Fe Tác Dụng HCl: Hiện Tượng, Phương Trình Phản Ứng & Bài Tập (Có Đáp Án)

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

Giới thiệu (Meta Description): Phản ứng giữa Fe và HCl tạo ra FeCl2 và H2 là một thí nghiệm hóa học thú vị. CAUHOI2025.EDU.VN giải thích chi tiết phương trình, hiện tượng, điều kiện phản ứng, kèm bài tập có lời giải. Tìm hiểu ngay về sắt tác dụng với axit clohydric, phản ứng oxi hóa khử, và bài tập hóa học liên quan.

1. Phản Ứng Fe + HCl: Phương Trình Hóa Học

Phương trình hóa học của phản ứng giữa sắt (Fe) và axit clohydric (HCl) được biểu diễn như sau:

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

Đây là một phản ứng oxi hóa khử, trong đó:

• Fe (sắt) là chất khử.
• HCl (axit clohydric) là chất oxi hóa.

Cách lập phương trình hóa học:

• Bước 1: Xác định các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hóa.

  Fe⁰ + H⁺¹Cl⁻¹ → Fe⁺²Cl⁻¹ + H₂⁰

  Chất khử: Fe; chất oxi hóa: HCl.

• Bước 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

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

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

• Bước 4: Điền hệ số vào phương trình hóa học.

  Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

2. Điều Kiện Để Phản Ứng Fe Tác Dụng Với HCl Diễn Ra

Phản ứng giữa sắt và axit clohydric diễn ra ở điều kiện thường. Không cần đun nóng hay sử dụng chất xúc tác.

3. Cách Tiến Hành Thí Nghiệm

Để thực hiện phản ứng này, bạn có thể làm theo các bước sau:

1. Chuẩn bị một ống nghiệm.
2. Cho một mẩu sắt (ví dụ: vụn sắt, lá sắt) vào ống nghiệm.
3. Nhỏ từ từ dung dịch HCl vào ống nghiệm chứa sắt.

4. Hiện Tượng Phản Ứng Fe + HCl

Khi cho sắt tác dụng với axit clohydric, bạn sẽ quan sát được các hiện tượng sau:

• Sắt tan dần trong dung dịch.
• Dung dịch trở nên trong suốt, sau đó có màu xanh nhạt của muối sắt(II) clorua (FeCl₂).
• Có bọt khí không màu thoát ra, đó là khí hidro (H₂).

Alt: Sắt tác dụng HCl, sắt tan dần, khí hidro thoát ra, dung dịch FeCl2 màu xanh nhạt

5. Tính Chất Hóa Học Của Sắt (Fe)

Sắt là một kim loại có tính khử trung bình. Tùy thuộc vào chất oxi hóa, sắt có thể bị oxi hóa đến số oxi hóa +2 hoặc +3.

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:

  Fe + S → FeS (điều kiện: nhiệt độ)

• Tác dụng với oxi:

  3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄ (điều kiện: nhiệt độ)

• Tác dụng với clo:

  2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃ (điều kiện: nhiệt độ)

5.2. Tác Dụng Với Axit

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

  Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

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

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

  Lưu ý: Sắt bị thụ động bởi các axit HNO₃ đặc, nguội và H₂SO₄ đặc, nguội. Hiện tượng này xảy ra do lớp oxit mỏng bền vững được hình thành trên bề mặt sắt, ngăn không cho phản ứng tiếp tục. Theo giải thích của PGS.TS Trần Hồng Côn, khoa Hóa, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, lớp oxit này có tính chất bảo vệ, giúp sắt không bị ăn mòn trong môi trường axit mạnh.

5.3. Tác Dụng Với Dung Dịch Muối

Sắt 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. 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. Tuy nhiên, ở nhiệt độ cao, sắt khử hơi nước tạo ra H₂ và Fe₃O₄ hoặc FeO.

