Fe(OH)2 + H2SO4 đặc nóng → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O: cân bằng và hiện tượng
Lớp 12Hóa học

Fe(OH)2 + H2SO4 đặc nóng → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O: cân bằng và hiện tượng

Trả lời nhanh

Phương trình: 2Fe(OH)2 + 4H2SO4 (đặc, nóng) → Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 6H2O. Fe(OH)2 chứa sắt(II) có tính khử, bị H2SO4 đặc nóng (chất oxi hoá mạnh) oxi hoá lên sắt(III), còn S+6 bị khử xuống S+4 trong SO2. Sản phẩm không phải H2S.

Phương trình hoá học

2Fe(OH)2 + 4H2SO4 (đặc, nóng) → Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 6H2O

  • Điều kiện: dùng dung dịch H2SO4 đặc, đun nóng.
  • Loại phản ứng: oxi hoá – khử (không phải phản ứng trao đổi đơn thuần).
  • Chất khử: Fe(OH)2. Chất oxi hoá: H2SO4 đặc.

Cân bằng bằng phương pháp thăng bằng electron

  1. Xác định số oxi hoá thay đổi: Fe+2 → Fe+3; S+6 → S+4.
  2. Viết các quá trình:

    Quá trình oxi hoá: Fe+2 → Fe+3 + 1e (× 2)

    Quá trình khử: S+6 + 2e → S+4 (× 1)
  3. Đặt hệ số: 2Fe(OH)2 và 1SO2, từ đó có 1Fe2(SO4)3.
  4. Cân bằng lưu huỳnh: vế phải có 3 + 1 = 4 S nên cần 4H2SO4.
  5. Cân bằng H bằng H2O: vế trái có 4 + 8 = 12 H nên có 6H2O.
  6. Kiểm tra O: vế trái 4 + 16 = 20; vế phải 12 + 2 + 6 = 20 ✓.

Hiện tượng nhận biết

  • Chất rắn Fe(OH)2 (màu trắng xanh, thực tế thường lẫn nâu đỏ do bị oxi hoá trong không khí) tan dần.
  • Dung dịch chuyển sang màu vàng nâu do ion Fe3+.
  • Có khí mùi hắc, không màu thoát ra là SO2.

So sánh với H2SO4 loãng

Axit Phương trình Bản chất
H2SO4 loãng Fe(OH)2 + H2SO4 → FeSO4 + 2H2O Trung hoà, sắt vẫn là Fe(II)
H2SO4 đặc nóng 2Fe(OH)2 + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + 6H2O Oxi hoá – khử, sắt lên Fe(III)

Mẹo nhớ: hợp chất sắt(II) gặp chất oxi hoá mạnh (H2SO4 đặc nóng, HNO3) thì lên sắt(III); gặp axit không có tính oxi hoá (HCl, H2SO4 loãng) thì giữ nguyên sắt(II).

Vì sao sản phẩm khử là SO2, không phải H2S?

Với H2SO4 đặc nóng, các chất khử yếu hoặc trung bình như hợp chất Fe(II), Cu, Fe cho sản phẩm khử là SO2. Chỉ những chất khử rất mạnh (như Zn, Mg, Al ở điều kiện thích hợp) mới có thể đưa S+6 xuống S hoặc H2S. Hơn nữa, H2S là chất khử mạnh, sẽ bị Fe3+ và H2SO4 đặc oxi hoá ngay nên không thể cùng tồn tại với Fe2(SO4)3. Vì thế dạng phương trình có H2S chỉ là bài tập cân bằng mang tính hình thức, không phản ánh thực tế.

Nếu đề bắt buộc cân bằng theo sơ đồ Fe(OH)2 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + H2S + H2O, mỗi S+6 → S-2 nhận 8e, mỗi Fe+2 nhường 1e, ta được: 8Fe(OH)2 + 13H2SO4 → 4Fe2(SO4)3 + H2S + 20H2O (kiểm tra: O vế trái 16 + 52 = 68, vế phải 48 + 40 = 80?). Hãy tự kiểm tra: 4Fe2(SO4)3 có 48 O, 20H2O có 20 O, tổng 68 ✓.

Lỗi sai thường gặp

  • Viết sản phẩm là FeSO4 + H2O (nhầm với H2SO4 loãng).
  • Quên rằng 1 phân tử Fe2(SO4)3 chứa 2 nguyên tử Fe nên phải đặt hệ số 2 cho Fe(OH)2.
  • Chỉ đếm lưu huỳnh trong muối mà quên S trong SO2 khi cân bằng H2SO4.
  • Quên mũi tên ↑ cho khí SO2.

Bài tập vận dụng

Bài 1. Cho 9 gam Fe(OH)2 tác dụng hết với H2SO4 đặc nóng, dư. Tính thể tích SO2 (đktc) và khối lượng Fe2(SO4)3 thu được.

Đáp án: n(Fe(OH)2) = 9 : 90 = 0,1 mol. Theo phương trình, n(SO2) = 0,05 mol → V = 0,05 × 22,4 = 1,12 lít. n(Fe2(SO4)3) = 0,05 mol → m = 0,05 × 400 = 20 gam.

Bài 2. Cần tối thiểu bao nhiêu mol H2SO4 để hoà tan hoàn toàn 0,2 mol Fe(OH)2 theo phản ứng với axit đặc nóng?

Đáp án: tỉ lệ Fe(OH)2 : H2SO4 = 2 : 4 = 1 : 2 nên cần 0,4 mol.

Bài 3. Hoàn thành: Fe(OH)2 + H2SO4 loãng → ? Giải thích vì sao khác với axit đặc nóng.

Đáp án: Fe(OH)2 + H2SO4 → FeSO4 + 2H2O. Axit loãng chỉ thể hiện tính axit (ion H+), không có tính oxi hoá của S+6.

Cùng chuyên đề: Bài nằm trong mục lục Các phương trình hóa học thường gặp: tổng hợp hơn 300 phản ứng có cân bằng. Bài trước: Fe + FeCl3 → FeCl2: Phương trình, hiện tượng và các chất khử FeCl3 thành FeCl2.

Câu hỏi thường gặp

Fe(OH)2 tác dụng với H2SO4 đặc nóng tạo sản phẩm gì?

Tạo Fe2(SO4)3, khí SO2 và nước: 2Fe(OH)2 + 4H2SO4 đặc, nóng → Fe2(SO4)3 + SO2 + 6H2O.

Vì sao Fe(OH)2 phản ứng với H2SO4 đặc nóng lại là phản ứng oxi hoá – khử?

Vì Fe trong Fe(OH)2 có số oxi hoá +2 (chưa tối đa) nên bị H2SO4 đặc nóng oxi hoá lên +3, đồng thời S+6 bị khử thành S+4.

Fe(OH)2 + H2SO4 loãng khác gì với axit đặc nóng?

Với axit loãng chỉ xảy ra trung hoà: Fe(OH)2 + H2SO4 → FeSO4 + 2H2O, không tạo khí và sắt vẫn là Fe(II).

Có thể có H2S trong phản ứng Fe(OH)2 với H2SO4 đặc nóng không?

Không. Sản phẩm khử thực tế là SO2; H2S có tính khử mạnh nên sẽ bị Fe3+ và H2SO4 đặc oxi hoá, không tồn tại cùng hệ.

Bài học liên quan