Fe + Fe2(SO4)3 → FeSO4: phương trình, hiện tượng và bài tập
Lớp 12Hóa học

Fe + Fe2(SO4)3 → FeSO4: phương trình, hiện tượng và bài tập

Trả lời nhanh

Phương trình đúng là Fe + Fe2(SO4)3 → 3FeSO4. Đây là phản ứng oxi hóa khử xảy ra ở điều kiện thường: Fe là chất khử, ion Fe3+ là chất oxi hóa. Hiện tượng là sắt tan dần, dung dịch màu vàng nâu chuyển sang màu lục nhạt của muối sắt (II).

Phương trình phản ứng

Fe + Fe2(SO4)3 → 3FeSO4

Phương trình ion thu gọn: Fe + 2Fe3+ → 3Fe2+. Chỉ có ion Fe3+ tham gia, gốc sunfat đứng ngoài phản ứng nên em có thể áp dụng tương tự với FeCl3, Fe(NO3)3.

  • Điều kiện: nhiệt độ thường, dung dịch muối sắt (III).
  • Loại phản ứng: oxi hóa khử, xảy ra trong dung dịch.

Cân bằng bằng phương pháp thăng bằng electron

  1. Xác định số oxi hóa thay đổi: Fe từ 0 lên +2; Fe từ +3 xuống +2.
  2. Viết quá trình: Fe0 → Fe2+ + 2e (nhường 2e); Fe3+ + 1e → Fe2+ (nhận 1e).
  3. Cân bằng số electron: 1 Fe nhường 2e, nên cần 2 ion Fe3+ nhận 2e. Một phân tử Fe2(SO4)3 chứa đúng 2 ion Fe3+.
  4. Tổng hợp: 1 Fe + 1 Fe2(SO4)3 tạo ra 3 Fe2+, tức 3FeSO4.
Sơ đồ chuyển electron trong phản ứng Fe + Fe2(SO4)3 tạo FeSO4
Hình 1. Fe nhường 2 electron cho 2 ion Fe3+, cả ba nguyên tử sắt đều về Fe2+.

Hiện tượng nhận biết

  • Mẩu sắt (đinh sắt, bột sắt) tan dần.
  • Dung dịch từ màu vàng nâu (Fe3+) nhạt dần rồi chuyển sang màu lục nhạt (Fe2+).
  • Không có khí thoát ra, không có kết tủa, điểm này giúp phân biệt với phản ứng của Fe và axit.

Vì sao phản ứng xảy ra được?

Dựa vào dãy điện hóa: cặp Fe2+/Fe có thế điện cực chuẩn khoảng −0,44 V, cặp Fe3+/Fe2+ khoảng +0,77 V. Chất oxi hóa mạnh (Fe3+) gặp chất khử mạnh (Fe) thì phản ứng xảy ra, tạo ra chất oxi hóa yếu hơn (Fe2+) và chất khử yếu hơn.

Có thể hiểu đơn giản: sắt kim loại “cướp” bớt electron của Fe3+ và đưa cả hai về trạng thái ổn định ở mức oxi hóa +2.

Ứng dụng thực tế

Dung dịch muối Fe2+ để lâu ngoài không khí dễ bị oxi hóa thành Fe3+. Người ta thường bỏ vài mẩu đinh sắt sạch vào chai đựng dung dịch FeSO4 để Fe khử ngược Fe3+ về Fe2+, giữ dung dịch ổn định lâu hơn.

So sánh với các phản ứng của Fe ra FeSO4

Chất tác dụng với Fe Phương trình Dấu hiệu
H2SO4 loãng Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑ Có khí không màu
CuSO4 Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu↓ Có chất rắn đỏ bám vào sắt
Fe2(SO4)3 Fe + Fe2(SO4)3 → 3FeSO4 Dung dịch đổi màu, không khí, không kết tủa

Lỗi sai thường gặp

  1. Viết sản phẩm là Fe3(SO4)2: sai vì không tồn tại muối này.
  2. Quên hệ số 3 ở FeSO4, làm lệch số nguyên tử Fe giữa hai vế.
  3. Nhầm với phản ứng Cu + Fe2(SO4)3 → CuSO4 + 2FeSO4, tạo ra hai muối.

Bài tập vận dụng

Bài 1. Cho 5,6 g Fe vào dung dịch chứa 0,1 mol Fe2(SO4)3. Tính khối lượng FeSO4 thu được.
Đáp án: n(Fe) = 0,1 mol, phản ứng vừa đủ với 0,1 mol Fe2(SO4)3, tạo 0,3 mol FeSO4; m = 0,3 × 152 = 45,6 g.

Bài 2. Dung dịch FeSO4 lẫn tạp chất Fe2(SO4)3. Làm sao loại tạp chất mà không đưa thêm chất lạ vào?
Đáp án: cho dư bột sắt, lọc bỏ phần Fe dư. Phản ứng Fe + Fe2(SO4)3 → 3FeSO4 chuyển tạp chất thành chất cần thu.

Bài 3. Cho 0,05 mol Fe vào dung dịch chứa 0,2 mol Fe3+. Sau phản ứng có bao nhiêu mol Fe3+ và Fe2+?
Đáp án: Fe hết, Fe3+ phản ứng 0,1 mol nên còn dư 0,1 mol; Fe2+ tạo ra 0,15 mol.

Câu hỏi thường gặp

Fe + Fe2(SO4)3 tạo ra sản phẩm gì?

Phản ứng tạo ra FeSO4 theo phương trình Fe + Fe2(SO4)3 → 3FeSO4.

Hiện tượng của phản ứng Fe + Fe2(SO4)3 là gì?

Sắt tan dần, dung dịch từ màu vàng nâu chuyển sang màu lục nhạt, không có khí và không có kết tủa.

Vai trò của Fe và Fe2(SO4)3 trong phản ứng?

Fe là chất khử vì nhường electron, còn ion Fe3+ trong Fe2(SO4)3 là chất oxi hóa vì nhận electron.

Có thể thay Fe2(SO4)3 bằng FeCl3 không?

Có, vì bản chất chỉ là Fe + 2Fe3+ → 3Fe2+, nên Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2.

Bài học liên quan