3Fe + 4H₂O → Fe₃O₄ + 4H₂ (điều kiện: nhiệt độ > 570°C)

Fe + H₂O → FeO + H₂ (điều kiện: nhiệt độ > 570°C)

6. Bài Tập Vận Dụng Liên Quan Đến Phản Ứng Fe + HCl

Dưới đây là một số bài tập trắc nghiệm liên quan đến phản ứng của sắt, giúp bạn củng cố kiến thức.

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

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 → 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

• 2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃
• Fe + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O
• Fe + 2AgNO₃ → Fe(NO₃)₂ + 2Ag
  Fe(NO₃)₂ + AgNO₃ dư→ Fe(NO₃)₃ + Ag
• 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:

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

nH₂ = 0,336 / 22,4 = 0,015 mol

2M + 2nHCl → 2MCln + nH₂

Số mol của M là:

nM = (2n nH₂) = (2n 0,015) = 0,03n mol

→ MM = mMnM = 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

7. Câu Hỏi Thường Gặp (FAQ) Về Phản Ứng Fe + HCl

1. Phản ứng giữa Fe và HCl có phải là phản ứng oxi hóa khử không?

   • Có, đây là phản ứng oxi hóa khử, trong đó Fe là chất khử và HCl là chất oxi hóa.

2. Sản phẩm của phản ứng Fe + HCl là gì?

   • Sản phẩm là sắt(II) clorua (FeCl₂) và khí hidro (H₂).

3. Tại sao sắt bị thụ động trong HNO₃ đặc nguội?

   • Do tạo thành lớp oxit mỏng bảo vệ trên bề mặt sắt, ngăn không cho phản ứng tiếp tục.

4. Phản ứng Fe + HCl có cần điều kiện gì đặc biệt không?

   • Không, phản ứng xảy ra ở điều kiện thường.

5. FeCl₂ có màu gì?

   • Dung dịch FeCl₂ có màu xanh nhạt.

6. Kim loại nào phản ứng mạnh hơn với HCl: Fe hay Zn?

   • Zn phản ứng mạnh hơn Fe với HCl.

7. Có thể dùng phản ứng Fe + HCl để điều chế khí H₂ trong phòng thí nghiệm không?

   • Có, đây là một phương pháp phổ biến để điều chế H₂ trong phòng thí nghiệm.

8. Điều gì xảy ra nếu cho Fe dư vào dung dịch HCl?

   • Phản ứng vẫn xảy ra cho đến khi HCl hết, tạo ra FeCl₂ và H₂.

9. Phản ứng giữa Fe và HCl có ứng dụng gì trong thực tế?

   • Ứng dụng trong việc làm sạch bề mặt kim loại, loại bỏ gỉ sắt.

10. Làm thế nào để nhận biết khí H₂ tạo thành trong phản ứng?

    • Dùng que đóm còn tàn đỏ, nếu que đóm bùng cháy thì chứng tỏ có khí H₂ thoát ra.

8. Tìm Hiểu Thêm Tại CAUHOI2025.EDU.VN

Hy vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn những thông tin hữu ích về phản ứng giữa Fe và HCl, bao gồm hiện tượng phản ứng fe hcl. Để khám phá thêm nhiều kiến thức hóa học thú vị và các dạng bài tập khác, hãy truy cập CAUHOI2025.EDU.VN ngay hôm nay! Chúng tôi luôn sẵn sàng giải đáp mọi thắc mắc của bạn.

Nếu bạn gặp khó khăn trong quá trình học tập hoặc cần tư vấn chuyên sâu về các vấn đề hóa học, đừng ngần ngại liên hệ với CAUHOI2025.EDU.VN qua trang Liên hệ để được hỗ trợ tận tình. Địa chỉ của chúng tôi là 30 P. Khâm Thiên, Thổ Quan, Đống Đa, Hà Nội, Việt Nam. Bạn cũng có thể gọi điện thoại đến số +84 2435162967 để được tư vấn trực tiếp.

CauHoi2025.EDU.VN – Nơi cung cấp thông tin chính xác, đáng tin cậy và dễ hiểu cho mọi người!