FeCl3 ra Fe(OH)3: Na + FeCl3 + H2O và cách cân bằng

Trả lời nhanh

Phương trình tổng: 6Na + 2FeCl₃ + 6H₂O → 3H₂↑ + 6NaCl + 2Fe(OH)₃↓. Na không đẩy sắt ra khỏi muối trong dung dịch mà phản ứng với nước tạo NaOH và khí H₂. Sau đó NaOH tác dụng với FeCl₃ tạo kết tủa Fe(OH)₃ màu nâu đỏ.

Phương trình hoá học Na + FeCl₃ + H₂O

Phương trình ở dạng phân tử, đã cân bằng:

6Na + 2FeCl₃ + 6H₂O → 3H₂↑ + 6NaCl + 2Fe(OH)₃↓

Điều kiện: nhiệt độ thường, Na cho vào dung dịch FeCl₃. Dạng ion thu gọn của giai đoạn tạo kết tủa là: Fe³⁺ + 3OH^– → Fe(OH)₃↓.

Vì sao không có sắt kim loại tạo thành?

Nhiều bạn viết 3Na + FeCl₃ → 3NaCl + Fe, đây là sai khi làm trong dung dịch. Na là kim loại rất mạnh, gặp nước là phản ứng ngay, nên không kịp “đẩy” Fe khỏi muối. Phản ứng xảy ra theo hai giai đoạn liên tiếp.

Giai đoạn 1: 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑
Giai đoạn 2: FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃↓ + 3NaCl

Quy tắc chung: kim loại kiềm, kiềm thổ (Ca, Ba…) cho vào dung dịch muối đều phản ứng với nước trước, sau đó bazơ sinh ra mới phản ứng với muối (nếu tạo kết tủa, khí…).

Cách cân bằng phương trình tổng

Ghép hai giai đoạn sao cho lượng NaOH triệt tiêu:

Nhân giai đoạn 1 với 3: 6Na + 6H₂O → 6NaOH + 3H₂
Nhân giai đoạn 2 với 2: 2FeCl₃ + 6NaOH → 2Fe(OH)₃ + 6NaCl
Cộng vế theo vế, bỏ 6NaOH ở hai bên.

Kiểm tra số nguyên tử hai vế:

Nguyên tố	Vế trái	Vế phải
Na	6	6 (trong 6NaCl)
Fe	2	2
Cl	6	6
H	12 (6H₂O)	6 (3H₂) + 6 (2Fe(OH)₃) = 12
O	6	6

Hiện tượng quan sát được

Mẩu Na nóng chảy thành giọt tròn, chạy nhanh trên mặt dung dịch, tan dần và có khí không màu (H₂) thoát ra.
Dung dịch vàng nâu của FeCl₃ xuất hiện kết tủa màu nâu đỏ Fe(OH)₃.
Phản ứng toả nhiều nhiệt, nếu Na lớn có thể bắn dung dịch, cần làm với lượng nhỏ và đeo kính bảo hộ.

Các cách khác để từ FeCl₃ ra Fe(OH)₃

Fe(OH)₃ là bazơ không tan, nên FeCl₃ tạo được kết tủa này khi gặp bất kì dung dịch kiềm hoặc chất tạo môi trường kiềm:

Với NaOH: FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃↓ + 3NaCl
Với NH₃: FeCl₃ + 3NH₃ + 3H₂O → Fe(OH)₃↓ + 3NH₄Cl
Với muối cacbonat (thuỷ phân hai chiều): 2FeCl₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O → 2Fe(OH)₃↓ + 3CO₂↑ + 6NaCl (vừa có kết tủa nâu đỏ vừa sủi bọt khí)
Với kim loại kiềm, kiềm thổ cho vào dung dịch: như phản ứng với Na ở trên; với K tương tự, với Ba còn thêm lưu ý tạo muối BaCl₂.

Mẹo nhớ và lỗi sai thường gặp

Mẹo: thấy “kim loại mạnh + dung dịch muối” thì nghĩ ngay “nước phản ứng trước”. Viết giai đoạn 1 và 2 rồi cộng lại sẽ không bị sót hệ số.
Lỗi 1: viết sản phẩm là Fe kim loại.
Lỗi 2: quên mũi tên ↓ cho Fe(OH)₃ và ↑ cho H₂.
Lỗi 3: cho rằng NaOH dư làm tan Fe(OH)₃. Khác với Al(OH)₃, Fe(OH)₃ không lưỡng tính nên không tan trong kiềm dư.
Lỗi 4: nhầm Fe(OH)₃ (nâu đỏ) với Fe(OH)₂ (trắng xanh), Fe(OH)₂ sinh ra từ muối sắt(II) như FeCl₂.

Bài tập luyện tập

Bài 1. Cho 6,9 gam Na vào dung dịch chứa FeCl₃ dư. Tính thể tích H₂ (đktc) và khối lượng kết tủa.

Giải: n_Na = 6,9 : 23 = 0,3 mol. Theo phương trình tổng, n_H2 = 0,3 : 2 = 0,15 mol, V = 0,15 × 22,4 = 3,36 lít. n_Fe(OH)3 = 0,3 : 3 = 0,1 mol, m = 0,1 × 107 = 10,7 gam.

Bài 2. Cho 2,3 gam Na vào 100 ml dung dịch FeCl₃ 0,1M. Tính khối lượng kết tủa thu được.

Giải: n_Na = 0,1 mol nên n_NaOH = 0,1 mol; n_FeCl3 = 0,1 × 0,1 = 0,01 mol, cần 0,03 mol NaOH. NaOH dư 0,07 mol nhưng Fe(OH)₃ không tan trong kiềm. Vậy n_Fe(OH)3 = 0,01 mol, m = 1,07 gam.

Bài 3. Hiện tượng nào xảy ra khi nhỏ từ từ dung dịch Na₂CO₃ vào dung dịch FeCl₃?

Đáp án: Xuất hiện kết tủa nâu đỏ Fe(OH)₃ và có khí CO₂ thoát ra, do ion Fe³⁺ và CO₃^2– thuỷ phân tăng cường lẫn nhau.

Câu hỏi thường gặp

Na tác dụng với dung dịch FeCl3 có tạo ra Fe không?

Không. Na phản ứng với nước trong dung dịch tạo NaOH và H2, sau đó NaOH tác dụng với FeCl3 tạo kết tủa Fe(OH)3. Muốn có Fe kim loại phải dùng phương pháp khác như nhiệt luyện hoặc điện phân.

Fe(OH)3 có màu gì?

Fe(OH)3 là chất kết tủa màu nâu đỏ, không tan trong nước và không tan trong dung dịch kiềm dư.

Phương trình ion thu gọn của FeCl3 với NaOH là gì?

Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3↓. Ion Cl- và Na+ không tham gia phản ứng nên được lược bỏ.

Cho K vào dung dịch FeCl3 có xảy ra phản ứng giống Na không?

Có. K cũng phản ứng với nước tạo KOH và H2, sau đó KOH tạo kết tủa Fe(OH)3 với FeCl3: 6K + 2FeCl3 + 6H2O → 3H2 + 6KCl + 2Fe(OH)3.