Buzz
1. Phương trình hóa học
Cu + 2FeCl3 → CuCl2 + 2FeCl2
2. Điều kiện để phản ứng xảy ra
Phản ứng giữa đồng và FeCl3 xảy ra ở điều kiện thường
3. Cách thực hiện thí nghiệm
Đưa miếng đồng vào ống nghiệm chứa dung dịch FeCl3
4. Quan sát hiện tượng phản ứng
Đồng tan dần và dung dịch chuyển sang màu xanh
5. Đặc điểm của các chất tham gia phản ứng
5.1. Đồng (Cu)
* Tính chất vật lý: Đồng là kim loại mềm, có khả năng khử yếu
* Tính chất hóa học:
- Phản ứng với phi kim:
+ Ở nhiệt độ thường, đồng có thể phản ứng với các phi kim như clo và brom.
+ Ở nhiệt độ cao, đồng có khả năng phản ứng với oxi và lưu huỳnh.
- Phản ứng với axit:
+ Đồng không thể khử nước và ion H+ trong dung dịch HCl và H2SO4 loãng.
5.2. FeCl3
* Tính chất vật lý:
- FeCl3 có màu nâu đen, mùi đặc trưng và độ nhớt cao
- FeCl2 có khả năng hòa tan trong nước, methanol, ethanol và các dung môi khác
* Tính chất hóa học: Tính chất chung của hợp chất sắt (III) là tính oxi hóa
- FeCl3 phản ứng với sắt qua thí nghiệm ngâm một đinh sắt sạch vào dung dịch muối sắt (III) clorua
- FeCl3 phản ứng với Cu tạo ra muối sắt (II) clorua và đồng clorua
- FeCl3 khi sục khí H2S sẽ xuất hiện hiện tượng vẩn đục
* Điều chế:
- Điều chế trực tiếp FeCl3 bằng cách phản ứng với các chất oxi hóa mạnh như Cl2, HNO3, H2SO4 đặc nóng
- FeCl3 cũng có thể được điều chế từ phản ứng của hợp chất Fe(III) với axit
* Ứng dụng:
- FeCl3 được sử dụng trong phòng thí nghiệm làm chất xúc tác cho các phản ứng, chẳng hạn như khử trùng bằng clo các chất hữu cơ,...
- FeCl3 có ứng dụng trong công nghệ xử lý nước nhờ khả năng kết tủa, giúp làm sạch cặn bẩn và làm nước trở nên trong suốt hơn
- FeCl3 còn được ứng dụng trong y học để làm se vết thương và thúc đẩy quá trình lành vết thương
6. Bài tập ứng dụng liên quan
Bài 1: Cho a mol hỗn hợp Fe và Cu phản ứng hoàn toàn với a mol khí clo, sau khi phản ứng kết thúc, thu được chất rắn X. Cho X vào nước và thu được dung dịch Y. Thành phần các chất tan trong dung dịch Y là:
A. CuCl2, FeCl2 và FeCl3
B. FeCl2 và FeCl3
C. CuCl2 và FeCl3
D. CuCl2 và FeCl2
Hướng dẫn giải chi tiết:
Áp dụng nguyên tắc bảo toàn electron, ta có:
2nCl2 = 2 . (nFe + nCu) = 2a
=> Fe chỉ bị oxi hóa thành Fe(II)
=> Chất rắn Y gồm FeCl2 và CuCl2
Bài 2: Để phân biệt 3 dung dịch CuCl2, FeCl3, MgCl2, nên sử dụng chất thử nào dưới đây?
A. Quỳ tím
B. Dung dịch AgNO3
C. Dung dịch Ba(NO3)2
D. Dung dịch NaOH
Giải thích chi tiết: Chọn D. Để phân biệt các dung dịch CuCl2, FeCl3, MgCl2, chất thử phù hợp là NaOH.
