Phản ứng hóa học giữa Fe(NO3)2 và HCl là một trong những phản ứng trao đổi quan trọng trong lĩnh vực công nghiệp hóa chất, chúng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực và được mô tải bằng phương trình hóa học sau: Fe(NO3)2 + HCl → Fe(NO3)3 + FeCl3 + NO + H2O
Mục lục bài viết
1. Bản chất của từng thành phần trong phản ứng:
1.1. Bản chất của Fe(NO3)2:
Sắt (II) nitrat là một hợp chất với công thức phân tử Fe(NO3)2 và được tạo bởi gốc nitrat và ion Fe2+. Có thể thấy, sắt (II) nitrat tan rất tốt trong nước, khi phản ứng cho ra dung dịch không màu. Khi tham gia vào phản ứng, để nhận biết rõ nhất, người dùng có thể sử dụng dụng dịch HCL, nếu thấy có khí thoát ra không màu hóa nâu trong không khí thì có đó sắt (II) nitrat.
Ngoài ra, sắt (II) nitrat mang đầy đủ tính chất hóa học của muối khi tác dụng được với dung dịch kiềm; mang tính khử khi tác udngj được với các chất oxi hóa và mang tính oxi hóa khi tác dụng với các chất khử mạnh.
Ví dụ: Khi tác dụng với dung dịch kiềm:
3Ca(OH)2 + 2Fe(NO3)3 → 3Ca(NO3)2 + 2Fe(OH)3
3NaOH + Fe(NO3)3 → 3NaNO3 + Fe(OH)3
3H2O + 3NH3 + Fe(NO3)3 → 3NH4NO3 + Fe(OH)3
1.2. Bản chất của HCl:
HCL là công thức phân tử của axit clohydric. Hóa chất này được sử dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp như sản xuất sắt thép, xử lý nước, sản xuất thực phẩm, các hợp chất hữu cơ…
Về tính chất vật lý, HCL thể hiện ở dưới các dạng như khí, lỏng. Khi ở dạng khí, HCl không màu, có mùi xốc, nặng hơn không khí và tan nhiều trong nước tạo dung dịch axit mạnh. Khi ở dạng lỏng, HCl thường loãng và không có màu. Nhưng khi ở dạng đậm đặc 40%, thì axit HCl có màu vàng ngả xanh lá và có thể tạo thành sương mù axit, có khả năng ăn mòn và làm tổn thương các mô của con người.
Về tính chất hóa học, đây là một loại axit mạng, làm thay đổi màu quỳ tím và là chất điện ly mạnh. Bên cạnh đó, chúng còn tác dụng với các chất như kim loại, bazo, muối, chất có tính oxy hóa cao…
Tuy nhiên, HCL cũng không tác dụng với các kim loại đứng sau H trong dãy điện hóa như Cu, Ag, Au,….; không tác dụng với muối không tan có gốc như CO3 và PO4 đặc biệt là trừ K2CO3 và Na2CO3,K3PO4 và Na3PO4. Ngoài ra, HCl còn không tác dụng với tất cả các axit, phi kim, oxit kim loại, oxit phi kim.
1.3. Bản chất của Fe(NO3)3:
Sắt(III) nitrat là một hợp chất với công thức phân tử là Fe(NO3)3. Về tính chất vật lý, Fe(NO3)3 có khả năng hút ẩm tốt, thường tồn tại ở dạng tinh thể ngâm nước và nóng chảy ở nhiệt độ là 47,2 độ C. Để nhận biết Fe(NO3)3, ta có thể nhận biết qua màu sắc ion Fe3+ khi phản ứng với dung dịch bazơ, tạo kết tủa màu nâu đỏ.
