàn toàn, thu được 6,72 gam chất rắn. Giá trị của m là:

A. 2,88 gam

B. 4,32 gam

C. 2,16 gam

D. 5,04 gam

Đáp án: D

Câu 11: Kim loại được dùng để tẩy sạch FeSO₄ chứa tạp chất CuSO₄ là:

A. Fe

B. Zn

C. Cu

D. Al

Lời giải: Đáp án A

Kim loại được sử dụng để làm sạch dung dịch FeSO₄ có lẫn tạp chất CuSO₄ là Fe

Sử dụng một lượng dư kim loại Fe.

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

Loại bỏ kim loại, thu được dung dịch FeSO₄ tinh khiết.

Câu 12: Khi hòa tan hoàn toàn hỗn hợp Mg và Fe trong dung dịch HCl 2M, ta thu được khí H₂ (đktc) và dung dịch D. Để kết tủa hoàn toàn các ion trong D cần 150ml dung dịch NaOH 2M. Thể tích dung dịch HCl đã sử dụng là:

A. 0,1 lít

B. 0,12 lít

C. 0,15 lít

D. 0,2 lít

Đáp án: C

Mytour gửi đến bạn bài viết cân bằng phương trình FeCl₂ + Cl₂ → FeCl₃ với sự cân bằng phương trình một cách chi tiết và chính xác nhất, cùng các điều kiện phản ứng, hiện tượng phản ứng và một số bài tập liên quan để củng cố kiến thức và rèn luyện kỹ năng giải bài tập về phương trình phản ứng hóa học. Hy vọng bài viết sẽ hữu ích cho bạn.