Fe Tác Dụng Với HCl: Phản Ứng, Điều Kiện và Bài Tập (FeCl2, H2)

Bạn đang tìm hiểu về phản ứng giữa sắt (Fe) và axit clohydric (HCl)? CAUHOI2025.EDU.VN sẽ cung cấp thông tin chi tiết về phản ứng này, bao gồm phương trình hóa học, điều kiện phản ứng, hiện tượng, tính chất hóa học của sắt và các bài tập liên quan, giúp bạn nắm vững kiến thức về “Fe Td Hcl”.

1. Phản Ứng Hóa Học Fe + HCl: Tạo Ra FeCl2 và H2

Phản ứng giữa sắt (Fe) và axit clohydric (HCl) là một phản ứng hóa học quan trọng, thuộc loại phản ứng oxi hóa khử và phản ứng thế. Sản phẩm của phản ứng là sắt(II) clorua (FeCl2) và khí hidro (H2).

Phương trình hóa học:

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

Cách Lập Phương Trình Hóa Học

1. Xác định chất oxi hóa, chất khử:

   • Fe⁰ + H⁺¹Cl → Fe⁺²Cl₂ + H₂⁰
   • Chất khử: Fe; Chất oxi hóa: HCl.

2. Biểu diễn quá trình oxi hóa, quá trình khử:

   • Quá trình oxi hóa: Fe⁰ → Fe⁺² + 2e
   • Quá trình khử: 2H⁺¹ + 2e → H₂⁰

3. Cân bằng electron:

   • 1 x Fe⁰ → Fe⁺² + 2e
   • 1 x 2H⁺¹ + 2e → H₂⁰

4. Hoàn thành phương trình:

   • Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

   Alt text: Mô tả phản ứng hóa học giữa sắt (Fe) và axit clohydric (HCl) tạo thành sắt(II) clorua (FeCl2) và khí hidro (H2).

2. Điều Kiện Thực Hiện Phản Ứng Fe Td Hcl

Phản ứng giữa Fe và HCl diễn ra dễ dàng ở điều kiện thường. Không cần điều kiện đặc biệt nào.

3. Cách Tiến Hành Thí Nghiệm

Nhỏ từ từ dung dịch HCl vào ống nghiệm đã chứa sẵn một mẩu sắt.

4. Hiện Tượng Phản Ứng

Sắt tan dần trong dung dịch, đồng thời dung dịch trở nên có màu xanh nhạt đặc trưng của ion Fe²⁺. Khí H₂ thoát ra dưới dạng bọt khí.

5. Tính Chất Hóa Học Của Sắt (Fe)

Sắt là kim loại có tính khử trung bình.

• 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.

  • Với lưu huỳnh: Fe + S → FeS
  • Với oxi: 3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄
  • Với clo: 2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃

• Tác dụng với axit:

  • Với dung dịch HCl, H₂SO₄ loãng: Fe bị oxi hóa đến số oxi hóa +2, giải phóng H₂:
    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

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

• Tác dụng với dung dịch muối: Fe có thể khử được ion của các kim loại đứng sau nó trong dãy điện hóa của kim loại. Trong các phản ứng này, Fe thường bị oxi hóa đến số oxi hóa +2.

  • Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu
  • Đặc biệt:
    • Fe + 2Ag⁺ → Fe²⁺ + 2Ag
    • Nếu Ag⁺ dư, tiếp tục có phản ứng: Fe²⁺ + Ag⁺ → Fe³⁺ + Ag

• 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 → ^{to 570oC} Fe₃O₄ + 4H₂
  • Fe + H₂O → ^to>570oC FeO + H₂

  Alt text: Mô tả phản ứng của sắt (Fe) với dung dịch đồng(II) nitrat Cu(NO3)2.

6. Bài Tập Về Phản Ứng Fe Td Hcl

Dưới đây là một số bài tập vận dụng kiến thức về phản ứng giữa Fe và HCl, giúp bạn củng cố kiến thức đã học:

Câu 1: Trong 3 chất Fe, 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. Fe, Fe²⁺ và Fe³⁺.

B. Fe²⁺, Fe 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 năng 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 thành Fe²⁺ hoặc nhận 3e để thành Fe đơn chất → Fe³⁺ chỉ có tính oxi hóa → Y là Fe³⁺

Câu 2: 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

Câu 3: Chia bột kim loại X thành 2 phần. Phần một cho tác dụng với Cl₂ tạo ra muối Y. Phần hai cho tác dụng với dung dịch HCl tạo ra muối Z. Cho kim loại X tác dụng với muối Y lại 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 1: 2Fe (X) + 3Cl₂ → ^t°2FeCl₃ (Y)

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

Fe (X) + 2FeCl₃ (Y) → 3FeCl₂ (Z)

Câu 4: Chất nào dưới đây phản ứng với Fe tạo thành hợp chất Fe(II)?

