Phản ứng giữa Fe2O3 và HCl là một phản ứng quan trọng trong hóa học vô cơ, thường gặp trong các bài tập và thí nghiệm liên quan đến sắt và hợp chất của nó. Bài viết này sẽ cung cấp thông tin chi tiết về phản ứng Fe2o3 Ra Fecl3, bao gồm phương trình phản ứng, điều kiện thực hiện, hiện tượng quan sát được, phương trình ion rút gọn, tính chất của các chất tham gia, và các bài tập vận dụng có lời giải chi tiết.
Phương Trình Phản Ứng Fe2O3 + HCl
1. Phương trình phân tử:
Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O2. Điều kiện phản ứng:
Phản ứng xảy ra ở điều kiện thường, không cần đun nóng hay sử dụng xúc tác.
3. Hiện tượng phản ứng:
- Bột Fe2O3 màu đỏ nâu tan dần trong dung dịch HCl.
- Dung dịch thu được có màu vàng nâu đặc trưng của FeCl3.
Phương Trình Ion Rút Gọn
1. Phương trình phân tử:
Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O2. Phương trình ion đầy đủ:
Fe2O3 + 6H+ + 6Cl- → 2Fe3+ + 6Cl- + 3H2O3. Phương trình ion rút gọn:
Fe2O3 + 6H+ → 2Fe3+ + 3H2OTính Chất Của Fe2O3
- Fe2O3 (Sắt(III) oxit) là chất rắn màu đỏ nâu, không tan trong nước.
- Fe2O3 có tính chất của một oxit bazơ, dễ dàng tác dụng với các axit mạnh như HCl, H2SO4.
Ảnh minh họa phản ứng giữa oxit sắt (III) và axit clohidric, tạo thành dung dịch sắt (III) clorua màu vàng nâu.
-
Ở nhiệt độ cao, Fe2O3 có thể bị khử bởi CO hoặc H2 thành Fe:
Fe2O3 + 3CO →to 2Fe + 3CO2 -
Fe2O3 được điều chế bằng cách nhiệt phân Fe(OH)3:
2Fe(OH)3 →to Fe2O3 + 3H2O -
Fe2O3 tồn tại trong tự nhiên dưới dạng quặng hematit, là nguyên liệu quan trọng để luyện gang.
Tính Chất Của HCl
Tính chất vật lý
- HCl (axit clohidric) là chất lỏng, không màu, có mùi xốc.
- Dung dịch HCl đặc (khoảng 37%) có khối lượng riêng khoảng 1,19 g/cm3.
- Dung dịch HCl đặc “bốc khói” trong không khí ẩm do HCl bay hơi và tạo thành các hạt dung dịch nhỏ với hơi nước.
Tính chất hóa học
HCl là một axit mạnh, mang đầy đủ tính chất hóa học của một axit:
-
Làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ.
-
Tác dụng với kim loại đứng trước H trong dãy hoạt động hóa học:
Mg + 2HCl → MgCl2 + H22Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 -
Tác dụng với oxit bazơ và bazơ tạo thành muối và nước:
CuO + 2HCl → CuCl2 + H2ONaOH + HCl → NaCl + H2O -
Tác dụng với muối của axit yếu hơn tạo thành muối mới và axit mới:
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2 ↑AgNO3 + HCl → AgCl↓ + HNO3
Dung dịch HCl đặc còn thể hiện tính khử khi tác dụng với chất oxi hóa mạnh như KMnO4, MnO2:
4HCl + MnO2 → MnCl2 + Cl2 + 2H2OĐiều chế
Trong phòng thí nghiệm
Điều chế HCl bằng cách cho NaCl tinh thể tác dụng với H2SO4 đặc và đun nóng.
NaCltt + H2SO4 đặc →t0≤250o NaHSO4 + HCl ↑Trong công nghiệp
-
Phương pháp tổng hợp: Đốt H2 trong Cl2.
H2 + Cl2 →t0 2HCl -
Phương pháp sunfat: Sử dụng NaCl rắn và H2SO4 đặc.
-
Thu hồi từ quá trình clo hóa các hợp chất hữu cơ.
Bài Tập Vận Dụng Liên Quan Đến Fe2O3 ra FeCl3
Câu 1: Cho 16 gam Fe2O3 tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl dư. Khối lượng FeCl3 thu được là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
- Số mol Fe2O3: n(Fe2O3) = 16/160 = 0,1 mol
- Theo phương trình phản ứng: Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O, số mol FeCl3 gấp đôi số mol Fe2O3.
- Số mol FeCl3: n(FeCl3) = 2 * 0,1 = 0,2 mol
- Khối lượng FeCl3: m(FeCl3) = 0,2 * 162,5 = 32,5 gam
Câu 2: Để hòa tan hoàn toàn 20 gam hỗn hợp gồm Fe2O3 và CuO cần vừa đủ 300 ml dung dịch HCl 2M. Tính phần trăm khối lượng của Fe2O3 trong hỗn hợp ban đầu.
Hướng dẫn giải:
- Số mol HCl: n(HCl) = 0,3 * 2 = 0,6 mol
- Gọi số mol Fe2O3 là x, số mol CuO là y.
- Ta có hệ phương trình:
- 160x + 80y = 20 (khối lượng hỗn hợp)
- 6x + 2y = 0,6 (số mol HCl phản ứng)
- Giải hệ phương trình, ta được: x = 0,05 mol, y = 0,15 mol
- Khối lượng Fe2O3: m(Fe2O3) = 0,05 * 160 = 8 gam
- Phần trăm khối lượng Fe2O3: %m(Fe2O3) = (8/20) * 100% = 40%
Câu 3: Cho m gam Fe2O3 tác dụng với dung dịch HCl dư, thu được dung dịch X. Cô cạn dung dịch X, thu được 32,5 gam muối khan. Giá trị của m là:
Hướng dẫn giải:
- Muối khan thu được là FeCl3
- n(FeCl3) = 32,5 / 162,5 = 0,2 mol
- Theo phương trình phản ứng: Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O
- n(Fe2O3) = 0,5 n(FeCl3) = 0,5 0,2 = 0,1 mol
- m(Fe2O3) = 0,1 * 160 = 16 gam
Câu 4: Hòa tan hoàn toàn 8 gam một oxit sắt bằng dung dịch HCl dư, sau phản ứng thu được 16,25 gam muối khan. Xác định công thức của oxit sắt.
Hướng dẫn giải:
- Gọi công thức oxit sắt là FexOy.
- Số mol FeCl3 tạo thành = 16,25/162,5 = 0,1 mol
- Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Fe: nFe(trong oxit) = nFe(trong FeCl3)
=> x * n(FexOy) = 0,1 mol
=> n(FexOy) = 0,1/x mol - Khối lượng mol của oxit sắt: MxOy = 8 / (0,1/x) = 80x
- Ta có: 56x + 16y = 80x => 16y = 24x => 2y = 3x
- => x/y = 2/3
- Vậy công thức của oxit sắt là Fe2O3.
Những bài tập này giúp củng cố kiến thức về phản ứng Fe2O3 + HCl và kỹ năng giải bài tập hóa học liên quan đến tính toán theo phương trình hóa học. Nắm vững các kiến thức và kỹ năng này sẽ giúp bạn tự tin hơn khi đối mặt với các bài kiểm tra và kỳ thi.
