Fe3O4 + HCl → FeCl3 + FeCl2 + H2O: cân bằng và hiện tượng
Lớp 12Hóa học

Fe3O4 + HCl → FeCl3 + FeCl2 + H2O: cân bằng và hiện tượng

Trả lời nhanh

Phương trình đã cân bằng: Fe3O4 + 8HCl → 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O. Phản ứng xảy ra ngay ở nhiệt độ thường khi dùng dung dịch HCl. Chất rắn màu đen nâu của Fe3O4 tan dần, thu được dung dịch có màu vàng nâu chứa muối sắt(III) và sắt(II). Đây là phản ứng trao đổi, không phải oxi hóa – khử.

Phương trình hóa học Fe3O4 + HCl

Fe3O4 + 8HCl → 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O

Phương trình ion rút gọn: Fe3O4 + 8H+ → 2Fe3+ + Fe2+ + 4H2O

Thông tin Nội dung
Điều kiện Nhiệt độ thường, dùng dung dịch HCl
Loại phản ứng Oxit bazơ tác dụng với axit, không có sự thay đổi số oxi hóa
Hiện tượng Chất rắn đen nâu tan dần tạo dung dịch màu vàng nâu

Vì sao tạo ra cả FeCl3 và FeCl2?

Fe3O4 được coi là oxit hỗn hợp: một phân tử tương ứng với FeO.Fe2O3. Trong đó có 1 nguyên tử sắt hóa trị II và 2 nguyên tử sắt hóa trị III.

  • FeO + 2HCl → FeCl2 + H2O
  • Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O

Cộng hai phương trình lại ta được Fe3O4 + 8HCl → 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O. Đó cũng là cách nhớ tỉ lệ hệ số 1 : 8 : 2 : 1 : 4.

Các bước cân bằng nhanh

  1. Cân bằng sắt: 3 Fe ở vế trái nên vế phải gồm 2 FeCl3 và 1 FeCl2.
  2. Đếm Cl ở vế phải: 2 × 3 + 2 = 8, nên đặt 8 trước HCl.
  3. Đếm H ở vế trái: 8 nguyên tử, tạo ra 4 phân tử H2O.
  4. Kiểm tra O: vế trái có 4 O, vế phải 4 O. Phương trình đã cân bằng.

So sánh với các axit khác

Axit Phương trình Ghi chú
H2SO4 loãng Fe3O4 + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + FeSO4 + 4H2O Không oxi hóa – khử
HNO3 loãng 3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO↑ + 14H2O Oxi hóa – khử vì Fe(II) bị oxi hóa lên Fe(III)

Nếu axit có tính oxi hóa mạnh như HNO3 hay H2SO4 đặc nóng, Fe(II) trong Fe3O4 sẽ bị oxi hóa nên phương trình khác hẳn với HCl.

Ứng dụng và nhận biết ion sau phản ứng

Dung dịch thu được chứa Fe2+ và Fe3+. Để nhận biết:

  • Fe3+: nhỏ dung dịch NaOH thấy kết tủa nâu đỏ Fe(OH)3.
  • Fe2+: nhỏ NaOH thấy kết tủa trắng xanh Fe(OH)2, để ngoài không khí chuyển dần sang nâu đỏ.

Lỗi sai thường gặp

  • Viết sản phẩm chỉ có FeCl3 hoặc chỉ có FeCl2.
  • Cân bằng sai hệ số của HCl (đúng là 8, không phải 6 hoặc 4).
  • Nhầm đây là phản ứng oxi hóa – khử nên bù electron.

Bài tập luyện tập

  1. Hòa tan hoàn toàn 2,32 gam Fe3O4 trong dung dịch HCl dư. Tính khối lượng mỗi muối.
    Đáp án: n(Fe3O4) = 0,01 mol nên thu được 0,02 mol FeCl3 (3,25 gam) và 0,01 mol FeCl2 (1,27 gam).
  2. Cần bao nhiêu mol HCl để hòa tan hết 0,05 mol Fe3O4?
    Đáp án: 0,05 × 8 = 0,4 mol HCl.
  3. Cho Fe3O4 tan trong HCl rồi sục khí Cl2 dư vào dung dịch. Viết phương trình của Cl2.
    Đáp án: 2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3.

Câu hỏi thường gặp

Fe3O4 tác dụng với HCl tạo ra chất gì?

Tạo ra hai muối FeCl3 và FeCl2 cùng nước theo phương trình Fe3O4 + 8HCl → 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O.

Phản ứng Fe3O4 + HCl có phải oxi hóa khử không?

Không. Số oxi hóa của các nguyên tố không thay đổi, đây là phản ứng giữa oxit bazơ và axit.

Hiện tượng khi cho Fe3O4 vào dung dịch HCl là gì?

Chất rắn màu đen nâu tan dần, dung dịch chuyển sang màu vàng nâu.

Vì sao Fe3O4 tạo ra cả muối sắt II và sắt III?

Vì Fe3O4 là oxit hỗn hợp FeO.Fe2O3, chứa cả sắt hóa trị II và sắt hóa trị III.

Bài học liên quan