Các phản ứng với dung dịch NaOH sẽ tạo ra các kết tủa khác nhau từ ba dung dịch muối như sau:
- Dung dịch CuCl2 tạo kết tủa xanh: CuCl2 + 2NaOH → Cu(OH)2 kết tủa xanh + 2NaCl
- Dung dịch FeCl3 tạo kết tủa đỏ nâu: FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3 kết tủa đỏ nâu + 3NaCl
- Dung dịch MgCl2 tạo kết tủa trắng: MgCl2 + 2NaOH → Mg(OH)2 kết tủa trắng + 2NaCl
Bài 3: Tiến hành các thí nghiệm sau:
(1) Đốt dây sắt trong bình chứa khí clo dư thừa
(2) Thả sắt vào dung dịch HNO3 dư
(3) Thả sắt vào dung dịch HCl loãng dư
(4) Đưa sắt vào dung dịch Cu(NO3)2
(5) Đưa sắt vào dung dịch H2SO4 đặc và nóng
Số thí nghiệm có thể sản xuất muối Fe(II) là:
A. 4 thí nghiệm
B. 3 thí nghiệm
C. 2 thí nghiệm
D. 1 thí nghiệm
Giải thích chi tiết:
(1) Đốt dây sắt trong bình khí clo dư: Fe + 2Cl2 → 2FeCl3
(2) Thả sắt vào dung dịch HNO3 đặc nguội. Không xảy ra phản ứng vì sắt bị thụ động hóa trong HNO3 đặc nguội
(3) Thả sắt vào dung dịch HCl dư: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
(4) Thả sắt vào dung dịch Cu(NO3)2: 3Cu(NO3)2 + 2Fe → 3Cu + 2Fe(NO3)3
(5) Đưa sắt vào dung dịch H2SO4 đặc nóng: 2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 (khí) + 6H2O
Bài 4: Khi cho khí Clo vào dung dịch FeCl2, dung dịch từ màu xanh nhạt chuyển thành màu nâu. Đây là loại phản ứng nào?
A. Phản ứng thế
B. Phản ứng phân hủy
C. Phản ứng trung hòa
D. Phản ứng oxy hóa - khử
Hướng dẫn giải chi tiết: Chọn D. Dung dịch FeCl2 đổi từ màu xanh nhạt sang màu nâu là phản ứng oxy hóa - khử.
Phản ứng hóa học khi cho khí Cl2 vào dung dịch FeCl2: 2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3
Đây là phản ứng oxy hóa - khử:
- Chất khử: Fe2+ → Fe3+ + 1e
- Chất oxy hóa: Cl0 + 1e → Cl-
Bài 5: Khi cho mẫu Cu vào dung dịch FeCl3, hiện tượng phản ứng quan sát được là:
A. Kim loại Fe màu trắng bám vào Cu, dung dịch chuyển sang màu xanh
B. Đồng tan ra, khí không màu sủi bọt và kết tủa trắng xuất hiện
C. Không có hiện tượng, vì phản ứng không xảy ra
D. Đồng tan ra, dung dịch chuyển từ màu đỏ nâu sang màu xanh.
Hướng dẫn giải chi tiết: Chọn D. Hiện tượng khi cho mẫu Cu vào dung dịch FeCl3 là đồng tan ra và dung dịch từ màu đỏ nâu chuyển sang màu xanh.
Phản ứng hóa học xảy ra khi đưa mẫu Cu vào dung dịch FeCl3
Cu + 3FeCl3 → CuCl2 + 3FeCl2
Đỏ nâu Xanh
=> Đồng tan ra, dung dịch chuyển từ màu đỏ nâu sang màu xanh.
Bài 6: Điện phân 300ml dung dịch X chứa m gam FeCl3 và CuCl2 với điện cực trơ, màng ngăn xốp và cường độ dòng điện 5,36 ampe. Sau 14763 giây, thu được dung dịch Y và 19,84 gam hỗn hợp kim loại trên catot. Khi cho Y tác dụng với dung dịch AgNO3 dư, thu được 39,5 gam kết tủa. Xác định nồng độ mol của FeCl3 và CuCl2.
