FeCl2 + Al → AlCl3 + Fe: Cân bằng, hiện tượng

Trả lời nhanh

Phương trình cân bằng: 3FeCl₂ + 2Al → 2AlCl₃ + 3Fe. Nhôm hoạt động hóa học mạnh hơn sắt nên khử được ion Fe²⁺ trong dung dịch muối thành kim loại Fe. Hiện tượng: nhôm tan dần, có chất rắn màu xám bám ra, dung dịch màu lục nhạt của FeCl₂ nhạt dần.

Phương trình phản ứng FeCl₂ + Al

Phương trình phân tử:

3FeCl₂ + 2Al → 2AlCl₃ + 3Fe

Phương trình ion thu gọn:

3Fe²⁺ + 2Al → 2Al³⁺ + 3Fe

Đây là phản ứng thế (oxi hóa – khử) giữa kim loại và dung dịch muối. Nhiều bạn tìm “FeCl₂ ra Fe” chính là muốn biết loại phản ứng này.

Cân bằng bằng phương pháp thăng bằng electron

Xác định số oxi hóa thay đổi: Al từ 0 lên +3; Fe từ +2 xuống 0. Clo giữ nguyên số oxi hóa −1.
Viết quá trình:
- Chất khử: Al → Al³⁺ + 3e (nhường 3 electron)
- Chất oxi hóa: Fe²⁺ + 2e → Fe (nhận 2 electron)
Cân bằng electron cho – nhận: bội chung nhỏ nhất của 3 và 2 là 6. Nhân quá trình của Al với 2, quá trình của Fe với 3.
Đặt hệ số: 2Al và 3FeCl₂ ở vế trái; 2AlCl₃ và 3Fe ở vế phải.
Kiểm tra: Cl ở vế trái 3 × 2 = 6, vế phải 2 × 3 = 6 ✔.

Mẹo nhớ: số electron của chất này chính là hệ số của chất kia (Al nhường 3 → hệ số của Fe là 3; Fe nhận 2 → hệ số của Al là 2).

Điều kiện và hiện tượng

Nội dung	Mô tả
Điều kiện	Nhiệt độ thường, FeCl₂ ở dạng dung dịch, nhôm cần sạch lớp oxit (khi nhúng vào dung dịch, ion Cl⁻ giúp phá lớp oxit mỏng nên phản ứng vẫn xảy ra)
Hiện tượng	Thanh nhôm mòn dần; có kim loại màu xám trắng (Fe) bám bên ngoài; dung dịch màu lục nhạt nhạt dần đến gần không màu khi FeCl₂ phản ứng hết
Chất rắn thu được	Fe (và Al nếu dư)
Dung dịch sau phản ứng	AlCl₃ (và FeCl₂ nếu còn dư)

Vì sao Al đẩy được Fe khỏi muối?

Trong dãy điện hóa, cặp Al³⁺/Al đứng trước cặp Fe²⁺/Fe. Theo quy tắc α, chất khử mạnh hơn (Al) phản ứng với chất oxi hóa mạnh hơn (Fe²⁺) tạo chất khử yếu hơn (Fe) và chất oxi hóa yếu hơn (Al³⁺).

Chiều ngược lại không xảy ra: Fe không đẩy được Al ra khỏi dung dịch AlCl₃.

Những chất nào khác cũng làm FeCl₂ ra Fe?

Kim loại mạnh hơn Fe (không tan trong nước ở điều kiện thường): Mg, Zn, Al… ví dụ Zn + FeCl₂ → ZnCl₂ + Fe.
Kim loại yếu hơn Fe như Cu, Ag: không phản ứng.
Kim loại kiềm, kiềm thổ tan trong nước (Na, Ca, Ba…): không thu được Fe vì kim loại phản ứng với nước trước, sinh bazơ rồi tạo kết tủa Fe(OH)₂.

Lỗi sai thường gặp

Viết sản phẩm là FeCl₃: sai, Al không oxi hóa Fe lên +3 mà khử Fe²⁺ xuống Fe.
Quên cân bằng clo, viết “2FeCl₂ + Al → AlCl₃ + 2Fe”.
Nhầm FeCl₂ với FeCl₃: với FeCl₃ dư, phản ứng dừng ở FeCl₂ (2Al + 6FeCl₃ → 2AlCl₃ + 6FeCl₂ khi Al thiếu), nên phải xét tỉ lệ mol.

Bài tập vận dụng

Bài 1. Cho 2,7 gam Al vào dung dịch chứa 0,2 mol FeCl₂. Tính khối lượng chất rắn sau phản ứng hoàn toàn và các chất trong dung dịch.

Giải: n_Al = 2,7 : 27 = 0,1 mol. Theo phương trình, 0,1 mol Al cần 0,15 mol FeCl₂; FeCl₂ có 0,2 mol nên dư 0,05 mol, Al hết. Sinh ra 0,15 mol Fe, m = 0,15 × 56 = 8,4 gam. Dung dịch gồm AlCl₃ (0,1 mol) và FeCl₂ dư (0,05 mol).

Bài 2. Cho 5,4 gam Al vào dung dịch chứa 0,15 mol FeCl₂. Tính khối lượng chất rắn thu được.

Giải: n_Al = 0,2 mol. 0,15 mol FeCl₂ chỉ cần 0,1 mol Al, nên Al dư 0,1 mol (2,7 gam), FeCl₂ hết. Fe tạo ra 0,15 mol = 8,4 gam. Chất rắn = 8,4 + 2,7 = 11,1 gam.

Bài 3. Nhúng thanh Al vào dung dịch FeCl₂. Sau một thời gian lấy ra, khối lượng thanh tăng hay giảm?

Giải: Cứ 2 mol Al (54 gam) tan thì có 3 mol Fe (168 gam) bám vào, nên khối lượng thanh tăng 114 gam cho mỗi 2 mol Al phản ứng.

Câu hỏi thường gặp

FeCl2 + Al ra sản phẩm gì?

Phản ứng tạo AlCl3 và Fe theo phương trình 3FeCl2 + 2Al → 2AlCl3 + 3Fe.

Phản ứng FeCl2 + Al thuộc loại phản ứng nào?

Đây là phản ứng thế và là phản ứng oxi hóa – khử: Al là chất khử (nhường 3 electron), Fe2+ là chất oxi hóa (nhận 2 electron).

Cu có đẩy được Fe ra khỏi FeCl2 không?

Không. Cu đứng sau Fe trong dãy điện hóa nên không khử được Fe2+ thành Fe.

Vì sao không dùng Na để điều chế Fe từ dung dịch FeCl2?

Na phản ứng với nước trước tạo NaOH và H2, sau đó NaOH tạo kết tủa Fe(OH)2 với FeCl2, nên không thu được Fe.