FeSO4 + NaOH → Fe(OH)2 + Na2SO4: phương trình, hiện tượng, bài tập
Lớp 9Hóa học

FeSO4 + NaOH → Fe(OH)2 + Na2SO4: phương trình, hiện tượng, bài tập

Trả lời nhanh

Phương trình: FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2↓ + Na2SO4. Đây là phản ứng trao đổi giữa muối và bazơ. Hiện tượng: xuất hiện kết tủa màu trắng xanh là Fe(OH)2. Để ngoài không khí, kết tủa chuyển dần sang nâu đỏ vì bị oxi hoá thành Fe(OH)3.

Phương trình hoá học FeSO4 + NaOH

FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2↓ + Na2SO4

  • Điều kiện: hai chất ở dạng dung dịch, nhiệt độ thường, không cần xúc tác.
  • Loại phản ứng: trao đổi. Hai chất đổi chỗ gốc cho nhau, số oxi hoá các nguyên tố không đổi (Fe luôn +2).
  • Vì sao phản ứng xảy ra: sản phẩm có chất không tan là Fe(OH)2. Đây là điều kiện để phản ứng trao đổi trong dung dịch xảy ra đến cùng.

Cách cân bằng nhanh

  1. Nhóm OH trong Fe(OH)2 có 2 nhóm, mà mỗi NaOH chỉ cho 1 nhóm OH, nên đặt hệ số 2 trước NaOH.
  2. Lúc này vế trái có 2 Na, nên vế phải đặt Na2SO4 (có 2 Na) với hệ số 1.
  3. Kiểm tra: Fe 1 = 1; Na 2 = 2; nhóm SO4 1 = 1; nhóm OH 2 = 2. Đã cân bằng.

Hiện tượng quan sát được

Nhỏ dung dịch NaOH vào ống nghiệm chứa dung dịch FeSO4 (màu lục nhạt gần như trong suốt), ta thấy kết tủa trắng xanh xuất hiện. Nếu để ống nghiệm hở một lúc, mặt kết tủa ngả sang xám xanh rồi nâu đỏ.

Lý do là Fe(OH)2 rất dễ bị oxi trong không khí oxi hoá, khi có hơi nước:

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3↓ (nâu đỏ)

Vì vậy trong bài thi, nếu đề hỏi “hiện tượng ngay khi cho NaOH vào FeSO4” thì đáp án là kết tủa trắng xanh. Nếu đề nói “để lâu trong không khí” thì phải thêm bước chuyển sang nâu đỏ.

Phương trình ion

  • Phương trình ion đầy đủ: Fe2+ + SO42− + 2Na+ + 2OH− → Fe(OH)2↓ + 2Na+ + SO42−
  • Phương trình ion rút gọn: Fe2+ + 2OH− → Fe(OH)2↓

Ion Na+ và SO42− là “ion khán giả”, có mặt ở cả hai vế. Phương trình rút gọn cho thấy mọi muối sắt(II) tan (FeCl2, Fe(NO3)2…) tác dụng với bazơ tan đều cho cùng kiểu kết tủa này.

Các phản ứng liên quan cần nhớ

Phản ứng Hiện tượng
FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2↓ + Na2SO4 Kết tủa trắng xanh
Fe2(SO4)3 + 6NaOH → 2Fe(OH)3↓ + 3Na2SO4 Kết tủa nâu đỏ
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 Trắng xanh hoá nâu đỏ
Fe(OH)2 + H2SO4 → FeSO4 + 2H2O Kết tủa tan, thu dung dịch lục nhạt
4Fe(OH)2 + O2 → 2Fe2O3 + 4H2O (nung trong không khí) Chất rắn đỏ nâu

Mẹo nhớ màu: sắt(II) thì “nhạt” (trắng xanh), sắt(III) thì “đậm” (nâu đỏ). Số oxi hoá cao hơn thì màu hiđroxit đậm hơn.

Lỗi sai thường gặp

  • Quên hệ số 2 trước NaOH. Sắt(II) có hoá trị II nên cần 2 nhóm OH.
  • Viết sản phẩm là Fe(OH)3. Phản ứng trao đổi không đổi số oxi hoá, Fe vẫn là +2. Fe(OH)3 chỉ xuất hiện khi có oxi hoá tiếp.
  • Quên kí hiệu ↓ cho Fe(OH)2, hoặc viết kết tủa Na2SO4. Na2SO4 tan trong nước.
  • Nghĩ NaOH dư sẽ hoà tan kết tủa. Fe(OH)2 không tan trong kiềm dư, khác với Al(OH)3 hay Zn(OH)2 là hiđroxit lưỡng tính.

Ứng dụng: nhận biết ion Fe2+

Cho dung dịch kiềm vào mẫu thử. Nếu thu được kết tủa trắng xanh, sau đó hoá nâu đỏ trong không khí, mẫu chứa Fe2+. Muốn giữ kết tủa trắng xanh lâu hơn, người ta đun sôi nước để đuổi oxi hoà tan, rồi phủ một lớp dầu lên bề mặt dung dịch để cách ly không khí.

Bài tập vận dụng

Bài 1. Cho 100 ml dung dịch FeSO4 0,5M tác dụng với dung dịch NaOH dư. Tính khối lượng kết tủa thu được (Fe = 56, O = 16, H = 1).

Giải: n(FeSO4) = 0,1 × 0,5 = 0,05 mol. Theo phương trình, n(Fe(OH)2) = 0,05 mol. M(Fe(OH)2) = 56 + 2×17 = 90 g/mol. Khối lượng kết tủa = 0,05 × 90 = 4,5 g.

Bài 2. Hoà tan 15,2 g FeSO4 vào nước rồi cho vừa đủ dung dịch NaOH. Tính khối lượng NaOH cần dùng và khối lượng Na2SO4 tạo thành (S = 32, Na = 23).

Giải: M(FeSO4) = 56 + 32 + 64 = 152 g/mol, nên n = 15,2 : 152 = 0,1 mol. n(NaOH) = 2 × 0,1 = 0,2 mol, khối lượng = 0,2 × 40 = 8 g. n(Na2SO4) = 0,1 mol, M = 142 g/mol, khối lượng = 14,2 g.

Bài 3. Có hai lọ mất nhãn chứa dung dịch FeSO4 và Fe2(SO4)3. Nêu cách phân biệt bằng một thuốc thử.

Giải: Dùng dung dịch NaOH. Lọ cho kết tủa trắng xanh là FeSO4. Lọ cho kết tủa nâu đỏ ngay là Fe2(SO4)3.

Câu hỏi thường gặp

FeSO4 tác dụng với NaOH tạo ra chất gì?

Tạo sắt(II) hiđroxit Fe(OH)2 là kết tủa trắng xanh và natri sunfat Na2SO4 tan trong dung dịch. Phương trình: FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2↓ + Na2SO4.

Vì sao kết tủa Fe(OH)2 chuyển từ trắng xanh sang nâu đỏ?

Fe(OH)2 bị oxi trong không khí oxi hoá khi có nước, tạo Fe(OH)3 màu nâu đỏ: 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3.

FeSO4 + NaOH có phải phản ứng oxi hoá khử không?

Không. Đây là phản ứng trao đổi, số oxi hoá của mọi nguyên tố giữ nguyên (Fe vẫn +2). Chỉ bước Fe(OH)2 bị oxi hoá thành Fe(OH)3 mới là phản ứng oxi hoá khử.

NaOH dư có làm tan kết tủa Fe(OH)2 không?

Không. Fe(OH)2 là bazơ không tan, không phản ứng với kiềm dư, nên kết tủa vẫn còn.

Bài học liên quan