Fe + FeCl3 → FeCl2

1. Phương trình phản ứng Fe + FeCl3:

2. Điều kiện phản ứng xảy ra:

3. Hiện tượng phản ứng giữa Fe + FeCl3:

4. Phương trình rút gọn của Fe + FeCl3:

Trong đó Fe là chất khử; FeCl3 là chất oxi hoá.

5. Bài tập vận dụng liên quan:

– Sắt (Fe) thuộc ô 26, chu kì 4, nhóm VIIIB của bảng tuần hoàn.

– Cấu hình electron nguyên tử: 1s22s22p63s23p63d64s2 có thể viết gọn là [Ar]3d64s2.

– Nguyên tử sắt dễ dàng nhường 2e ở phân lớp 4s trở thành ion Fe2+ và có thể nhường thêm 1e ở phân lớp 3d trở thành Fe3+.

5.2. Tính chất vật lí

- Sắt là một loại kim loại có màu trắng và hơi xám, có khối lượng riêng cao (D = 7,9 g/cm3), và có điểm nóng chảy là 1540oC.

- Sắt có khả năng dẫn nhiệt và dẫn điện tốt. Điều đặc biệt khác biệt so với các kim loại khác là sắt còn có khả năng nhiễm từ.

5.3. Tính chất hóa học

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.

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

a. 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.

b. 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.

c. Tác dụng với dung dịch muối

Fe có khả năng khử ion của các kim loại nằm sau nó trong dãy điện hóa. Trong các phản ứng này, Fe thường bị oxy hóa thành số oxi hóa +2. Ví dụ cụ thể là:

Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu

Đặc biệt:

Fe + 2Ag+ → Fe2+ + 2Ag

Nếu Ag+ dư, tiếp tục có phản ứng:

Fe2+ + Ag+ → Fe3+ + Ag

d. 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.

5.4: Trạng thái tự nhiên

– Sắt chiếm khoảng 5% khối lượng vỏ Trái Đất, đứng hàng thứ hai trong các kim loại (sau nhôm).

– Trong tự nhiên sắt tồn tại chủ yếu dưới dạng hợp chất.

– Các quặng sắt quan trọng là:

+ Quặng manhehit (Fe3O4) (hiếm có trong tự nhiên);

+ Quặng hemantit đỏ (Fe2O3)

+ Quặng hematit nâu (Fe2O3.nH2O)

+ Quặng xiderit (FeCO3)

+ Quặng pirit (FeS2).

6. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1: Chia X, một loại bột kim loại, thành hai phần khác nhau. Phần đầu tiên tác động với Cl2 để tạo thành Y, một loại muối. Phần thứ hai phản ứng với dung dịch HCl tạo thành Z, một loại muối khác. Khi kim loại X tác động với muối Y, ta thu được muối Z. Kim loại X có thể là:

A. Mg

B. Al

C. Zn

D. Fe

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Kim loại X là Fe

Phần 2: Fe (X) + 2HCl → FeCl2 (Z) + H2

Liên hệ giữa V1 và V2 có thể được biểu diễn bằng công thức hóa học sau đây:

A. V1 = V2 B. V1 = 2V2

C. V2 = 1,5V1. D. V2 =3V1

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Gọi số mol Fe là a mol

Áp dụng định luật bảo toàn số mol electron

Ở cùng điều kiện, tỉ lệ về thể tích cũng là tỉ lệ về số mol

→ V2 = 1,5V1.

Câu 3:Trong 3 chất sắt, Fe2+, Fe3+. Chất X chỉ có tính khử, chất Y chỉ có tính oxi hóa, chất Z vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa. Các chất X, Y, Z lần lượt là:

A. Sắt, Fe2+ và Fe3+.B. Fe2+, Sắt và Fe3+.

C. Fe3+, Fe và Fe2+. D. Fe, Fe3+ và Fe2+.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

+) Fe đơn chất có số oxi hóa bằng 0 → có khả nhường 2e hoặc 3e → chỉ có tính khử → X là Fe

+) Fe2+ có khả năng nhường 1e để thành Fe3+ → có tính khử

Fe2+ có khả năng nhận 2e để thành Fe đơn chất → có tính oxi hóa

→ Z là Fe2+

+) Fe3+ chỉ có khả năng nhận 1e để trở nhà Fe2+ hoặc nhận 3e để thành Fe đơn chất → Fe3+ chỉ có tính oxi hóa → Y là Fe3+

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: Phát biểu nào sau đây không đúng?

A.Kim loại Fe phản ứng với dung dịch HCl tạo ra muối sắt(II).

B.Dung dịch FeCl3 phản ứng được với kim loại Fe.

C.Kim loại Fe không tan trong dung dịch H2SO4 đặc, nguội.

