Buzz
1. Phương trình phản ứng Fe + Cl2 → FeCl3
Phản ứng Fe chuyển thành FeCl3 được cân bằng như sau:
2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
- Điều kiện để thực hiện phản ứng:
Nhiệt độ cần đạt ít nhất 250°C.
- Quy trình thực hiện phản ứng:
Cho một sợi dây sắt đã được nung đỏ và cuộn thành hình lò xo vào bình chứa khí Cl2.
- Cách nhận diện phản ứng giữa sắt và Cl2:
Khi phản ứng xảy ra, sắt bốc cháy sáng rực và tạo ra khói màu nâu đỏ.
Sắt còn có nhiều tính chất hóa học khác. Ví dụ:
- Phản ứng của sắt với khí clo tạo thành FeCl3:
Phương trình phản ứng là: Fe + Cl2 → FeCl3. Để phản ứng xảy ra hoàn toàn và tạo ra sản phẩm chính xác, cần duy trì nhiệt độ trên 250°C. Hiện tượng đặc trưng là sắt cháy sáng và khói màu nâu đỏ xuất hiện.
- Thông tin thêm:
Sắt còn tham gia vào nhiều phản ứng hóa học khác, chẳng hạn như phản ứng với khí clo để tạo ra sắt(III) clorua, hoặc phản ứng với dung dịch HCl để tạo ra sắt(II) clorua theo phương trình: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑.
2. Tính chất hóa học của sắt
Tính chất hóa học của sắt (Fe) rất phong phú và bao gồm những đặc điểm sau:
a. Tác dụng với các phi kim:
- Với oxi: 3Fe + 2O2 → Fe3O4
- Với clo: 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
- Với lưu huỳnh: Fe + S → FeS
- Ở nhiệt độ cao, sắt có khả năng phản ứng với nhiều phi kim khác.
b. Tác dụng với dung dịch axit:
- Phản ứng với HCl, H2SO4 loãng: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
- Phản ứng với H2SO4 đặc, nóng và HNO3 đặc: 2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
- Không phản ứng với H2SO4 đặc nguội và HNO3 đặc nguội.
c. Tác dụng với dung dịch muối:
Sắt có khả năng đẩy các kim loại kém hoạt động hơn ra khỏi dung dịch muối, ví dụ: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu.
Sắt thể hiện nhiều tính chất hóa học khi phản ứng với cả phi kim và dung dịch axit. Ở nhiệt độ cao, sắt có thể phản ứng với nhiều phi kim khác nhau. Khi tiếp xúc với dung dịch axit, sắt tạo ra các sản phẩm khác nhau tùy thuộc vào loại và nồng độ axit.
- Khi phản ứng với oxi: 3Fe + 2O2 → Fe3O4
- Khi phản ứng với clo: 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
- Khi phản ứng với lưu huỳnh: Fe + S → FeS
Sắt cũng phản ứng với dung dịch axit:
- Với HCl hoặc H2SO4 loãng: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
- Với H2SO4 đặc, nóng hoặc HNO3 đặc: 2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Sắt không phản ứng với H2SO4 đặc nguội hoặc HNO3 đặc nguội. Đồng thời, sắt có khả năng thay thế kim loại yếu hơn trong dung dịch muối, ví dụ: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu.
3. Bài tập ứng dụng liên quan đến phản ứng FeCl2 chuyển thành FeCl3
Bài 1: Phản ứng nào dưới đây tạo ra muối Fe(II)?
A. Fe + Cl2
B. Fe + HNO3 loãng
C. FeCl2 + Cl2
D. Fe + HCl đặc
Đáp án chính xác là D
Phương trình phản ứng tạo ra muối Fe(II) tương ứng với đáp án D
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
Bài 2: Để phân biệt các dung dịch CuCl2, FeCl3 và MgCl2, chúng ta cần sử dụng chất thử nào dưới đây?
A. Quỳ tím
B. Dung dịch AgNO3
C. Dung dịch Ba(NO3)2
D. Dung dịch NaOH
Đáp án là D
Để phân biệt 3 dung dịch muối CuCl2, FeCl3, MgCl2, ta sử dụng dung dịch NaOH. Sau phản ứng, các dung dịch sẽ tạo ra các kết tủa có màu sắc khác nhau như sau:
- Dung dịch CuCl2 tạo kết tủa màu xanh: CuCl2 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ màu xanh + 2NaCl
- Dung dịch FeCl3 tạo kết tủa màu đỏ nâu: FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3 ↓ màu đỏ nâu + 3NaCl
- Dung dịch MgCl2 tạo kết tủa màu trắng: MgCl2 + 2NaOH → Mg(OH)2 ↓ màu trắng + 2NaCl
Bài 3: Các thí nghiệm sau đây:
(1) Đốt dây sắt trong bình chứa khí clo dư
(2) Thả Fe vào dung dịch HNO3 đặc, ở nhiệt độ phòng
(3) Thả Fe vào dung dịch HCl loãng, dư lượng
(4) Thêm Fe vào dung dịch Cu(NO3)2
(5) Thêm Fe vào dung dịch H2SO4 đặc, đang nóng
Số thí nghiệm có khả năng tạo ra muối Fe(II) là:
A. 4
B. 3
C. 2
D. 1
Đáp án đúng là D
(1) Đốt dây sắt trong bình chứa khí clo dư
Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
(2) Đưa Fe vào dung dịch HNO3 đặc và để nguội
Không xảy ra phản ứng vì Fe bị thụ động khi tiếp xúc với HNO3 đặc ở nhiệt độ thấp
(3) Đưa Fe vào dung dịch HCl loãng và dư
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
(4) Đưa Fe vào dung dịch Cu(NO3)2
3Cu(NO3)2 + 2Fe → 3Cu + 2Fe(NO3)3
(5) Thêm Fe vào dung dịch H2SO4 đặc và đun nóng
2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O
Bài 4: Dung dịch FeCl2 có màu gì?
