Fe + CuCl2 → Cu + FeCl2 | Fe ra FeCl2 | Fe ra Cu | CuCl2 ra Cu | CuCl2 ra FeCl2

Phản ứng Fe + CuCl₂ → Cu + FeCl₂

1. Phương trình hoá học của phản ứng Fe tác dụng với CuCl₂

Fe + CuCl₂ → FeCl₂ + Cu

Cách lập phương trình hoá học:

Bước 1: Xác định các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hoá, từ đó xác định chất oxi hoá – chất khử:

$\stackrel{0}{Fe}+\stackrel{+2}{Cu}C{l}_2\to \stackrel{+2}{Fe}C{l}_2+\stackrel{0}{Cu}$

Chất khử: Fe; chất oxi hoá: CuCl₂.

Bước 2: Biểu diễn quá trình oxi hoá, quá trình khử

- Quá trình oxi hoá: $\stackrel{0}{Fe}\to \stackrel{+2}{Fe}+\text{2}e$

- Quá trình khử: $\stackrel{+2}{\text{Cu}}+\text{2}e\to \stackrel{0}{Cu}$

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử và chất oxi hoá

$\begin{array}{c}1\times \\ 1\times \end{array}\left(\begin{array}{c}\stackrel{0}{Fe}\to \stackrel{+2}{Fe}+\text{2}e\\ \stackrel{+2}{\text{Cu}}+\text{2}e\to \stackrel{0}{Cu}\end{array}\right)$

Bước 4: Điền hệ số của các chất có mặt trong phương trình hoá học. Kiểm tra sự cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế.

Fe + CuCl₂ → FeCl₂ + Cu

2. Điều kiện để Fe tác dụng với CuCl₂

Phản ứng giữa sắt và đồng (II) clorua diễn ra ngay điều kiện thường.

3. Cách tiến hành thí nghiệm

Nhỏ từ từ dung dịch CuCl₂ vào ống nghiệm đã để sẵn miếng sắt.

4. Hiện tượng phản ứng

Sắt tan dần trong dung dịch, đồng thời xuất hiện lớp đồng màu đỏ sáng

5. Tính chất hóa học của sắt

Sắt là kim loại có tính khử trung bình. Khi tác dụng với chất oxi hóa yếu, sắt bị oxi hóa đến số oxi hóa +2.

Fe → $\stackrel{+2}{Fe}$ + 2e

Với chất oxi hóa mạnh, sắt bị oxi hóa đến số oxi hóa +3.

Fe → $\stackrel{+3}{Fe}$ + 3e

5.1. Tác dụng với phi kim:

Ở nhiệt độ cao, sắt khử nguyên tử phi kim thành ion âm và bị oxi hóa đến số oxi hóa +2 hoặc +3.

+ Tác dụng với lưu huỳnh: $\stackrel{0}{Fe}+\stackrel{0}{S}\stackrel{t^o}{\to }\stackrel{+2}{Fe}\stackrel{-2}{S}$

+ Tác dụng với oxi: $3Fe+\stackrel{0}{2O_2}\stackrel{t^o}{\to }F{e}_3{\stackrel{-2}{O}}_4$

+ Tác dụng với clo: $\stackrel{0}{2Fe}+3\stackrel{0}{C{l}_2}\stackrel{t^o}{\to }2\stackrel{+3}{Fe}{\stackrel{-1}{Cl}}_3$

5.2. Tác dụng với axit

- Với dung dịch HCl, H₂SO₄ loãng, Fe bị oxi hóa đến số oxi hóa +2, giải phóng H₂. Ví dụ:

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

- Với dung dịch HNO₃ và H₂SO₄ đặc nóng, Fe bị oxi hóa đến số oxi hóa +3, và không giải phóng H₂. Ví dụ:

Fe + 4HNO₃ loãng → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

Chú ý: Fe bị thụ động bởi các axit HNO₃ đặc, nguội và H₂SO₄ đặc, nguội.

