Fe + HCl → FeCl2 + H2 là phản ứng hóa học quen thuộc trong chương trình học phổ thông. Chúng ta hãy cùng tìm hiểu chi tiết về phản ứng hóa học giữa Fe và axit HCl và một số bài tập liên quan nhé.
Phương trình hóa học Fe + HCl
Phương trình phản ứng hóa học Fe HCl khi chưa cân bằng:
Fe + HCl → FeCl2 + H2 (1)
Phương trình phản ứng hóa học Fe HCl khi đã cân bằng:
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (2)
Như vậy, khi cho sắt phản ứng với axit clohidric sẽ tạo ra sắt 2 clorua và khí hidro.
Điều kiện của phản ứng Fe và HCl
Phản ứng hóa học nêu trên được diễn ra ở nhiệt độ thường.
Theo phương trình số (2), điều kiện để phản ứng xảy ra vừa đủ là tỉ lệ số mol giữa Fe:HCl là 1:2. Tức là để phản ứng hết 1 mol Fe thì cần 2 mol axit HCl.
Cách thực hiện phản ứng Fe HCl
Khi thực hiện phản ứng hóa học giữa sắt và axit clohidric thì bạn thực hiện như sau:
- Lấy một ít kim loại Fe cho vào đáy ống nghiệm
- Nhỏ 1 - 2 ml dung dịch axit HCl vào ống nghiệm trên
- Lắc đều
Hiện tượng sau phản ứng Fe + HCl
Phản ứng Fe HCl xảy ra và có hiện tượng như sau: Chất rắn sẽ tan dần, đồng thời sẽ có bọt khí thoát ra. Khí thoát ra chính là khí Hidro.
HCl là một axit mạnh và dễ phản ứng với các kim loại đứng trước Hidro. Khi sắt tác dụng với axit HCl sẽ cho ra muối sắt II (sắt hóa trị 2).
Một số tính chất hóa học của Fe
Fe thuộc nhóm kim loại nên sẽ phản ứng với phi kim, axit và muối.
Fe tác dụng với phi kim
Tác dụng với oxi: 3Fe + 2O2 → Fe3O4
Tác dụng với clo: 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
Tác dụng với lưu huỳnh: Fe + S → FeS
Lưu ý: Sắt phản ứng với các phi kim ở điều kiện nhiệt độ cao.
Fe tác dụng với dung dịch axit
Sắt tác dụng với axit HCl, H2SO4 loãng
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
Sắt tác dụng với axit H2SO4 đặc, nóng; HNO3 đặc:
2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)2 + 3SO2 + 6H2O
Lưu ý: Fe không tác dụng với H2SO4 đặc nóng; HNO3 đặc nguội
Fe tác dụng với dung dịch muối
Sắt có khả năng được kim loại yếu hơn ra khỏi muối.
Ví dụ: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Bài tập liên quan đến phản ứng Fe + HCl
Câu 1. Kim loại Fe không phản ứng được với dung dịch nào sau đây:
A. Dung dịch H2SO4 loãng
B. Dung dịch HCl
C. H2SO4 đặc, nguội
D. Dung dịch CuCl2
Đáp án C.
Fe có thể tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng hoặc đặc nóng nhưng không tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nguội
Câu 2. Phát biểu nào dưới đây sai?
A. NaCl được dùng làm muối ăn và bảo quản thực phẩm.
B. Axit HCl vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử.
C.Nhỏ dung dịch AgNO3 vào dung dịch HCl, có kết tủa trắng.
D. HCl tác dụng với Fe tạo ra muối sắt (III)
Đáp án D
HCl + Fe tạo ra muối sắt (II) FeCl2
Câu 3. Dung dịch nào có thể nhận biết được Fe trong hỗn hợp gồm Fe và Ag?
A. HCl
B. AgNO3
C. H2SO4 đặc, nguội
D. NaOH
Đáp án C
Câu 4. Kim loại tác dụng với dung dịch HCl và tác dụng với khí Cl2 đều thu được cùng một muối là
A. Zn
B. Fe
C. Cu
D. Ag
Đáp án A
Zn tác dụng với HCl và tác dụng với khí Cl2 đều cho ra muối clorua.
Fe tác dụng với khí Cl2 có thể tạo ra muối FeCl2 và FeCl3
Cu và Ag lại không phản ứng với dung dịch HCl.
Câu 5. Cho 8,4 gam một kim loại hóa trị II phản ứng hết với dung dịch HCl dư, thu được 3,36 lít H2 tại điều kiện tiêu chuẩn. Kim loại đó là
A. Ba
B. Ca
C. Fe
D. Mg
Đáp án C
Số mol khí H2 thu được là: nH2 = 0,15 mol
Bảo toàn electron
2nM = 2nH2 ⇒ nM = nH2 = 0,15 mol ⇒ M = 8,4/0,15 = 56
Vậy kim loại đó là Fe.
Câu 6. Có thể điều chế khí hidro clorua trong phòng thí nghiệm bằng cách:
A. Cho NaCl tinh thể tác dụng với HNO3 đặc, đun nóng.
B. Cho NaCl tinh thể tác dụng với H2SO4 loãng, đun nóng.
C. Cho NaCl tinh thể tác dụng với H2SO4 đặc, đun nóng.
D. Cho NaCl tinh thể tác dụng với HNO3 loãng, đun nóng.
Đáp án C
Trong phòng thí nghiệm, bạn có thể điều chế khí hiđro clorua bằng cách cho NaCl tinh thể tác dụng với axit H2SO4 đặc, đun nóng.
