Fe + FeCl3 → FeCl2

1. Phương trình phản ứng FeCl3 tạo ra FeCl2:

Sắt (Fe) là một kim loại có tính chất hóa học đặc trưng, bao gồm khả năng tạo ra nhiều hợp chất hữu cơ và vô cơ khác nhau. Một trong những phản ứng hóa học quan trọng của sắt đó là phản ứng với FeCl3, tạo ra FeCl2 theo phương trình sau:

Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2

Phản ứng này là phản ứng trao đổi, trong đó sắt tham gia vào phản ứng và thay thế một phần của ion Fe3+ trong FeCl3, tạo ra FeCl2 và ion Fe2+.

Điều kiện phản ứng: Phản ứng trên xảy ra ở nhiệt độ thường, nghĩa là phản ứng có thể xảy ra ở điều kiện phòng thí nghiệm thông thường mà không cần đến nhiệt độ cao.

2. Tính chất hóa học của Sắt (Fe):

2.1. Tác dụng với phi kim:

Với oxi: 3Fe + 2O2 →  Fe3O4 

Với clo: 2Fe + 3Cl2 →  2FeCl3

Với lưu huỳnh: Fe + S →  FeS

Ở nhiệt độ cao, sắt phản ứng được với nhiều phi kim khác như natri, kali, magie, canxi, nhôm, đồng, kẽm, thiếc, chì, vv.

2.2. Tác dụng với dung dịch axit:

Sắt tác dụng với axit clohidric, axit sunfuric loãng:

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

Sắt tác dụng với axit nitric đặc:

Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O

Fe + 6HNO3 → Fe(NO3)3 + 3NO2 ↑ + 3H2O

Nhưng không tác dụng với axit sunfuric đặc nguội, axit nitric đặc nguội.

2.3. Tác dụng với dung dịch muối:

Sắt có khả năng đẩy kim loại yếu hơn ra khỏi muối, ví dụ:

Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu

Fe + AgNO3 → Fe(NO3)2 + Ag

Ngoài những tính chất hóa học đã đề cập ở trên, sắt còn có nhiều tính chất khác phục vụ cho các mục đích khác nhau. Ví dụ, sắt được sử dụng rộng rãi để sản xuất các loại thép và hợp kim, thuốc nhuộm, thuốc trừ sâu, vitamin, và các sản phẩm công nghiệp khác. Ngoài ra, sắt còn có tác dụng quan trọng trong cơ thể con người, giúp cung cấp oxy cho các tế bào và cơ quan, và hỗ trợ quá trình trao đổi chất.

3. Bài tập vận dụng liên quan và hướng dẫn lời giải: 

Câu 1. Cho thanh sắt vào dung dịch H2SO4 loãng sau đó thêm tiếp vài giọt dung dịch CuSO4. Hiện tượng quan sát được là

A. bọt khí bay lên ít và chậm hơn lúc đầu.

B. khí ngừng thoát ra (do Cu bao quanh Fe).

C. bọt khí bay lên nhanh và nhiều hơn lúc đầu.

D. dung dịch không chuyển màu.

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Các quá trình xảy ra khi ta thực hiện phản ứng giữa sắt với axit sulfuric và đồng sulfate như sau:

Đầu tiên, sắt phản ứng với axit sulfuric theo phương trình: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2. Tiếp theo, sắt phản ứng với đồng sulfate theo phương trình: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu.

Khi thực hiện phản ứng trên, đồng sẽ sinh ra và bám vào thanh sắt, hình thành hai điện cực cùng tiếp xúc với dung dịch chất điện li. Khi đó, sẽ xảy ra hiện tượng ăn mòn điện hóa, dẫn đến tốc độ thoát khí tăng. Hiện tượng ăn mòn điện hóa này là do sự tương tác giữa hai kim loại khác nhau trong môi trường axit. Việc tăng tốc độ thoát khí gây ảnh hưởng đến quá trình phản ứng và cần được kiểm soát để đảm bảo kết quả phản ứng chính xác.

Câu 2. Hiện tượng nào xảy ra khi cho kali vào dung dịch FeCl3?

