Trả lời nhanh
Đáp án đúng là A. FeCl3. Ion Fe3+ có tính oxi hoá mạnh hơn Fe2+ nên oxi hoá được sắt kim loại: Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2. Sắt tan dần, dung dịch chuyển từ vàng nâu sang lục nhạt.
Phân tích câu hỏi
Câu hỏi “Fe có thể tan trong dung dịch chất nào” thực chất hỏi: chất nào có ion oxi hoá được Fe? Ở đề này phương án A là FeCl3. Các phương án nhiễu thường gặp trong dạng đề này là muối của kim loại đứng trước hoặc cùng cặp với Fe như FeCl2, AlCl3, MgCl2, ZnCl2… Với những muối đó, Fe không phản ứng.
Giải thích vì sao chọn FeCl3
Trong dãy điện hoá, thứ tự các cặp oxi hoá – khử là: Al3+/Al, Zn2+/Zn, Fe2+/Fe, Cu2+/Cu, Fe3+/Fe2+, Ag+/Ag. Cặp Fe3+/Fe2+ đứng sau cặp Fe2+/Fe, nên theo quy tắc α, Fe3+ phản ứng với Fe:
Fe + 2Fe3+ → 3Fe2+
Phương trình phân tử: Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2 (xảy ra ở nhiệt độ thường; hiện tượng: Fe tan, dung dịch từ vàng nâu chuyển dần sang lục nhạt).
Loại trừ các muối còn lại
| Muối trong dung dịch | Fe có tan không? | Lý do |
|---|---|---|
| FeCl3 | Có | Fe3+ oxi hoá Fe thành Fe2+ |
| FeCl2 | Không | Cùng cặp Fe2+/Fe, không có phản ứng |
| AlCl3 | Không | Al3+/Al đứng trước Fe2+/Fe, Fe yếu hơn Al |
| MgCl2 | Không | Fe không khử được Mg2+ |
| CuSO4 | Có | Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu↓ (đỏ) |
| AgNO3 | Có | Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag↓ |
Cách làm nhanh mọi câu dạng “Fe tan trong dung dịch…”
- Xác định cation oxi hoá trong dung dịch (Fe3+, Cu2+, Ag+, H+…).
- Viết cặp oxi hoá – khử của nó và so với cặp Fe2+/Fe.
- Nếu cặp đó đứng sau Fe2+/Fe trong dãy điện hoá thì Fe tan; nếu đứng trước thì không.
Mẹo nhớ: Fe tan trong muối của kim loại “yếu hơn” mình (Cu, Ag, Pb…) và trong muối Fe(III). Fe không tan trong muối của Mg, Al, Zn, Ca, Na…
Lỗi sai thường gặp
- Chọn FeCl2 vì “cùng nguyên tố sắt”: sai, Fe và Fe2+ là một cặp liên hợp nên không phản ứng với nhau.
- Quên cặp Fe3+/Fe2+: Fe phản ứng với Fe3+ tạo Fe2+, không tạo kim loại.
- Viết sản phẩm là FeCl3 khi Fe tác dụng với HCl hay muối: Fe cho Fe2+ với H+ (HCl, H2SO4 loãng) và với muối của kim loại yếu; chỉ cho Fe3+ khi gặp chất oxi hoá mạnh (Cl2, HNO3, H2SO4 đặc nóng…).
Bài luyện tập
Bài 1. Cho 5,6 gam Fe vào dung dịch chứa 0,1 mol FeCl3. Sau phản ứng hoàn toàn, tính khối lượng Fe còn dư và số mol FeCl2 thu được.
Đáp án: n(Fe) = 0,1 mol. Theo phương trình Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2, 0,1 mol FeCl3 chỉ phản ứng hết 0,05 mol Fe, tạo 0,15 mol FeCl2. Fe dư 0,05 mol, tức 2,8 gam.
Bài 2. Fe có tan trong dung dịch ZnSO4 không? Trong dung dịch Cu(NO3)2 thì sao?
Đáp án: Không tan trong ZnSO4 vì Fe yếu hơn Zn. Tan trong Cu(NO3)2: Fe + Cu(NO3)2 → Fe(NO3)2 + Cu↓.
Bài 3. Cho 0,1 mol Fe vào dung dịch chứa 0,3 mol AgNO3. Tính khối lượng Ag và muối sắt thu được.
Đáp án: Fe + 2Ag+ → Fe2+ + 2Ag: dùng 0,2 mol Ag+, tạo 0,1 mol Fe2+, 0,2 mol Ag. Còn 0,1 mol Ag+ phản ứng tiếp: Fe2+ + Ag+ → Fe3+ + Ag, tạo thêm 0,1 mol Ag. Tổng 0,3 mol Ag = 32,4 gam; muối là 0,1 mol Fe(NO3)3.
Câu hỏi thường gặp
Fe có tan trong dung dịch FeCl2 không?
Không. Fe và Fe²⁺ thuộc cùng một cặp oxi hoá – khử Fe²⁺/Fe nên không xảy ra phản ứng.
Hiện tượng khi cho Fe vào dung dịch FeCl3 là gì?
Sắt tan dần, dung dịch từ màu vàng nâu của Fe³⁺ chuyển sang lục nhạt của Fe²⁺. Phương trình: Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2.
Fe có tan trong dung dịch AlCl3, MgCl2 không?
Không, vì Fe đứng sau Al và Mg trong dãy hoạt động hoá học nên không khử được Al³⁺ và Mg²⁺.
Ngoài FeCl3, Fe còn tan trong dung dịch muối nào?
Fe tan trong muối của kim loại yếu hơn như CuSO4, AgNO3, Pb(NO3)2 và trong các muối Fe(III) như Fe2(SO4)3, Fe(NO3)3.