Trả lời nhanh
Phương trình: Fe(OH)2 + H2SO4 (loãng) → FeSO4 + 2H2O. Đây là phản ứng trung hoà giữa bazơ không tan và axit. Chất rắn màu trắng xanh tan dần, thu được dung dịch FeSO4 màu lục nhạt. Sắt vẫn giữ số oxi hoá +2 trước và sau phản ứng.
Phương trình hoá học đã cân bằng
Fe(OH)2 + H2SO4 → FeSO4 + 2H2O
Kiểm tra cân bằng: vế trái có 1 Fe, 1 S, 6 O (2 O của nhóm OH và 4 O của gốc sunfat), 4 H. Vế phphải có 1 Fe, 1 S, 4 O trong FeSO4 cộng 2 O trong 2H2O là 6 O, và 4 H. Hai vế bằng nhau.
- Loại phản ứng: trao đổi, trung hoà (không phải oxi hoá – khử).
- Điều kiện: nhiệt độ thường, dùng dung dịch H2SO4 loãng.
- Hiện tượng: kết tủa trắng xanh Fe(OH)2 tan dần, dung dịch thu được có màu lục nhạt (xanh nhạt) của ion Fe2+.
Phương trình ion
Fe(OH)2 là bazơ không tan nên giữ nguyên dạng phân tử khi viết phương trình ion:
- Phương trình ion đầy đủ: Fe(OH)2 + 2H+ + SO42− → Fe2+ + SO42− + 2H2O
- Phương trình ion thu gọn: Fe(OH)2 + 2H+ → Fe2+ + 2H2O
Nhờ dạng thu gọn, em thấy ngay: bất kỳ axit mạnh loãng nào không có tính oxi hoá (HCl, H2SO4 loãng) đều hoà tan Fe(OH)2 theo cùng một kiểu.
Vì sao sản phẩm là FeSO4 mà không phải Fe2(SO4)3?
H2SO4 loãng chỉ thể hiện tính axit nhờ ion H+, không đóng vai trò chất oxi hoá mạnh. Vì vậy Fe+2 trong Fe(OH)2 không bị nâng lên Fe+3. Muối tạo thành là sắt(II) sunfat, công thức FeSO4.
Lưu ý nhỏ: trong thực tế, nếu để dung dịch FeSO4 ngoài không khí lâu, Fe2+ bị oxi hoá dần bởi oxi hoà tan nên dung dịch ngả vàng. Đó là phản ứng khác, không phải do H2SO4 loãng gây ra.
So sánh: H2SO4 loãng và H2SO4 đặc nóng
| Tiêu chí | H2SO4 loãng | H2SO4 đặc, nóng |
|---|---|---|
| Vai trò của axit | Chỉ là axit (H+) | Axit và chất oxi hoá mạnh (S+6) |
| Loại phản ứng | Trung hoà | Oxi hoá – khử |
| Sản phẩm | FeSO4 + H2O | Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O |
| Phương trình | Fe(OH)2 + H2SO4 → FeSO4 + 2H2O | 2Fe(OH)2 + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 6H2O |
Kiểm tra phương trình với axit đặc: vế trái 2 Fe, 4 S, 20 O (4 O của 2 nhóm OH… cụ thể 2×2 = 4 O và 4×4 = 16 O), 12 H (4 + 8). Vế phải 2 Fe, 4 S (3 + 1), O = 12 + 2 + 6 = 20, H = 12. Cân bằng đúng.
Các lỗi sai thường gặp
- Viết sản phẩm là Fe2(SO4)3 ngay với axit loãng. Chỉ axit đặc nóng (hoặc HNO3) mới đưa Fe(II) lên Fe(III).
- Quên hệ số 2 trước H2O. Fe(OH)2 có 2 nhóm OH, nên tạo 2 phân tử nước.
- Tách Fe(OH)2 thành ion khi viết phương trình ion. Đây là chất kết tủa, phải giữ nguyên dạng phân tử.
- Nhầm màu. Fe(OH)2 trắng xanh, Fe(OH)3 nâu đỏ, dung dịch Fe2+ lục nhạt, dung dịch Fe3+ vàng nâu.
Mẹo nhớ: “Bazơ + axit → muối + nước; hoá trị sắt giữ nguyên”. Axit loãng không làm đổi hoá trị sắt.
Bài tập luyện tập
Bài 1. Hoà tan hoàn toàn 0,9 gam Fe(OH)2 bằng lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 loãng. Tính khối lượng H2SO4 đã phản ứng và khối lượng FeSO4 tạo thành. (Fe = 56, S = 32, O = 16, H = 1)
Đáp án: M(Fe(OH)2) = 90 nên n = 0,9/90 = 0,01 mol. Theo phương trình, n(H2SO4) = n(FeSO4) = 0,01 mol. Khối lượng H2SO4 = 0,01 × 98 = 0,98 g; khối lượng FeSO4 = 0,01 × 152 = 1,52 g.
Bài 2. Cần tối thiểu bao nhiêu gam Fe(OH)2 để trung hoà hết 100 mL dung dịch H2SO4 0,2M?
Đáp án: n(H2SO4) = 0,1 × 0,2 = 0,02 mol, nên n(Fe(OH)2) = 0,02 mol. Khối lượng = 0,02 × 90 = 1,8 g.
Bài 3. Chọn phát biểu đúng: (A) Fe(OH)2 tác dụng với H2SO4 loãng tạo Fe2(SO4)3; (B) Phản ứng của Fe(OH)2 với H2SO4 loãng không phải phản ứng oxi hoá – khử; (C) Dung dịch sau phản ứng có màu nâu đỏ; (D) Phản ứng giải phóng khí SO2.
Đáp án: B. Số oxi hoá của mọi nguyên tố không đổi; sản phẩm là FeSO4 (lục nhạt), không có khí thoát ra.
Mở rộng: Fe(OH)2 với axit có tính oxi hoá
Với HNO3 loãng, Fe(OH)2 bị oxi hoá lên Fe(III) và giải phóng khí NO không màu (hoá nâu trong không khí):
3Fe(OH)2 + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO↑ + 8H2O
Ngoài ra Fe(OH)2 kết tủa trắng xanh tự oxi hoá trong không khí ẩm: 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3, chuyển dần sang nâu đỏ. Đây là lý do khi điều chế Fe(OH)2 cần dùng nước đã đun sôi để đuổi oxi.
Câu hỏi thường gặp
Fe(OH)2 tác dụng với H2SO4 loãng tạo sản phẩm gì?
Tạo muối sắt(II) sunfat FeSO4 và nước: Fe(OH)2 + H2SO4 → FeSO4 + 2H2O. Đây là phản ứng trung hoà, không có khí thoát ra.
Hiện tượng khi cho Fe(OH)2 vào dung dịch H2SO4 loãng là gì?
Chất rắn màu trắng xanh tan dần và tạo dung dịch có màu lục nhạt của ion Fe2+.
Fe(OH)2 + H2SO4 loãng có phải phản ứng oxi hoá – khử không?
Không. Số oxi hoá của sắt vẫn là +2, các nguyên tố khác cũng không đổi, nên đây là phản ứng trao đổi (trung hoà).
Fe(OH)2 tác dụng với H2SO4 đặc nóng cho sản phẩm gì?
Xảy ra phản ứng oxi hoá – khử: 2Fe(OH)2 + 4H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + SO2 + 6H2O, sinh khí SO2 mùi hắc.