A. 1M và 0,5M
B. 0,5M và 0,8M
C. 0,5M và 0,6M
D. 0,6M và 0,8M
Hướng dẫn giải chi tiết: Chọn D. Nồng độ mol của FeCl3 và CuCl2 lần lượt là 0,6M và 0,8M.
Số electron trao đổi trong quá trình điện phân là: n = I.t/F = 5,36.
14762/96500 = 0,82 mol
Dung dịch Y chứa 19,84 gam kim loại gồm Cu: x mol và Fe: y mol. Sau điện phân, dung dịch còn lại chứa FeCl2 dư: z mol.
Khi thêm AgNO3 dư vào Y, kết tủa gồm AgCl: 2z mol và Ag: z mol. Tính toán: 143,5 . 2z + 108z = 39,5 => z = 0,1
Chúng ta có:
64x + 56y = 19,84 (1)
2x + 3y + 0,1 = 0,82 (2)
Từ phương trình (1) và phương trình (2), ta tìm được: x = 0,24 và y = 0,08.
=> Nồng độ mol của CuCl2 là 0,24 x 0,3 = 0,8M
=> Nồng độ mol của FeCl3 là (0,1 + 0,08) : 0,3 = 0,6M.
Bài 7: Khi cho hỗn hợp bột gồm Fe và Cu vào dung dịch FeCl3, sau phản ứng, chất rắn còn lại có thể phản ứng với dung dịch HCl sinh ra khí H2. Dung dịch thu được từ thí nghiệm chứa:
A. Chỉ muối FeCl2
B. Cả muối FeCl2 và CuCl2
C. Hỗn hợp muối FeCl2 và FeCl3
D. Hỗn hợp muối FeCl3 và CuCl2
Hướng dẫn giải chi tiết: Chọn A. Dung dịch thu được chỉ chứa muối FeCl2.
Theo quy tắc phản ứng, FeCl3 sẽ phản ứng với Fe trước: Fe + Fe3+ → Fe2+
Vì sau phản ứng, chất rắn còn lại có thể phản ứng với HCl và sinh ra khí H2
=> Chất rắn còn lại chứa Fe dư, vì Cu không tham gia phản ứng với FeCl3 và chất rắn có cả Cu.
Do đó, dung dịch chỉ chứa duy nhất muối FeCl2
Bài 8: Tiến hành các thí nghiệm sau đây:
(a) Nhúng thanh đồng vào dung dịch FeCl3
(b) Đặt miếng sắt tây (sắt tráng thiếc) vào không khí ẩm
(c) Nhúng thanh kẽm vào dung dịch H2SO4 loãng và thêm vài giọt dung dịch CuSO4
(d) Quấn dây đồng quanh đinh sắt rồi nhúng vào cốc nước muối
Trong các thí nghiệm trên, số thí nghiệm xảy ra hiện tượng ăn mòn hóa học là:
A. 2 thí nghiệm
B. 3 thí nghiệm
C. 4 thí nghiệm
D. 1 thí nghiệm
Bài 9: Xác định m biết: Cho m gam hỗn hợp E gồm Al, Fe, Cu trong không khí một thời gian, thu được 34,4 gam hỗn hợp X bao gồm các kim loại và oxit của chúng. Dẫn 6,72 lít khí CO qua X nung nóng, thu được hỗn hợp rắn Y và hỗn hợp khí Z có tỷ khối so với H2 là 18. Trong dung dịch chứa 1,7 mol HNO3, thu được dung dịch chỉ chứa 117,46 gam muối và 4,48 lít hỗn hợp khí T gồm NO và N2O sau khi hòa tan hoàn toàn Y. Tỷ khối của T/H2 là 16,75.
A. m = 31 gam
B. m = 30 gam
C. m = 29 gam
D. m có giá trị là 28 gam
Hướng dẫn chi tiết: Lựa chọn D. Giá trị của m là 28 gam