A. sủi bọt khí không màu và có kết tủa nâu đỏ.

B. sủi bọt khí không màu và có kết tủa trắng xanh.

C. sủi bọt khí không màu và có kết tủa màu đỏ

D. sủi bọt khí không màu và có kết tủa xanh.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Một hiện tượng thường gặp trong hóa học đó là sủi bọt khí không màu được hình thành khi K + 2H2O tương ứng với KOH và H2, chất khí không màu này có thể dễ dàng phát hiện được. Trong dung dịch, dung môi là nước. Ngoài ra, còn có chất kết tủa có màu nâu đỏ được hình thành khi 3KOH phản ứng với FeCl3, tương ứng với 3KCl và Fe(OH)3. Chất kết tủa này có màu nâu đỏ rất đặc trưng và có thể được sử dụng để phát hiện sự hiện diện của chất FeCl3 trong dung dịch. Nhờ sự xuất hiện của sủi bọt khí và kết tủa có màu nâu đỏ, ta có thể dễ dàng xác định các chất trong dung dịch một cách chính xác và hiệu quả hơn.

Câu 3. Cho các thí nghiệm sau:

Thí nghiệm 1: Cho thanh Fe vào dung dịch FeCl3

Thí nghiệm 2: Cho thanh Fe vào dung dịch CuSO4

Thí nghiệm 3: Cho thanh Cu vào dung dịch FeCl3

Thí nghiệm: Cho thanh Fe tiếp xúc với thanh Cu rồi cho vào dung dịch HCl. Số trường hợp xuất hiện ăn mòn điện hoá là

A. 1.

B. 2.

C. 4.

D. 3.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Có tổng cộng 4 trường hợp được nêu ra trong đoạn văn trên để giải thích quá trình ăn mòn của các kim loại.

Trong trường hợp thứ nhất, phản ứng hóa học giữa Fe và 2FeCl3 không tạo ra hai điện cực mới, dẫn đến quá trình ăn mòn hóa học.

Trong trường hợp thứ hai, khi Fe và CuSO4 tiếp xúc, hai điện cực Fe và Cu được tạo ra. Các điện cực này tiếp xúc với nhau và với dung dịch điện li Fe2+ và Cu2+, dẫn đến quá trình ăn mòn điện hóa.

Trong trường hợp thứ ba, phản ứng hóa học giữa Cu và FeCl3 cũng không tạo ra hai điện cực mới, dẫn đến quá trình ăn mòn hóa học.

Cuối cùng, trường hợp thứ tư là khi hai kim loại tiếp xúc với nhau và cùng tiếp xúc với dung dịch chất điện li. Fe được coi là cực âm, trong khi đó Cu là cực dương. Khi tiếp xúc với dung dịch, Fe sẽ chuyển thành Fe2+ và giải phóng ra 2 electron, trong khi đó 2 proton từ dung dịch sẽ kết hợp với electron từ Cu để tạo thành khí H2. Quá trình này được gọi là ăn mòn điện hóa.

Từ trên đây, ta có thể kết luận rằng có nhiều nguyên nhân dẫn đến quá trình ăn mòn của kim loại và mỗi trường hợp đều có cơ chế và phản ứng khác nhau.

Câu 4. Cho dung dịch NaOH vào ống nghiệm đựng dung dịch FeCl3, hiện tượng quan sát được là:

A. Có kết tủa trắng xanh.

B. Có khí thoát ra.

C. Có kết tủa đỏ nâu

D. Kết tủa màu trắng.

Hướng dẫn giải

Đáp án C

dung dịch NaOH vào ống nghiệm chứa dung dịch FeCl3, xảy ra phản ứng:

3NaOH + FeCl3 → Fe(OH)3 ↓ + 3NaCl

Fe(OH)3 kết tủa màu đỏ nâu

Câu 5. Cho dung dịch axit sunfuric loãng tác dụng với muối natrisunfit (Na2SO3). Chất khí nào sinh ra?

A. Khí hiđro

B. Khí oxi

C. Khí lưu huỳnh đioxit

D. Khí hiđro sunfua

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Phương trình hóa học

H2SO4 + Na2SO3 → Na2SO4 + SO2 ↑ + H2O

Kết quả:  chất khí sinh ra là SO2: lưu huỳnh đioxit

Câu 6. Cho bột Fe vào dung dịch NaNO 3 và H 2 SO 4 . Đến phản ứng hoàn thu được dung dịch A, hỗn hợp khí X gồm NO và H 2 có và chất rắn không tan. Biết dung dịch A không chứa muối amoni. Trong dung dịch A chứa các muối:

A. FeSO4, Fe2(SO4)3, NaNO3, Na2SO4.

B. FeSO4, Fe(NO3)2, Na2SO4, NaNO3.

C. FeSO4, Na2SO4.

D. FeSO4, Fe(NO3)2, Na2SO4

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Phản ứng đầu tiên là phản ứng giữa sắt (Fe) với proton (H+) và ion nitrat (NO3-) tạo ra khí Hidro (H2) và chất rắn khác (Fe(NO3)2). Khi ion nitrat (NO3-) hết thì phản ứng giữa sắt (Fe) và proton (H+) tiếp tục diễn ra tạo ra chất rắn mới (Fe2+) và khí Hidro (H+).