D.Trong các phản ứng hóa học, ion Fe2+ chỉ thể hiện tính khử.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

A. Đúng

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

B. Đúng

Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2

C. Đúng. Fe không phản ứng với H2SO4 đặcnguội, HNO3 đặc nguội.

D. Với ion Fe2+ ở trạng thái oxi hóa trung gian, chúng có thể tăng hoặc giảm số oxi hóa, cho thấy tính chất cả oxi hóa và khử.

Câu 6: Khi hòa tan 2,24 gam Fe trong 300 ml dung dịch HCl có nồng độ 0,4 M, ta thu được dung dịch X và khí H2. Đổ dung dịch AgNO3 dư vào X, ta thu được khí NO (là sản phẩm khử duy nhất) và m gam kết tủa. Biết các phản ứng diễn ra hoàn toàn. Giá trị của m là.

A. 18,3. B. 8,61. C. 7,36. D. 9,15.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

nFe = 0,04 mol; nHCl = 0,3.0,4 = 0,12 mol

Dung dịch X chứa HCl dư = 0,04 mol và FeCl2: 0,04 mol.

Cho AgNO3 dư vào X có phản ứng:

3Fe2++4H++NO3−→3Fe3++NO+2H2O0,030,04mol”>3Fe2++4H++NO3−→3Fe3++NO+2H2O

Câu 7: Cho một lá kim loại có khối lượng 50g ngâm trong dung dịch HCl. Sau khi thu được 336ml H2 (ở điều kiện tiêu chuẩn), khối lượng của lá kim loại giảm đi 1,68%. Xác định loại kim loại đó.

A. ZnB. FeC. AlD. Ni

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Khối lượng kim loại phản ứng là:

mKL = 1,68.50100″>1,68.501001,68.50100 = 0,84 gam

nH2″>nH2 = 0,336 : 22,4 = 0,015 mol

2M + 2nHCl → 2MCln + nH2

Số mol của M là:

Với n = 1 → MM = 28 loại

n = 2 → MM = 56 (Fe) Thỏa mãn

n = 3 → MM = 84 loại.

Vậy kim loại cần tìm là Fe

Câu 8: 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:

→ V = 0,2.22,4 = 4,48 lít

Câu 9: Cho 6 gam Fe vào 100ml dung dịch CuSO4 1M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam hỗn hợp kim loại. Giá trị của m là

A. 7,0 B. 6,8 C. 6,4 D. 12,4

Hướng dẫn giải

Đáp án B

nFe = 6 : 56 = 0,107 mol

Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu

→ Fe còn dư

Khối lượng hỗn hợp kim loại thu được là:

m = 6 – 0,1.56 + 0,1.64 = 6,8 gam

Câu 10: Cho 5,6g Fe tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO3 loãng dư, ta thu được V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, đktc). Giá trị của V làA. 2,24. B. 3,36. C. 4,48. D. 6,72.

Đáp án A

Bảo toàn số mol electron

→ 3nFe = 3nNO → nNO = nFe = 0,1 → V = 2,24 lít

Câu 11: Đưa 8,4g sắt vào 300 ml dung dịch AgNO3 1,3M. Lắc đều để phản ứng diễn ra hoàn toàn thu được m gam chất rắn. Giá trị của m làA. 16,2. B. 42,12.

C. 32,4. D. 48,6.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

→ m = mAg = 0,39.108 = 42,12 gam

Câu 12: Đặt hỗn hợp X gồm Fe và Cu có khối lượng 10 gam phản ứng với dung dịch HCl loãng dư. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 3,36 lít khí H2 (đktc). Hãy tính khối lượng của Cu trong hỗn hợp X.

A. 5,6 gam

B. 8,4 gam

C. 2,8 gam

D. 1,6 gam

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Chỉ có Fe phản ứng với dung dịch HCl

Bảo toàn electron ta có:

→ mFe = 0,15.56 = 8,4 gam

→ mCu = 10 – 8,4 = 1,6 gam

Câu 13: Đốt cháy hoàn toàn m gam Fe trong khí Cl2 dư, thu được 6,5 gam FeCl3. Giá trị của m là

A. 2,24 B. 2,8 C. 1,12 D. 0,56

Hướng dẫn giải

Đáp án AnFeCl3″>

→ mFe = 2,24 gam. Dựa vào việc đốt cháy hoàn toàn 16,8 gam Fe trong khí O2 cần vừa đủ 4,48 lít O2 (đktc) tạo thành một oxit sắt, ta có thể xác định công thức phân tử của oxit đó là công thức nào sau đây?

A. FeO B. Fe2O3

C. Fe3O4 D. FeO hoặc Fe3O4

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Đặt công thức phân tử của oxit sắt là FexOy

nFe = 16,8 : 56 = 0,3 mol

→ x : y = nFe : nO = 0,3 : 0,4 = 3 : 4

→ Công thức phân tử của oxit sắt là: Fe3O4

Câu 15: Cấu hình electron của Fe là:

A. [Ar]3d64s2 B. [Ar]3d8 C. [Ar]4s23d6 D. [Ar]4s2

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Cấu hình electron của Fe là [Ar]3d64s2