Phương trình hóa học: NaCl rắn + H2SO4 đặc → NaHSO4 + HCl
Câu 7. Cho sắt tác dụng với H2O ở nhiệt độ cao hơn 570 độ C thì tạo ra H2 và sản phẩm rắn đó là:
A. FeO.
B. Fe3O4.
C. Fe2O3.
D. Fe(OH)2.
Đáp án A
Câu 8. Hòa tan 10 gam hỗn hợp bột Fe và Fe2O3 bằng dung dịch HCl vừa đủ, thu được 1,12 lít hidro ở điều kiện tiêu chuẩn và dung dịch X. Cho dung dịch X tác dụng với dd NaOH lấy dư. Lấy kết tủa thu được đem nung nóng trong không khí đến khối lượng không đổi thu được chất rắn Y có khối lượng là:
A. 16 gam.
B. 11,6 gam.
C. 12 gam.
D. 15 gam.
Đáp án C
Lời giải:
Số mol H2 là: nH2 = 1,12 : 22,4 = 0,05 (mol)
Các phương trình hóa học:
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (1)
Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O (2)
Từ phương trình (1), ta có số mol Fe là: nFe = nH2 = 0,05 (mol) nên khối lượng Fe là mFe = 0,05 x 56 = 2,8 (g)
Vậy khối lượng Fe2O3 trong hỗn hợp là: mFe2O3 = mhh - mFe = 10 - 2,8 =7,2 (g)
Số mol Fe2O3 trong hỗn hợp: nFe2O3 = 7,2 : 160 = 0,045 (mol)
Theo phương trình hóa học (1), ta có: nFeCl2 = nFe = 0,05 (mol)
Theo phương trình hóa học (2), ta có: nFeCl3 = 2nFe2O3 = 2.0,05 = 0,1 (mol)
Vậy dung dịch X thu được có chứa: 0,05 (mol) FeCl2 và 0,1 (mol) FeCl3.
Phương trình hóa học khi cho dung dịch X tác dụng với NaOH:
FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + NaCl
FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3 + NaCl
Kết tủa thu được sau phản ứng là Fe(OH)2 và Fe(OH)3
Sau khi nung 2 kết tủa này đến khi khối lượng không đổi sẽ thu được Fe2O3
BTNT “Fe”: 2nFe2O3 = nFeCl2 + nFeCl3 → nFe2O3 = (0,05 + 0,1)/2 = 0,075 (mol)
Vậy khối lượng chất rắn thu được sẽ là: mFe2O3 = 0,075 × 160 = 12 (g)
Câu 9. 4 kim loại X, Y, Z, T đứng sau Mg trong dãy hoạt động hoá học. Biết rằng:
- X và Y tác dụng với dung dịch HCl giải phóng khí hidro.
- Z và T không phản ứng với dung dịch HCl.
- Y tác dụng với dung dịch muối của X và giải phóng X.
- T tác dụng được với dung dịch muối của Z và giải phóng Z.
Sắp xếp nào sau đây là đúng theo chiều hoạt động hóa học giảm dần?
A. T, X, Y, Z
B. Y, T, Z, X
C. X, Y, Z, T
D. Y, X, T, Z
Đáp án D
Giải thích:
Do X, Y phản ứng được với axit HCl nên X, Y đứng trước H trong dãy hoạt động hóa học
Do Z, T không phản ứng với HCl nên 2 kim loại Z, T đứng sau H trong dãy hoạt động hóa học
Do X, Y có tính khử mạnh hơn Z, T. Giờ chỉ so sánh Z và T. Vì T đẩy được Z ra khỏi muối của Z nên T có tính khử mạnh hơn Z
Bởi vậy, Z là kim loại có tính khử yếu nhất
Câu 10. Khi cho Fe tác dụng với dung dịch HCl để điều chế FeCl2. Để dung dịch FeCl2 thu được không bị chuyển thành hợp chất sắt (III), người ta có thể cho thêm vào dung dịch chất gì?
A. Cho thêm một lượng sắt dư .
B. Cho thêm một lượng HCl dư.
C. Cho thêm một lượng kẽm dư.
D. Cho thêm một lượng HNO3 dư.
Đáp án A
Dung dịch FeCl2 dễ bị oxi hóa thành muối Fe3+ nên người ta thêm 1 lượng Fe để bảo quản FeCl2 vì: Fe + 2Fe3+ → 3Fe3+
Không dùng Zn sẽ tạo ra 1 lượng muối Zn2+ gây tạp chất
Không dùng HNO3 vì HNO3 oxi hóa luôn ion Fe2+ thành Fe3+,
Không dùng HCl sẽ không ngăn cản quá trình tạo Fe3+.
Câu 11. Khử m gam Fe3O4 bằng khí H2 thu được hỗn hợp X gồm Fe và FeO, hỗn hợp X tác dụng vừa hết với 1,5 lít dung dịch H2SO4 0,2M (loãng). Vậy m có giá trị bao nhiêu?
A. 11,6 gam.
B. 23,2 gam.
C. 46,4 gam.
D. 34,8 gam.
Đáp án B
Theo bài ra, khi hỗn hợp X tác dụng với axit H2SO4 vừa đủ thì chỉ thu được FeSO4
Số mol của nFeSO4= nSO42- = naxit = 0,3 mol.
Theo định luật bảo toàn nguyên tố Fe → nFe3O4 = 0,3 : 3 = 0,1 mol
Vậy giá trị của m là: m = 0,1 x 232 = 23,2 g.
Trên đây là những thông tin rất hữu ích về phản ứng hóa học Fe + HCl → FeCl2+ H2. Mong rằng bài viết này sẽ giúp bạn có được nhiều kiến thức bổ ích về môn Hóa học. Chúc bạn sức khỏe và học tập tốt.