Về tính chất hóa học, Fe(NO3)3 có tính chất hóa học của muối cụ thể khi tác dụng với dung dịch kiềm như sau:
3Ca(OH)2 + 2Fe(NO3)3 → 3Ca(NO3)2 + 2Fe(OH)3
3NaOH + Fe(NO3)3 → 3NaNO3 + Fe(OH)3
3H2O + 3NH3 + Fe(NO3)3 → 3NH4NO3 + Fe(OH)3
Bên cạnh đó, nó còn có tính oxi hóa mạnh và khi tác dụng với chất khử, hợp chất sắt (III)- Fe(NO3)3 clorua bị khử thành hợp chất sắt (II)-Fe(NO3)2 hoặc kim loại sắt tự do.
Fe + 2Fe(NO3)3 → 3Fe(NO3)2
3Mg + 2Fe(NO3)3 → 2Fe + 3Mg(NO3)2
1.4. Bản chất của FeCl3:
FeCl3 có tên gọi là sắt(III) clorua, là một hợp chất muối axit của sắt mà khi tan trong nước sinh ra nhiệt và tồn tại ở dưới dạng khan. Khi sắt (II) tác dụng với axit clohydric đã tạo ra sắt(III) clorua và chúng mang những tính chất đặc trưng của hóa chất sau:
– Tính oxi hóa
– Tác dụng được với kim loại Cu để tạo ra muối sắt II clorua và đồng clorua
– Khi sục khí H2S vào sẽ có hiện tượng vẫn đục
– Khi được cho vào dung dịch KI và benzen sẽ xảy ra hiện tượng dung dịch có màu tím.
2. Điều kiện để xảy ra phản ứng Fe(NO3)2 + HCl → Fe(NO3)3 + FeCl3 + NO + H2O:
Để phản ứng Fe(NO3)2 + HCl → Fe(NO3)3 + FeCl3 + NO + H2O có thể xảy ra thì phản ứng này được thực hiện ở điều kiện nhiệt độ thường.
3. Ứng dụng của phản ứng:
Khi cho sắt ( II) Fe(NO3)2 vào dung dịch HCL đã tạo ra sắt (III) nitorat, sắt(III) clorua, NO và nước. Như vậy, khi tạo ra được FeCl3 thì chất này sẽ được áp dụng trong các lĩnh vực sau:
3.1. Ứng dụng trong phòng thí nghiệm:
Trong phòng thí nghiệm, FeCl3 được coi là một chất xúc tác phản ứng khử trùng bằng Clo của các hợp chất thơm, được nhiều nhà sản xuất ứng dụng trong ngành thủ công mỹ nghệ.
3.2. Ứng dụng trong công nghệ xử lý nước:
Bên cạnh việc ứng dụng trong phòng thí nghiệm, FeCl3 được sử dụng rộng rãi trong việc xử lý nước thải sinh hoạt tại các khu đô thị, rác thải công nghiệp từ các nhà máy, xí nghiệp và đặc biệt là nó sử dụng được cho cả nước có nồng độ muối cao. Khi sử dụng FeCl3, hóa chất này nó gips cho nước được trong hơn, có thể giúp loại bỏ photphase bằng phản ứng kết tủa khi có tác dụng như kéo lắng.
3.3. Ứng dụng trong công nghiệp:
Trong lĩnh vực công nghiệp, FeCl3 là thành phần quan trọng trong các sản phẩm đặc biệt như thuốc trừ sâu. Bên cạnh đó, hóa chất này cũng là một thành phần được sử dụng nhiều trong các chất nhuộm với vai trò là chất giữ mà và là thành phần trong các bồn tẩy tạp chất cho các loại thép, nhôm. FeCl3 còn được sử dụng rộng dãi trong sản xuất các bo mạch in như là chất cầm màu, chất xúc tác trong tổng hợp hữu cơ, được sử dụng trong nhiếp ảnh,…
Ngoài ra, dung dịch sắt nitrat được các nhà kim hoàn và các chuyên gia chạm khắc bạc vào các hợp kim bạc.
4. Bài tập ứng dụng:
Câu hỏi 1: Khi cho Fe(NO3)2 vào dung dịch HCL đặc thì hiện tượng phản ứng hóa học nào sẽ xảy ra?
