K2Cr2O7 + H2SO4 + FeSO4: Cân bằng phương trình

Trả lời nhanh

Phương trình cân bằng: 6FeSO₄ + K₂Cr₂O₇ + 7H₂SO₄ → 3Fe₂(SO₄)₃ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 7H₂O. Fe²⁺ bị oxi hoá thành Fe³⁺, còn Cr⁺⁶ trong K₂Cr₂O₇ bị khử thành Cr³⁺; H₂SO₄ đóng vai trò môi trường axit.

Phương trình phản ứng

6FeSO₄ + K₂Cr₂O₇ + 7H₂SO₄ → 3Fe₂(SO₄)₃ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 7H₂O

Điều kiện: nhiệt độ thường, dung dịch H₂SO₄ loãng.
Loại phản ứng: oxi hoá – khử.
Phương trình ion thu gọn: 6Fe²⁺ + Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ → 6Fe³⁺ + 2Cr³⁺ + 7H₂O

Cân bằng bằng phương pháp thăng bằng electron

Xác định số oxi hoá thay đổi: Fe⁺² → Fe⁺³; Cr⁺⁶ → Cr⁺³.
Viết quá trình cho – nhận electron (chú ý K₂Cr₂O₇ có 2 nguyên tử Cr):

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

Quá trình khử: 2Cr⁺⁶ + 6e → 2Cr⁺³ (nhân 1)
Đặt hệ số: 6FeSO₄ (cho 6e), 1K₂Cr₂O₇ (nhận 6e); từ đó 3Fe₂(SO₄)₃, 1Cr₂(SO₄)₃, 1K₂SO₄.
Cân bằng gốc SO₄: bên phải có 9 + 3 + 1 = 13 nhóm SO₄. Bên trái FeSO₄ đã có 6, vậy cần 13 − 6 = 7 H₂SO₄.
Cân bằng H và O: 7H₂SO₄ có 14 H nên tạo 7H₂O. Kiểm tra O: vế trái 24 + 7 + 28 = 59; vế phải 36 + 12 + 4 + 7 = 59. Đúng.

Vai trò của các chất

Chất	Vai trò	Giải thích
FeSO₄	Chất khử	Fe⁺² nhường 1e thành Fe⁺³
K₂Cr₂O₇	Chất oxi hoá	Cr⁺⁶ nhận 3e thành Cr⁺³
H₂SO₄	Môi trường	Cung cấp H⁺ để Cr₂O₇²⁻ bị khử; số oxi hoá của S không đổi

Hiện tượng nhận biết

Dung dịch K₂Cr₂O₇ có màu da cam. Khi nhỏ vào dung dịch FeSO₄ đã axit hoá bằng H₂SO₄, màu da cam mất dần, dung dịch chuyển sang màu xanh lục (do ion Cr³⁺, hơi ngả vàng nâu vì có thêm Fe³⁺). Phản ứng không tạo kết tủa hay khí.

Vì sao phải có H₂SO₄?

Trong ion thu gọn có 14H⁺ tham gia. Nếu thiếu axit, Cr₂O₇²⁻ không bị khử về Cr³⁺ được, và Fe³⁺, Cr³⁺ còn dễ tạo kết tủa hiđroxit. Người ta chọn H₂SO₄ vì ion SO₄²⁻ không bị K₂Cr₂O₇ oxi hoá; còn HCl là chất khử nhẹ nên dùng HCl có thể gây sai số.

Ứng dụng

Chuẩn độ oxi hoá – khử: dùng K₂Cr₂O₇ chuẩn để xác định nồng độ Fe²⁺ (thường dùng chất chỉ thị đổi màu riêng).
Phân tích hàm lượng sắt trong quặng, thuốc bổ sắt sau khi khử toàn bộ sắt về Fe²⁺.

Lỗi sai thường gặp

Quên rằng K₂Cr₂O₇ có hai nguyên tử Cr nên nhận 6e (không phải 3e).
Quên Fe₂(SO₄)₃ có 2 nguyên tử Fe nên hệ số 3 ứng với 6 FeSO₄.
Coi H₂SO₄ là chất oxi hoá – sai, ở đây nó chỉ là môi trường.
Mẹo kiểm tra: đếm gốc SO₄ trước, rồi đếm H và O sẽ khớp nếu đúng.

Bài tập vận dụng

Bài 1. Cần bao nhiêu gam K₂Cr₂O₇ (M = 294 g/mol) để oxi hoá hết 0,3 mol FeSO₄ trong môi trường H₂SO₄ dư?

Đáp án: n(K₂Cr₂O₇) = 0,3 : 6 = 0,05 mol → m = 0,05 × 294 = 14,7 g.

Bài 2. Chuẩn độ 20 mL dung dịch FeSO₄ (đã axit hoá) cần vừa đủ 10 mL dung dịch K₂Cr₂O₇ 0,02M. Tính nồng độ mol của FeSO₄.

Đáp án: n(K₂Cr₂O₇) = 0,01 × 0,02 = 2×10⁻⁴ mol → n(FeSO₄) = 6 × 2×10⁻⁴ = 1,2×10⁻³ mol → C_M = 1,2×10⁻³ : 0,02 = 0,06M.

Bài 3. Khi cho 0,06 mol FeSO₄ phản ứng hoàn toàn, tính khối lượng Fe₂(SO₄)₃ (M = 400 g/mol) tạo thành và số mol H₂SO₄ đã phản ứng.

Đáp án: n(Fe₂(SO₄)₃) = 0,06 : 2 = 0,03 mol → m = 12 g; n(H₂SO₄) = 0,06 × 7 : 6 = 0,07 mol.

Câu hỏi thường gặp

K2Cr2O7 tác dụng với FeSO4 và H2SO4 tạo ra sản phẩm gì?

Tạo Fe2(SO4)3, Cr2(SO4)3, K2SO4 và H2O. Phương trình: 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O.

Trong phản ứng này H2SO4 có phải chất oxi hoá không?

Không. Số oxi hoá của lưu huỳnh không đổi, H2SO4 chỉ cung cấp ion H+ tạo môi trường axit cho Cr2O7(2-) bị khử thành Cr3+.

Hiện tượng của phản ứng K2Cr2O7 với FeSO4 trong H2SO4 là gì?

Dung dịch màu da cam của K2Cr2O7 mất dần và chuyển sang màu xanh lục của Cr3+, không có khí hay kết tủa.

Một mol K2Cr2O7 oxi hoá được bao nhiêu mol FeSO4?

1 mol K2Cr2O7 nhận 6 mol electron nên oxi hoá được 6 mol FeSO4 (mỗi Fe2+ nhường 1 electron).