Trong khi đó, các ion natri (Na+) và sunfat (SO42-) không tham gia vào phản ứng và vẫn giữ nguyên dạng ban đầu.

Tóm lại, sau khi phản ứng kết thúc, chúng ta thu được hai muối là FeSO4 và Na2SO4. Việc này xảy ra do phản ứng ban đầu giữa sắt (Fe) với proton (H+) và ion nitrat (NO3-) tạo ra chất rắn khác (Fe(NO3)2) đã sử dụng hết ion nitrat (NO3-) có trong dung dịch, dẫn đến sự tiếp tục phản ứng giữa sắt (Fe) với proton (H+) để tạo ra sản phẩm mới (Fe2+) và khí Hidro (H2)

Câu 7. Có 4 dung dịch riêng biệt : HCl; CuCl2; FeCl3; HCl có lẫn CuCl2. Nhúng vào mỗi dung dịch một thanh Fe nguyên chất. Số trường hợp xuất hiện ăn mòn điện hoá là

A. 0

B. 1

C. 2

D. 3

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Fe + HCl: ăn mòn hóa học vì không tạo ra 2 điện cực mới

Fe + CuCl2: ăn mòn điện hóa vì tạo ra 2 điện cực Fe và Cu, tiếp xúc với dung dịch điện li

Fe + FeCl3: ăn mòn hóa học vì không tạo ra 2 điện cực mới

Fe + HCl và CuCl2: cả ăn mòn điện hóa và hóa học xảy ra do phản ứng sau:

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (không tạo ra 2 điện cực mới)

Fe + CuCl2 → FeCl2 + Cu

→ Cu bám vào thanh sắt và tạo ra 2 điện cực cùng tiếp xúc với dung dịch chất điện li

→ xảy ra ăn mòn điện hóa

Câu 8. Cho mẩu Cu vào dung dịch FeCl3. Hiện tượng xảy ra là:

A. Kim loại Fe màu trắng bám vào Cu, dung dịch chuyển sang màu xanh.

B. Đồng tan ra, sủi bọt khí không màu và kết tủa màu trắng.

C. Không hiện tượng, vì phản ứng không xảy ra.

D. Đồng tan ra, dung dịch từ màu đỏ nâu chuyển sang màu xanh.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Cu + 2FeCl3 → CuCl2 + FeCl2

nâu đỏ xanh

⟹ Đồng tan ra, dung dịch từ màu nâu đỏ chuyển sang màu xanh.

Câu 9.  Sắt có tính chất vật lý nào dưới đây:

A. Màu trắng bạc, nhẹ, có ánh kim, dẫn điện và dẫn nhiệt kém.

B. Màu trắng bạc, nặng, có ánh kim, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt

C. Màu trắng xám, nặng, có ánh kim, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt

D. Màu trắng xám, nhẹ, có ánh kim, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt.

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Màu sắc của sắt thường có màu trắng hơi xám, có độ dẻo cao, dễ dàng rèn và dát mỏng, cũng như kéo sợi. Sắt cũng có khả năng dẫn nhiệt và dẫn điện tốt, tuy nhiên chỉ kém đồng và nhôm. Tính nhiễm từ của sắt xuất hiện ở nhiệt độ cao.

Sắt là một kim loại nặng với khối lượng riêng lớn, nó được sử dụng rộng rãi trong các ngành sản xuất, như sản xuất thép, chế tạo máy móc, xây dựng và nhiều ứng dụng khác. Ví dụ, trong ngành chế tạo máy móc, sắt được sử dụng để sản xuất các bộ phận máy móc, đặc biệt là các bộ phận chịu lực. Trong ngành xây dựng, sắt được sử dụng để cốt thép, giúp tăng độ bền và độ cứng của các công trình xây dựng.