Trả lời nhanh
Phương trình: 3NaOH + FeCl3 → Fe(OH)3↓ + 3NaCl. Đây là phản ứng trao đổi giữa bazơ tan và muối sắt(III). Hiện tượng: xuất hiện kết tủa màu nâu đỏ Fe(OH)3, dung dịch màu vàng nâu của FeCl3 nhạt dần. Phản ứng xảy ra được vì sản phẩm có chất không tan.
Phương trình hoá học NaOH tác dụng FeCl3
Phương trình phân tử đã cân bằng:
FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3↓ + 3NaCl
Điều kiện: phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường, trong dung dịch nước, không cần xúc tác.
Cách cân bằng nhanh: Fe(OH)3 có 3 nhóm OH nên cần 3 NaOH. Khi đó có 3 nguyên tử Na, nên tạo 3 NaCl. Số Cl hai vế đều là 3, phương trình đã cân bằng.
Phương trình ion và bản chất phản ứng
Trong nước, các chất tan đều phân li thành ion:
- FeCl3 → Fe3+ + 3Cl−
- NaOH → Na+ + OH−
Phương trình ion đầy đủ: Fe3+ + 3Cl− + 3Na+ + 3OH− → Fe(OH)3↓ + 3Na+ + 3Cl−
Lược bỏ ion Na+ và Cl− (không tham gia thực sự), ta có phương trình ion thu gọn:
Fe3+ + 3OH− → Fe(OH)3↓
Vậy bản chất là ion Fe3+ kết hợp với ion OH− tạo hiđroxit không tan. Bất kì muối sắt(III) tan nào (Fe2(SO4)3, Fe(NO3)3…) với dung dịch kiềm cũng cho cùng kết quả.
Hiện tượng quan sát được
| Trước phản ứng | Sau phản ứng |
|---|---|
| Dung dịch FeCl3 màu vàng nâu; dung dịch NaOH không màu | Xuất hiện kết tủa keo màu nâu đỏ (Fe(OH)3); phần dung dịch trên kết tủa chứa NaCl, không màu |
Nếu nhỏ từ từ NaOH vào FeCl3, kết tủa nâu đỏ tăng dần. Khi dùng NaOH dư, kết tủa vẫn không tan, vì Fe(OH)3 không phải hiđroxit lưỡng tính (khác Al(OH)3).
Vì sao phản ứng xảy ra?
Phản ứng trao đổi trong dung dịch chỉ xảy ra khi sản phẩm có ít nhất một chất kết tủa, chất khí hoặc chất điện li yếu. Ở đây Fe(OH)3 là chất kết tủa, còn NaCl tan tốt nên ở lại trong dung dịch. Đây cũng là tính chất hoá học của bazơ tan: dung dịch bazơ + dung dịch muối → bazơ mới + muối mới (bazơ mới không tan).
Mẹo nhớ và lỗi sai thường gặp
- Nhầm màu kết tủa: Fe(OH)3 màu nâu đỏ; Fe(OH)2 (từ muối sắt(II)) màu trắng xanh, để ngoài không khí hoá nâu đỏ. Mẹo: “Ba – nâu đỏ, hai – trắng xanh”.
- Viết sai hoá trị: Fe trong FeCl3 có hoá trị III nên hiđroxit là Fe(OH)3, không phải Fe(OH)2.
- Quên dấu ↓ sau Fe(OH)3 hoặc quên hệ số 3 trước NaOH và NaCl.
- Cho rằng kiềm dư làm tan kết tủa: với Fe(OH)3 thì không.
Phản ứng liên quan cần biết
- Fe(OH)3 tan trong axit: Fe(OH)3 + 3HCl → FeCl3 + 3H2O (kết tủa tan, dung dịch vàng nâu).
- Nhiệt phân: 2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O (điều kiện: t°; chất rắn nâu đỏ).
- So sánh với muối sắt(II): FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2↓ (trắng xanh) + 2NaCl.
- Oxi hoá trong không khí: 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3.
Ứng dụng: phản ứng này dùng để nhận biết ion Fe3+ (tạo kết tủa nâu đỏ với kiềm) và điều chế Fe(OH)3 trong phòng thí nghiệm.
Bài tập vận dụng (có đáp án)
Bài 1. Cho 100 ml dung dịch FeCl3 0,2M tác dụng với dung dịch NaOH dư. Tính khối lượng kết tủa thu được.
Giải: n(FeCl3) = 0,1 × 0,2 = 0,02 mol. Theo phương trình, n(Fe(OH)3) = 0,02 mol. M(Fe(OH)3) = 56 + 3×17 = 107 g/mol. Khối lượng kết tủa = 0,02 × 107 = 2,14 g.
Bài 2. Ở bài 1, cần tối thiểu bao nhiêu ml dung dịch NaOH 1M để kết tủa hết Fe3+? Khối lượng NaCl tạo thành là bao nhiêu?
Giải: n(NaOH) = 3 × 0,02 = 0,06 mol, thể tích = 0,06 / 1 = 0,06 lít = 60 ml. n(NaCl) = 0,06 mol, khối lượng = 0,06 × 58,5 = 3,51 g.
Bài 3. Lọc lấy kết tủa ở bài 1 rồi nung đến khối lượng không đổi. Tính khối lượng chất rắn thu được.
Giải: 2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O. n(Fe2O3) = 0,02 / 2 = 0,01 mol; M = 160 g/mol. Khối lượng = 0,01 × 160 = 1,6 g.
Bài 4 (tự luyện). Chỉ dùng một thuốc thử, phân biệt hai dung dịch FeCl2 và FeCl3. Gợi ý: dùng dung dịch NaOH, quan sát màu kết tủa (trắng xanh hay nâu đỏ).
Câu hỏi thường gặp
NaOH tác dụng với FeCl3 tạo ra chất gì?
Tạo kết tủa sắt(III) hiđroxit Fe(OH)3 màu nâu đỏ và muối natri clorua NaCl tan trong dung dịch: FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3↓ + 3NaCl.
Fe(OH)3 có tan trong NaOH dư không?
Không. Fe(OH)3 không phải hiđroxit lưỡng tính nên kết tủa vẫn giữ nguyên khi NaOH dư, khác với Al(OH)3 hay Zn(OH)2.
Phương trình ion thu gọn của NaOH và FeCl3 là gì?
Fe3+ + 3OH− → Fe(OH)3↓. Các ion Na+ và Cl− không tham gia phản ứng nên được lược bỏ.
Làm sao phân biệt kết tủa Fe(OH)3 và Fe(OH)2?
Fe(OH)3 có màu nâu đỏ ngay khi tạo thành. Fe(OH)2 màu trắng xanh, để ngoài không khí bị oxi hoá dần thành Fe(OH)3 màu nâu đỏ.