A. Cl₂

B. dung dịch HNO₃ loãng

C. dung dịch AgNO₃ dư

D. dung dịch HCl

Hướng dẫn giải

Đáp án D

A. 2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃

B. Fe + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

C. Fe + 2AgNO₃ → Fe(NO₃)₂ + 2Ag

Fe(NO₃)₂ + AgNO₃ dư→ Fe(NO₃)₃ + Ag

D. Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

Câu 5: Hòa tan 2,24 gam Fe bằng 300 ml dung dịch HCl 0,4 M, thu được dung dịch X và khí H₂. Cho dung dịch AgNO₃ dư vào X, thu được khí NO (sản phẩm khử duy nhất của ) và m gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy 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

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

0,04 → 0,08 → 0,04 mol

Dung dịch X gồm: HCl dư = 0,12 – 0,08 = 0,04 mol và FeCl₂: 0,04 mol

Cho AgNO₃ dư vào X có phản ứng:

3Fe²⁺ + 4H⁺ + NO₃^– → 3Fe³⁺ + NO + 2H₂O

0,03 ← 0,04 mol

Fe²⁺ + Ag⁺ → Ag↓ + Fe³⁺ (0,04 – 0,03) → 0,01 mol

Ag⁺ + Cl^– → AgCl↓

0,12 → 0,12 mol

→ m = 0,01.108 + 0,12.143,5 = 18,3 gam.

Câu 6: 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 đặc nguội, HNO₃ đặc nguội.

D. Sai, ion Fe²⁺ ở mức oxi hóa trung gian nên có thể nhường hoặc nhận electron → thể hiện cả tính khử, cả tính oxi hóa.

Câu 7: Ngâm một lá kim loại có khối lượng 50g trong dung dịch HCl. Sau khi thu được 336ml H₂ (đkc) thì khối lượng lá kim loại giảm 1,68%. Kim loại đó là

A. Zn

B. Fe

C. Al

D. Ni

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Khối lượng kim loại phản ứng là:

m_KL = (1,68 * 50) / 100 = 0,84 gam

nH₂ = 0,336 / 22,4 = 0,015 mol

2M + 2nHCl → 2MCl_n + nH₂

Số mol của M là:

nM = (2n nH₂) = 2n 0,015 = 0,03n mol

→ MM = m_M / nM = 0,84 / (0,03n) = 28n

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:

2.nFe = 2.nH₂

→ nH₂ = nFe = 0,2 mol

→ V = 0,2.22,4 = 4,48 lít

Câu 9: Cho 10 gam hỗn hợp X gồm Fe và Cu phản ứng với dung dịch HCl loãng dư, đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 3,36 lít khí H₂ (đktc). Khối lượng của Cu trong 10 gam 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

nH₂= 0,15 mol

Chỉ có Fe phản ứng với dung dịch HCl

Bảo toàn electron ta có:

2.nFe = 2.nH₂

→ nH₂ = nFe = 0,15 mol

→ mFe = 0,15.56 = 8,4 gam

→ mCu = 10 – 8,4 = 1,6 gam

Câu 10: 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

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

FAQ Về Phản Ứng Fe + HCl

Dưới đây là một số câu hỏi thường gặp về phản ứng giữa Fe và HCl:

1. Phản ứng Fe + HCl có phải là phản ứng oxi hóa khử không?
   • Có, đây là phản ứng oxi hóa khử, trong đó Fe bị oxi hóa và H+ bị khử.
2. Sản phẩm của phản ứng Fe + HCl là gì?
   • Sản phẩm là sắt(II) clorua (FeCl2) và khí hidro (H2).
3. Phản ứng Fe + HCl có điều kiện gì đặc biệt không?
   • Không, phản ứng xảy ra ở điều kiện thường.
4. FeCl2 có màu gì?
   • FeCl2 có màu xanh nhạt trong dung dịch.
5. Fe có tác dụng với HCl đặc nguội không?
   • Có, phản ứng xảy ra bình thường vì HCl không có tính thụ động hóa.
6. Kim loại nào phản ứng mạnh hơn Fe với HCl?
   • Các kim loại kiềm và kiềm thổ phản ứng mạnh hơn Fe với HCl.
7. Phản ứng Fe + HCl có ứng dụng gì trong thực tế?
   • Phản ứng này được sử dụng trong phòng thí nghiệm để điều chế khí hidro và FeCl2.
8. Tại sao Fe lại phản ứng với HCl?
   • Do Fe có tính khử và HCl có tính axit, chúng phản ứng với nhau để tạo thành các sản phẩm bền hơn.
9. Phản ứng Fe + HCl có gây nguy hiểm không?
   • HCl là một axit mạnh, có thể gây bỏng da và ăn mòn kim loại. Cần cẩn thận khi sử dụng.
10. Làm thế nào để nhận biết phản ứng Fe + HCl xảy ra?
    • Sắt tan dần, có khí thoát ra và dung dịch chuyển sang màu xanh nhạt.

Bạn gặp khó khăn trong việc giải bài tập hóa học hoặc muốn tìm hiểu sâu hơn về các phản ứng hóa học khác? Hãy truy cập CAUHOI2025.EDU.VN để khám phá kho tàng kiến thức phong phú và nhận được sự hỗ trợ tận tình từ đội ngũ chuyên gia của chúng tôi. Tại CauHoi2025.EDU.VN, bạn có thể tìm thấy câu trả lời cho mọi thắc mắc, nâng cao kiến thức và tự tin chinh phục môn Hóa học. Liên hệ với chúng tôi qua địa chỉ 30 P. Khâm Thiên, Thổ Quan, Đống Đa, Hà Nội, Việt Nam hoặc số điện thoại +84 2435162967.