Trả lời nhanh
Phương trình cân bằng: 9Fe(NO3)2 + 12HCl → 5Fe(NO3)3 + 4FeCl3 + 3NO↑ + 6H2O. Phản ứng xảy ra vì HCl cung cấp ion H+, tạo môi trường axit để ion NO3− oxi hoá Fe2+ thành Fe3+, còn NO3− bị khử thành khí NO không màu.
Phương trình hoá học
9Fe(NO3)2 + 12HCl → 5Fe(NO3)3 + 4FeCl3 + 3NO↑ + 6H2O
- Điều kiện: dung dịch HCl loãng (hoặc đặc), nhiệt độ thường; chỉ cần có ion H+ đủ để tạo môi trường axit.
- Loại phản ứng: oxi hoá – khử, sản phẩm là hỗn hợp hai muối sắt(III) vì dung dịch vừa có anion NO3− còn dư vừa có Cl−.
Vì sao Fe(NO3)2 lại phản ứng được với HCl?
Nhiều bạn thấy cả hai chất đều là “muối” và “axit” quen thuộc, nghĩ rằng không có kết tủa, không có khí bay ra thì không phản ứng. Thực tế, cần nhìn vào các ion trong dung dịch: Fe2+, NO3−, H+, Cl−.
Ion NO3− chỉ có tính oxi hoá mạnh khi có mặt H+ (giống như HNO3 loãng). Ion Fe2+ là chất khử. Khi trộn lại, H+ + NO3− đóng vai trò như axit nitric, oxi hoá Fe2+ lên Fe3+. Cl− không tham gia oxi hoá – khử, chỉ kết hợp với Fe3+ tạo FeCl3.
Cách cân bằng nhanh bằng phương trình ion
Viết phương trình ion thu gọn rồi cân bằng electron sẽ nhanh hơn cân bằng trực tiếp phân tử.
- Quá trình oxi hoá: Fe2+ → Fe3+ + 1e (nhân 3).
- Quá trình khử: N+5 + 3e → N+2 (nhân 1).
- Phương trình ion: 3Fe2+ + 4H+ + NO3− → 3Fe3+ + NO↑ + 2H2O
- Nhân cả phương trình với 3 để có số NO3− nguyên khi ghép về phân tử: 9Fe2+ + 12H+ + 3NO3− → 9Fe3+ + 3NO + 6H2O.
- Ghép ion về phân tử: 9 Fe(NO3)2 có 18 NO3−, đã dùng 3 nên còn 15 NO3− → tạo 5Fe(NO3)3. 12 Cl− từ 12HCl → tạo 4FeCl3. Tổng Fe3+ = 5 + 4 = 9 ✓.
Kiểm tra lại số nguyên tử
| Nguyên tố | Vế trái | Vế phải |
|---|---|---|
| Fe | 9 | 5 + 4 = 9 |
| N | 18 | 15 + 3 = 18 |
| Cl | 12 | 12 |
| H | 12 | 6 × 2 = 12 |
| O | 54 | 45 + 3 + 6 = 54 |
Hiện tượng nhận biết
- Dung dịch chuyển từ màu lục nhạt (Fe2+) sang màu vàng nâu (Fe3+).
- Có khí không màu thoát ra (NO); khi tiếp xúc không khí hoá nâu đỏ theo phản ứng: 2NO + O2 → 2NO2.
Lỗi sai thường gặp
- Viết sản phẩm là Fe(NO3)2 + HCl → FeCl2 + HNO3. Sai, vì HNO3 loãng sinh ra sẽ lập tức oxi hoá tiếp Fe2+; hơn nữa HNO3 không phải chất kết tủa hay bay hơi để kéo cân bằng.
- Chỉ viết một muối sắt(III). Dung dịch có cả NO3− dư và Cl− nên sản phẩm là hai muối; trong bài tập ta thường làm theo phương trình ion để không phải bận tâm tỉ lệ này.
- Quên điều kiện H+. Muối Fe(NO3)2 đứng một mình trong nước không bị NO3− oxi hoá; phải có axit.
Mẹo nhớ: “3 Fe hai – 4 H – 1 nitrat → 3 Fe ba – 1 NO – 2 nước”. Chỉ cần nhớ phương trình ion này là xử lý được cả Fe(NO3)2 + H2SO4, FeCl2 + NaNO3 + HCl…
Bài tập vận dụng (tự đặt)
Bài 1. Cho 0,3 mol Fe(NO3)2 vào lượng dư dung dịch HCl. Tính thể tích khí NO (đktc).
Đáp án: 3 mol Fe2+ sinh 1 mol NO nên 0,3 mol Fe2+ sinh 0,1 mol NO; V = 0,1 × 22,4 = 2,24 lít.
Bài 2. Cần tối thiểu bao nhiêu mol HCl để oxi hoá hết 0,3 mol Fe(NO3)2?
Đáp án: theo phương trình ion, 3 mol Fe2+ cần 4 mol H+; vậy 0,3 mol Fe2+ cần 0,4 mol H+ = 0,4 mol HCl (NO3− còn dư rất nhiều nên không hạn chế).
Bài 3. Dung dịch chứa 0,06 mol Fe(NO3)2 và 0,1 mol HCl. Tính thể tích NO (đktc) thu được.
Đáp án: n(NO3−) = 0,12 mol. Theo Fe2+: 0,06/3 = 0,02 mol NO, cần 0,08 mol H+ ≤ 0,1 mol (đủ). Theo H+: 0,1/4 = 0,025 mol NO, cần 0,075 mol Fe2+ > 0,06 (thiếu). Vậy Fe2+ hết, n(NO) = 0,02 mol; V = 0,448 lít.
Cùng chuyên đề: Bài nằm trong mục lục Các phương trình hóa học thường gặp: tổng hợp hơn 300 phản ứng có cân bằng.
Câu hỏi thường gặp
Fe(NO3)2 có tác dụng với HCl không?
Có. HCl cung cấp H⁺, cùng với NO3⁻ trong muối tạo môi trường oxi hoá mạnh, oxi hoá Fe²⁺ thành Fe³⁺ và giải phóng khí NO.
Hiện tượng khi cho Fe(NO3)2 vào dung dịch HCl là gì?
Dung dịch chuyển từ lục nhạt sang vàng nâu, có khí không màu thoát ra và hoá nâu đỏ khi gặp không khí do NO bị oxi hoá thành NO2.
Phương trình ion thu gọn của phản ứng là gì?
3Fe²⁺ + 4H⁺ + NO3⁻ → 3Fe³⁺ + NO↑ + 2H2O.
Vì sao sản phẩm có cả Fe(NO3)3 và FeCl3?
Vì sau phản ứng trong dung dịch còn NO3⁻ dư và có thêm Cl⁻ từ HCl, cùng kết hợp với Fe³⁺ tạo hai muối.