5.3. Tác dụng với dung dịch muối

Fe có thể khử được ion của các kim loại đứng sau nó trong trong dãy điện hóa của kim loại. Trong các phản ứng này, Fe thường bị oxi hóa đến số oxi hóa +2. Ví dụ:

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

Đặc biệt:

Fe + 2Ag⁺ → Fe²⁺ + 2Ag

Nếu Ag⁺ dư, tiếp tục có phản ứng:

Fe²⁺ + Ag⁺ → Fe³⁺ + Ag

5.4. Tác dụng với nước

Ở nhiệt độ thường, sắt không khử được nước, nhưng ở nhiệt độ cao, sắt khử hơi nước tạo ra H₂ và Fe₃O₄ hoặc FeO.

3Fe + 4H₂O $\stackrel{t^o<{570}^{o}C}{\to }$ Fe₃O₄ + 4H₂

Fe + H₂O $\stackrel{t^o>{570}^{o}C}{\to }$FeO + H₂

6. Tính chất vật lí của Fe

- Màu xám hơi trắng, dễ ràn và dẻo cũng như có thể dát mỏng hay kéo sợi, khả năng dẫn điện và nhiệt không bằng nhôm hay đồng.

- Nhiễm từ ở nhiệt độ cao khoảng 800 độ C sẽ nhiễm từ và mất từ tính.

7. Bài tập liên quan

Câu 1: Hòa tan 5,6g Fe bằng dung dịch HNO₃ loãng (dư), sinh ra V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, đktc). Giá trị của V là

A. 2,24. B. 3,36. C. 4,48. D. 6,72.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Bảo toàn số mol electron

→ 3n_Fe = 3n_NO → n_NO = n_Fe = 0,1 → V = 2,24 lít

Câu 2: Cho 11,2 gam Fe tác dụng hết với dung dịch H₂SO₄ loãng dư, thu được V lít khí H₂ (đktc). Giá trị của V là

A. 2,24 B. 3,36 C. 4,48 D. 6,72

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Áp dụng định luật bảo toàn electron:

2.n_Fe = 2.$n_{H_2}$

→ $n_{H_2}$= n_Fe = 0,2 mol

→ V = 0,2.22,4 = 4,48 lít

Câu 3: Ngâm một lá kim loại có khối lượng 50g trong dung dịch HCl. Sau một thời gian thu được 336ml H₂ (đkc) thì khối lượng lá kim loại giảm 1,68%. Kim loại đó là

A. ZnB. FeC. AlD. Ni

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Khối lượng kim loại phản ứng là:

m_KL = $\frac{\mathrm{1,68.50}}{100}$ = 0,84 gam

$n_{H_2}$ = $\frac{\mathrm{0,336}}{\mathrm{22,4}}$ = 0,015 mol

2M + 2nHCl → 2MCl_n + nH₂

Số mol của M là:

n_M = $\frac{2}{n}$.$n_{H_2}$= $\frac{2}{n}$.0,015 = $\frac{\mathrm{0,03}}{n}$ mol

→ M_M = $\frac{m_M}{n_M}$ = 0,84 : $\frac{\mathrm{0,03}}{n}$ = 28n

Với n = 1 → M_M = 28 loại

n = 2 → M_M = 56 (Fe) Thỏa mãn

n = 3 → M_M = 84 loại.

Vậy kim loại cần tìm là Fe

Câu 4: Cho Fe tác dụng với dd HNO₃ đặc, nóng, thu được khí X màu nâu đỏ. Khí X là

A. N₂ B. N₂O C. NO D. NO₂

Hướng dẫn giải

Đáp án D

N₂: Khí không màu, nhẹ hơn không khí

N₂O: Khí không màu, nặng hơn không khí.

NO: Khí không màu, hóa nâu ngoài không khí.

NO₂: Khí màu nâu đỏ

Câu 5: Để điều chế Fe(NO₃)₂ ta có thể dùng phản ứng nào sau đây?

A. Fe + dung dịch AgNO₃ dư B. Fe + dung dịch Cu(NO₃)₂

C. FeO + dung dịch HNO₃ D. FeS + dung dịch HNO₃

Hướng dẫn giải

Đáp án B

B. Fe + Cu(NO₃)₂ → Fe(NO₃)₂ + Cu