Hóa học 8
Phân tích phương trình & Bảo toàn khối lượng
Fe
56g
+
+
2HCl
2 × 36.5g
→
=
FeCl2
127g
+
+
H2
2g
Tra cứu nhanh các chất trong phản ứng
Phương trình ion thu gọn
Fe + 2H⁺ → Fe²⁺ + H₂
Hướng dẫn các bước cân bằng
- Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố thay đổi trước và sau phản ứng. Ta có: Fe⁰ → Fe⁺² và H⁺¹ → H₂⁰.
- Bước 2: Viết các nửa phản ứng oxi hóa và khử để cân bằng electron: Quá trình oxi hóa là Fe⁰ → Fe²⁺ + 2e. Quá trình khử là 2H⁺ + 2e → H₂⁰.
- Bước 3: Tìm hệ số thăng bằng electron. Tỉ lệ số electron nhường và nhận là 2 : 2 (tương đương 1 : 1).
- Bước 4: Đặt hệ số vào phương trình: Đặt hệ số 1 trước Fe, 1 trước FeCl₂, 1 trước H₂. Từ đó, cân bằng số nguyên tử clo bằng cách đặt hệ số 2 trước HCl. Kiểm tra số nguyên tử hiđro ở hai vế đã bằng nhau (2 H). Phương trình hoàn chỉnh: Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂.
1. Điều kiện phản ứng
Phản ứng xảy ra ở điều kiện thường. Để phản ứng xảy ra nhanh hơn, có thể dùng dung dịch HCl có nồng độ cao hoặc đun nóng nhẹ.
2. Hiện tượng sau phản ứng
Kim loại sắt (Fe) tan dần, có sủi bọt khí không màu, không mùi (khí hiđro H₂) thoát ra mạnh mẽ từ bề mặt thanh sắt. Dung dịch sau phản ứng chuyển dần từ không màu sang màu xanh nhạt của muối sắt(II) clorua (FeCl₂).
3. Quá trình phản ứng & Bản chất cơ chế xảy ra
- Cơ chế phản ứng: Đây là phản ứng thế và là phản ứng oxi hóa - khử điển hình xảy ra trong dung dịch chất điện li.
- Sự thay đổi số oxi hóa: Sắt (Fe) từ trạng thái đơn chất có số oxi hóa 0 bị oxi hóa lên +2 trong FeCl₂. Ion hiđro (H⁺) của axit clohiđric có số oxi hóa +1 bị khử xuống 0 trong đơn chất khí H₂.
- Quá trình nhường/nhận electron: Quá trình oxi hóa: Fe⁰ → Fe²⁺ + 2e. Quá trình khử: 2H⁺ + 2e → H₂⁰.
- Bản chất liên kết: Các nguyên tử sắt ở bề mặt thanh kim loại nhường electron cho các ion H⁺ di chuyển tự do trong dung dịch. Ion H⁺ nhận electron tạo thành nguyên tử H tự do, sau đó hai nguyên tử H nhanh chóng kết hợp tạo thành phân tử khí H₂ kém tan và bay lên. Các cation Fe²⁺ mới hình thành đi vào dung dịch và liên kết tĩnh điện với các anion Cl⁻ tạo thành muối tan sắt(II) clorua.
Mẹo nhớ nhanh bài học: Sắt tác dụng với HCl, giải phóng khí hiđro, tạo thành muối sắt(II) màu xanh nhạt. Hãy nhớ bài thơ: Sắt gặp axit clohiđric, sủi bọt hiđro bay ngút trời, chỉ lên sắt hai thôi em nhé, clo mạnh hơn mới lên ba.
4. Thông thư chi tiết các chất tham gia phản ứng (Reactants)
| Công thức | Tên gọi | Trạng thái | Tính chất hóa học & Đặc điểm |
|---|---|---|---|
| Fe | Sắt | Chất rắn, màu xám trắng | Là kim loại có tính khử trung bình. Tác dụng với các dung dịch axit không có tính oxi hóa mạnh (như HCl, H₂SO₄ loãng) tạo thành muối sắt(II). |
| HCl | Axit clohiđric | Dung dịch không màu | Là một axit mạnh phổ biến, làm đỏ quỳ tím, tác dụng với kim loại đứng trước hiđro trong dãy hoạt động hóa học. |
5. Thông tin chi tiết các chất sản phẩm sau phản ứng (Products)
| Công thức | Tên gọi | Trạng thái | Cách nhận biết trong phòng thí nghiệm |
|---|---|---|---|
| FeCl₂ | Sắt(II) clorua | Dung dịch màu xanh nhạt | Nhận biết bằng cách nhỏ dung dịch NaOH vào, xuất hiện kết tủa màu trắng xanh của Fe(OH)₂, sau một thời gian ngoài không khí kết tủa chuyển dần sang màu nâu đỏ của Fe(OH)₃. |
| H₂ | Hiđro | Chất khí không màu | Là chất khí nhẹ nhất, không màu, không mùi. Khi đưa que diêm đang cháy vào miệng ống nghiệm thoát khí sẽ nghe tiếng nổ nhẹ hoặc thấy ngọn lửa màu xanh nhạt. |
Bài tập vận dụng kiểm tra kiến thức liên quan
Khi cho một lượng dư bột sắt vào dung dịch axit clohiđric đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, lọc bỏ phần chất rắn không tan, dung dịch thu được chứa chất tan nào?
Lời giải chi tiết: Vì lượng bột sắt được cho vào là dư nên toàn bộ lượng axit HCl trong dung dịch đã phản ứng hết. Do đó, trong dung dịch sau phản ứng không còn axit HCl dư. Phản ứng giữa Fe và HCl chỉ sinh ra muối sắt(II) clorua FeCl₂ chứ không tạo ra muối sắt(III) clorua FeCl₃. Vậy chất tan duy nhất có trong dung dịch sau phản ứng là FeCl₂.