FeCl2 + NH3 + H2O → Fe(OH)2↓ + NH4Cl: cân bằng và hiện tượng
Lớp 12Hóa học

FeCl2 + NH3 + H2O → Fe(OH)2↓ + NH4Cl: cân bằng và hiện tượng

Trả lời nhanh

Phương trình: FeCl2 + 2NH3 + 2H2O → Fe(OH)2↓ + 2NH4Cl. Dung dịch NH3 là bazơ yếu nhưng vẫn đủ cung cấp OH– để kết tủa ion Fe2+, tạo Fe(OH)2 màu trắng xanh. Muối NH4Cl tan trong dung dịch. Để ngoài không khí, kết tủa sẽ hóa nâu đỏ dần.

Phương trình hóa học đầy đủ

FeCl2 + 2NH3 + 2H2O → Fe(OH)2↓ + 2NH4Cl

  • Điều kiện: nhiệt độ thường, NH3 ở dạng dung dịch (nước amoniac).
  • Hiện tượng: xuất hiện kết tủa màu trắng xanh Fe(OH)2. Nếu để lâu ngoài không khí, kết tủa chuyển dần sang xanh xám rồi nâu đỏ.
  • Loại phản ứng: trao đổi ion (không có sự thay đổi số oxi hóa).

Vì sao có phản ứng này?

NH3 tan trong nước và nhận proton của nước theo cân bằng: NH3 + H2O ⇌ NH4+ + OH–. Dung dịch có OH– nên gặp Fe2+ sẽ tạo hiđroxit không tan.

Phương trình ion rút gọn:

Fe2+ + 2NH3 + 2H2O → Fe(OH)2↓ + 2NH4+

Cách viết này cho thấy vai trò của nước: nước là chất tham gia, cho H+ để biến NH3 thành NH4+. Vì vậy đề bài ghi “FeCl2 + H2O + NH3” là cách viết đúng bản chất, không thể bỏ H2O.

Cân bằng từng bước

  1. Fe và Cl: 1 Fe, 2 Cl ở vế trái → Fe(OH)2 (1 Fe) và 2NH4Cl (2 Cl).
  2. Nhóm NH4 bên phải có 2 → cần 2NH3 bên trái.
  3. Nhóm OH bên phải có 2 → cần 2H2O (4 H, 2 O bên trái; bên phải: 2 H và 2 O trong 2OH cùng 2H bổ sung từ 2NH4).
  4. Kiểm tra H: trái 2×3 + 2×2 = 10; phải 2 + 2×4 = 10. O: 2 = 2. Cân bằng.

FeCl2 + H2O (không có NH3) thì sao?

Nhiều bạn tìm “FeCl2 + H2O” nên cần phân biệt. FeCl2 tan tốt trong nước, phân li hoàn toàn: FeCl2 → Fe2+ + 2Cl–. Ion Fe2+ thủy phân rất yếu: Fe2+ + H2O ⇌ Fe(OH)+ + H+. Dung dịch hơi có tính axit nhưng không tạo kết tủa. Muốn có Fe(OH)2 phải thêm bazơ (NaOH, NH3…).

Điều chế Fe(OH)2 bằng cách khác

  • Dùng NaOH: FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2↓ + 2NaCl.
  • Dùng KOH: FeCl2 + 2KOH → Fe(OH)2↓ + 2KCl.

Điểm chung: đều cần dung dịch bazơ. NH3 chỉ khác ở chỗ phải có nước để tạo OH–.

Fe(OH)2 bị oxi hóa trong không khí

Fe(OH)2 rất dễ bị O2 (có hơi nước) oxi hóa:

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3↓ (kết tủa trắng xanh → nâu đỏ)

Muốn giữ được màu trắng xanh khi làm thí nghiệm, người ta đun sôi nước để đuổi O2 hòa tan, nhỏ bazơ sát đáy ống nghiệm và phủ một lớp dầu hỏa lên mặt dung dịch.

Lỗi sai thường gặp

  • Viết sản phẩm là Fe(OH)3: sai, vì Fe trong FeCl2 là Fe2+, không đổi số oxi hóa khi trao đổi ion. Fe(OH)3 chỉ xuất hiện sau khi bị oxi hóa bởi không khí.
  • Quên H2O: viết FeCl2 + NH3 → Fe(OH)2 + NH4Cl sẽ không cân bằng được nguyên tử H và O.
  • Nhầm với phản ứng tạo phức: với Cu(OH)2, Zn(OH)2, kết tủa tan trong NH3 dư. Còn Fe(OH)2 (và Fe(OH)3) không tan trong NH3 dư ở mức chương trình phổ thông.
  • Ghi màu kết tủa là xanh lam hay nâu đỏ: xanh lam là Cu(OH)2, nâu đỏ là Fe(OH)3. Fe(OH)2 là trắng xanh.

Mẹo nhớ: “Sắt hai trắng xanh, sắt ba nâu đỏ”.

Bài luyện tập

Bài 1. Cho 0,1 mol FeCl2 vào dung dịch NH3 dư. Tính khối lượng kết tủa thu được (Fe = 56, O = 16, H = 1).

Đáp án: n Fe(OH)2 = n FeCl2 = 0,1 mol; M Fe(OH)2 = 90 g/mol → m = 9 gam.

Bài 2. Để kết tủa 9 gam trên ngoài không khí hoàn toàn thành Fe(OH)3, cần bao nhiêu mol O2 và thu được bao nhiêu gam Fe(OH)3?

Đáp án: 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3. n Fe(OH)2 = 0,1 mol → n O2 = 0,025 mol; n Fe(OH)3 = 0,1 mol, M = 107 → m = 10,7 gam.

Bài 3. Có hai lọ mất nhãn chứa dung dịch FeCl2 và FeCl3. Chỉ dùng dung dịch NH3, hãy nhận biết.

Đáp án: Nhỏ NH3 vào từng lọ. Lọ tạo kết tủa trắng xanh (sau hóa nâu dần) là FeCl2; lọ tạo kết tủa nâu đỏ ngay là FeCl3: FeCl3 + 3NH3 + 3H2O → Fe(OH)3↓ + 3NH4Cl.

Câu hỏi thường gặp

FeCl2 tác dụng với NH3 và H2O tạo ra chất gì?

Tạo kết tủa Fe(OH)2 màu trắng xanh và muối NH4Cl tan trong dung dịch: FeCl2 + 2NH3 + 2H2O → Fe(OH)2↓ + 2NH4Cl.

FeCl2 tan trong nước có tạo kết tủa Fe(OH)2 không?

Không. FeCl2 chỉ phân li thành Fe2+ và Cl-, Fe2+ thủy phân rất yếu nên dung dịch hơi có tính axit chứ không xuất hiện kết tủa. Cần thêm bazơ như NaOH hoặc NH3 mới tạo Fe(OH)2.

Vì sao kết tủa Fe(OH)2 để ngoài không khí đổi màu?

Fe(OH)2 bị oxi và hơi nước trong không khí oxi hóa thành Fe(OH)3 màu nâu đỏ: 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3.

Fe(OH)2 có tan trong NH3 dư không?

Ở chương trình phổ thông, Fe(OH)2 không tan trong NH3 dư, khác với Cu(OH)2 hay Zn(OH)2 là những hiđroxit tạo phức tan với NH3.

Bài học liên quan