Để xác định hai dung dịch nào đều phản ứng được với kim loại Fe (sắt), chúng ta cần xem xét các phản ứng hóa học có thể xảy ra. Sắt là một kim loại có tính khử trung bình, có thể phản ứng với nhiều loại dung dịch khác nhau, đặc biệt là các dung dịch axit và dung dịch muối của kim loại yếu hơn.
Dưới đây là một số cặp dung dịch phổ biến mà cả hai đều có khả năng phản ứng với Fe:
-
Axit clohidric (HCl) và Đồng sunfat (CuSO4)
-
Phản ứng của Fe với HCl:
Sắt phản ứng với axit clohidric tạo thành sắt(II) clorua và khí hidro:
$Fe + 2HCl rightarrow FeCl_2 + H_2$
-
Phản ứng của Fe với CuSO4:
Sắt phản ứng với dung dịch đồng sunfat tạo thành sắt(II) sunfat và đồng kim loại:
$Fe + CuSO_4 rightarrow FeSO_4 + Cu$
-
Hai phương trình trên minh họa phản ứng của sắt với axit clohidric tạo thành sắt(II) clorua và khí hidro, một phản ứng ăn mòn kim loại phổ biến; và phản ứng với đồng sunfat, tạo ra sắt(II) sunfat và giải phóng đồng kim loại, thể hiện tính khử của sắt.
-
Axit sulfuric loãng (H2SO4 loãng) và Bạc nitrat (AgNO3)
-
Phản ứng của Fe với H2SO4 loãng:
Sắt phản ứng với axit sulfuric loãng tạo thành sắt(II) sunfat và khí hidro:
$Fe + H_2SO_4 rightarrow FeSO_4 + H_2$
-
Phản ứng của Fe với AgNO3:
Sắt phản ứng với bạc nitrat tạo thành sắt(II) nitrat và bạc kim loại:
$Fe + 2AgNO_3 rightarrow Fe(NO_3)_2 + 2Ag$
-
Phản ứng này thể hiện rõ tính khử của sắt khi nó tác dụng với dung dịch bạc nitrat, tạo ra sắt(II) nitrat và kết tủa bạc kim loại.
-
Axit nitric loãng (HNO3 loãng) và Kẽm clorua (ZnCl2 – có tính axit nhẹ do thủy phân)
-
Phản ứng của Fe với HNO3 loãng:
Sắt phản ứng với axit nitric loãng, sản phẩm phụ thuộc vào nồng độ axit và nhiệt độ, có thể tạo ra các sản phẩm khử khác nhau của nitơ như NO, N2O, NH4NO3,… Ví dụ:
$3Fe + 8HNO_3 rightarrow 3Fe(NO_3)_2 + 2NO + 4H_2O$
-
Phản ứng của Fe với ZnCl2:
Về cơ bản, ZnCl2 là muối của axit mạnh và bazơ yếu, nên trong dung dịch có xảy ra quá trình thủy phân tạo môi trường axit yếu. Fe có thể phản ứng chậm với môi trường axit này:
$Fe + 2H_2O + ZnCl_2 rightleftharpoons FeCl_2 + Zn(OH)_2 + H_2$
Tuy nhiên, phản ứng này diễn ra rất chậm và không hoàn toàn.
-
Lưu ý:
- Khả năng phản ứng của Fe còn phụ thuộc vào nồng độ dung dịch, nhiệt độ và các yếu tố khác.
- Khi Fe phản ứng với axit nitric (HNO3), sản phẩm khử có thể khác nhau tùy thuộc vào điều kiện phản ứng.
Hiểu rõ các phản ứng hóa học này giúp ta dễ dàng xác định được các cặp dung dịch khác nhau mà cả hai đều có thể phản ứng với kim loại sắt.