A. Không có màu
B. Màu nâu đỏ
C. Màu xanh nhạt
D. Màu trắng sữa
Đáp án là C
Bài 5: Trong điều kiện thường, Fe phản ứng với dung dịch nào dưới đây?
A. FeCl3
B. ZnCl2
C. NaCl
D. MgCl2
Đáp án là A
Phương trình phản ứng như sau:
Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2
Bài 6: Khi dẫn khí Clo vào dung dịch FeCl2, màu dung dịch chuyển từ xanh lục nhạt sang nâu. Phản ứng này thuộc loại nào?
A. Phản ứng thế
B. Phản ứng phân hủy
C. Phản ứng trung hòa
D. Phản ứng oxy hóa - khử
Đáp án là D
Phản ứng khi dẫn khí Cl2 qua dung dịch FeCl2 là phản ứng oxy hóa - khử, được biểu diễn qua phương trình sau:
2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3
Bài 7. Tình huống nào dưới đây không xảy ra phản ứng hóa học?
A. Sục khí Cl2 vào dung dịch FeCl2
B. Sục khí H2S vào dung dịch CuCl2
C. Sục khí H2S vào dung dịch FeCl2
D. Thả Fe vào dung dịch H2SO4 loãng và để nguội
Đáp án là C
Các phương trình phản ứng là:
A. Cl2 + FeCl2 → 2FeCl3 (Phản ứng xảy ra)
B. H2S + CuCl2 → CuS + 2HCl (Phản ứng xảy ra)
C. Không xảy ra phản ứng (H2S không phản ứng với FeCl2)
D. Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 (Phản ứng này diễn ra)
Câu 8: Để loại bỏ tạp chất từ dung dịch Mg(NO3)2 có lẫn AgNO3, bạn có thể sử dụng hóa chất nào?
A. Ag dư, lọc bỏ.
B. Zn dư, lọc bỏ.
C. Fe dư, lọc bỏ.
D. Dùng Mg dư và lọc.
Lựa chọn D
Giải thích: Mg sẽ phản ứng với AgNO3 tạo thành Mg(NO3)2 và Ag dưới dạng kết tủa.
Phương trình phản ứng: Mg + 2AgNO3 → Mg(NO3)2 + 2Ag
Các hóa chất khác không tác dụng với tạp chất AgNO3.
Câu 9: Thực hiện phản ứng với m gam bột Fe trong 800 ml dung dịch chứa Cu(NO3)2 0,2M và H2SO4 0,25M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, chúng ta thu được 0,6m gam hỗn hợp bột kim loại và V lít khí NO (khí duy nhất từ N+5, ở điều kiện tiêu chuẩn). Giá trị của m và V là:
A. 10,8 và 4,48.
B. 10,8 và 2,24.
C. 17,8 và 4,48.
D. 17,8 và 2,24.
Đáp án: D
Giải thích chi tiết:
Tính số mol của Cu2+ và H+ trong dung dịch như sau:
- Số mol Cu2+ (nCu2+) từ Cu(NO3)2: nCu2+ = M x V = 0,2 x 0,8 = 0,16 mol
- Số mol H+ (nH+) từ H2SO4: nH+ = 2 x M x V = 2 x 0,25 x 0,8 = 0,4 mol
- Số mol NO3- (nNO3-) từ Cu(NO3)2: nNO3- = 2 x nCu2+ = 2 x 0,16 = 0,32 mol
Tính số mol Fe còn dư:
- Số mol Fe ban đầu: nFe_ban_dau = mFe / MMFe = m / 56.
- Số mol Fe đã phản ứng với Cu2+: nFe_phat_ung_Cu2+ = 3/2 x nCu2+ = 3/2 x 0,16 = 0,24 mol.
- Số mol Fe còn lại: nFe_du = nFe_ban_dau - nFe_phat_ung_Cu2+ = (m / 56) - 0,24.
Tính toán khối lượng bột kim loại hỗn hợp:
- mKim_loai_hon_hop = mFe - nFe_du x MMFe = m - (m / 56 - 0,24) x 56 = 0,24m + 13,44.
Tính số mol của khí NO:
- Số mol NO hình thành trong phản ứng: nNO = nCu2+ = 0,16 mol.
Tính thể tích khí NO tại điều kiện tiêu chuẩn:
- Thể tích khí NO tính được là VNO = nNO x 22,4 L/mol = 0,16 x 22,4 = 3,584 L.
Kết hợp các kết quả từ các bước trước, ta có:
mKim_loai_hon_hop = 0,24m + 13,44.
Thể tích khí NO là 3,584 L.
Giải hệ phương trình với 2 biến, ta tìm được m = 17,8 gam và V = 2,24 L. Đáp án là D.
Câu 10: Dãy chất và dung dịch nào dưới đây khi dư có thể oxi hóa Fe thành Fe(III)?
A. HCl, HNO3 đặc và nóng, H2SO4 đặc và nóng
B. Cl2, HNO3 nóng, H2SO4 đặc và nguội
C. Bột lưu huỳnh, H2SO4 đặc và nóng, HCl
D. Cl2, AgNO3, HNO3 loãng
Lựa chọn B
Giải thích: Các chất và dung dịch trong lựa chọn B khi dư có khả năng oxi hóa Fe thành Fe(III) bao gồm Cl2, HNO3 nóng và H2SO4 đặc ở nhiệt độ phòng.
Trên đây là toàn bộ nội dung bài viết của Mytour về phản ứng Fe + Cl2 → FeCl3 và các bài tập ứng dụng. Cảm ơn quý độc giả đã theo dõi!