A. Có khí không màu thoát ra hóa nâu trong không khí
B. Có kết tủa màu đỏ nâu
C. Xuất hiện kết tủa màu trắng xanh
D. Tất cả các đáp án trên
Lời giải:
Đáp án: A
Câu hỏi 2: Phương trình hóa học nào sau được cân bằng đúng?
A. 3Fe(NO3)2 + 12HCl → 5Fe(NO3)3 + 2FeCl3 + 3NO + 3H2O
B. 9Fe(NO3)2 + 12HCl → 5Fe(NO3)3 + 4FeCl3 + 3NO + 6H2O
C. 9Fe(NO3)2 + 12HCl → 3Fe(NO3)3 + 2FeCl3 + 3NO + 3H2O
D. 3Fe(NO3)2 + 6HCl → 4Fe(NO3)3 + 4FeCl3 + 3NO + 6H2O
Lời giải:
Đáp án: B
Câu hỏi 3:Fe(NO3)2 không có những tính chất hóa học nào ?
A. Tính khử
B. Tính oxi hóa
C. Tính chất hóa học của muối
D. Tính bazơ
Lời giải:
Đáp án: D
Câu hỏi 4. Khi cho phản ứng hóa học Fe(NO3)2 + HCl → Fe(NO3)3 + FeCl3 + NO + H2O xảy ra thì có hiện tượng gì?
A. Có khí không màu thoát ra
B. Có khí màu đỏ
C. Có kết tủa vàng nhạt
D. Không có hiện tượng gì xảy ra
Lời giải:
Đáp án: A
Câu hỏi 5: Tổng hệ số tối giản của phản ứng: Fe(NO3)2 + HCl → FeCl3 + Fe(NO3)3 + NO + H2O là bao nhiêu?
A. 35
B.18
C.25
D. 39
Lời giải:
Đáp án: D
Câu hỏi 6: Để bảo quan chất FeCl3 cần phải thực hiện như thế nào?
A. Tránh để FeCl3 gần với các hoá chất bazo mạnh
B. Lưu trữ chúng ở trong thùng nhựa để đảm bảo an toàn
C. Tránh những nơi có nguồn nhiệt lớn và ẩm ướt vì dễ gây ra tai nạn, sự cố.
D. Tất cả các đáp án trên.
Lời giải:
Đáp án: D
Câu hỏi 7. Đâu là phương trình ion thu gọn của Fe(NO3)2 + HCl?
A. 3Fe2+ + 4H+ + NO3– → 3Fe3+ + NO + 2H2O
B. 3Fe2+ + 2H+ + NO3– → 3Fe3+ + NO + 2H2O
C. Fe2+ + 4H+ + NO3– → 3Fe3+ + NO + 4H2O
D. 3Fe2+ + 2H+ + NO3– → 6Fe3+ + NO + 2H2O
Lời giải:
Đáp án: A.
Câu hỏi 8. Cho các cặp chất sau đây:
(1) SiO2 và dung dịch HCl
(2) Ba(OH)2 phản ứng với NaHSO4
(3) Dung dịch NaHSO4 và dung dịch HCl
(4) Dung dịch NH3 và AlCl3
(5) Dung dịch Fe(NO3)2 và dung dịch HCl
(6) CO và Fe2O3
Số cặp chất nào xảy ra phản ứng hóa học (điều kiện cần thiết có đủ)?
A. 2
B. 5
C. 4
D. 3
Lời giải:
Đáp án: C
Câu hỏi 9: Cho các chất sau: Fe(NO3)3, FeCl2, NaHCO3, Al(OH)3. Có những chất tác dụng với dung dịch HCl.
A. NaHCO3, Al(OH)3
B. Fe(NO3)3, FeCl2
C. NaHCO3, FeCl2
D. Fe(NO3)3, Al(OH)3
Lời giải:
Đáp án: A
Câu hỏi 10. Nồng độ cao nhất của dụng dịch HCl ở nhiệt độ 20 độ C là bao nhiêu?
A. 20%
B. 37%
C. 24%
D. 35%
Lời giải:
Đáp án: B
