Trả lời nhanh
Từ FeSO4 thu được FeCl2 bằng phản ứng trao đổi với dung dịch BaCl2: FeSO4 + BaCl2 → FeCl2 + BaSO4↓. Phản ứng xảy ra vì tạo kết tủa BaSO4 màu trắng không tan. Ngược lại, FeCl2 + H2SO4 loãng không xảy ra vì không tạo kết tủa, khí hay chất điện li yếu.
1. Chuyển FeSO4 thành FeCl2
Đây là phản ứng trao đổi ion trong dung dịch. Ta cần một muối clorua mà cation của nó kết hợp với gốc SO42− tạo kết tủa. Chất thích hợp nhất là BaCl2.
Phương trình phân tử: FeSO4 + BaCl2 → FeCl2 + BaSO4↓
Phương trình ion rút gọn: Ba2+ + SO42− → BaSO4↓
- Điều kiện: hai chất ở dạng dung dịch, nhiệt độ thường.
- Hiện tượng: xuất hiện kết tủa trắng BaSO4; dung dịch lục nhạt của Fe2+ vẫn còn sau khi lọc bỏ kết tủa.
- Lọc kết tủa sẽ thu được dung dịch FeCl2.
Vì sao không dùng CaCl2 hay NaCl? NaCl cho muối tan hoàn toàn nên không có phản ứng. CaSO4 chỉ ít tan, kết tủa không hoàn toàn nên không dùng để điều chế tinh khiết.
2. FeCl2 + H2SO4 có phản ứng không?
Đề bài thường hỏi “FeCl2 + H2SO4 → HCl + FeSO4” để kiểm tra điều kiện phản ứng trao đổi. Phản ứng trao đổi trong dung dịch chỉ xảy ra khi sản phẩm có chất kết tủa, chất khí hoặc chất điện li yếu.
- HCl và FeSO4 đều là chất tan, phân li hoàn toàn.
- Không có kết tủa, không có khí thoát ra, không có chất điện li yếu.
- Vậy với H2SO4 loãng: không xảy ra phản ứng, dung dịch chỉ là hỗn hợp các ion Fe2+, Cl−, H+, SO42−.
Nếu dùng H2SO4 đặc, nóng thì phản ứng lại là phản ứng oxi hoá – khử, không phải phản ứng trao đổi, vì Fe2+ bị oxi hoá lên Fe3+:
2FeCl2 + 4H2SO4 (đặc, nóng) → Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 4HCl + 2H2O
Kiểm tra e: 2Fe2+ → 2Fe3+ + 2e; S+6 + 2e → S+4. Sản phẩm không phải FeSO4.
3. Chuyển FeCl2 thành FeSO4
Muốn đi theo chiều ngược lại, ta lấy muối sunfat mà cation tạo kết tủa với Cl−, ví dụ Ag2SO4:
FeCl2 + Ag2SO4 → FeSO4 + 2AgCl↓ (kết tủa trắng)
Ion rút gọn: Ag+ + Cl− → AgCl↓. Ag2SO4 ít tan nên trong thực hành thường chỉ dùng như ví dụ lý thuyết.
4. Bảng tóm tắt
| Cặp chất | Phản ứng? | Dấu hiệu / lý do |
|---|---|---|
| FeSO4 + BaCl2 | Có | Kết tủa trắng BaSO4 |
| FeCl2 + Ag2SO4 | Có | Kết tủa trắng AgCl |
| FeCl2 + H2SO4 loãng | Không | Không có kết tủa, khí, chất điện li yếu |
| FeCl2 + H2SO4 đặc, nóng | Có (oxi hoá – khử) | Tạo Fe2(SO4)3, SO2 |
5. Lỗi sai thường gặp
- Viết FeCl2 + H2SO4 → FeSO4 + 2HCl rồi coi là xảy ra. Phải kiểm tra điều kiện trao đổi trước.
- Quên mũi tên ↓ cho BaSO4 hoặc AgCl.
- Nhầm sắt(II) với sắt(III): H2SO4 đặc nóng đưa Fe lên +3, còn H2SO4 loãng không đổi số oxi hoá của Fe2+.
Mẹo nhớ: muốn “đổi gốc axit” trong dung dịch, hãy tìm cặp ion tạo kết tủa: Ba2+ bắt SO42−, Ag+ bắt Cl−.
6. Bài luyện tập
Bài 1. Cho 15,2 g FeSO4 tác dụng hoàn toàn với dung dịch BaCl2 dư. Tính khối lượng kết tủa.
Giải: n(FeSO4) = 15,2 : 152 = 0,1 mol → n(BaSO4) = 0,1 mol → m = 0,1 × 233 = 23,3 g.
Bài 2. Cho 0,1 mol FeCl2 tác dụng với lượng dư dung dịch Ag2SO4. Tính khối lượng AgCl.
Giải: n(AgCl) = 2 × 0,1 = 0,2 mol → m = 0,2 × 143,5 = 28,7 g.
Bài 3. Hoà tan hết m gam Fe trong dung dịch HCl dư thu được 12,7 g FeCl2. Tính m.
Giải: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2. n(FeCl2) = 12,7 : 127 = 0,1 mol → m(Fe) = 0,1 × 56 = 5,6 g.
Câu hỏi thường gặp
FeSO4 ra FeCl2 bằng cách nào?
Cho dung dịch FeSO4 tác dụng với dung dịch BaCl2: FeSO4 + BaCl2 → FeCl2 + BaSO4↓. Lọc bỏ kết tủa trắng sẽ thu được dung dịch FeCl2.
FeCl2 tác dụng với H2SO4 loãng có xảy ra không?
Không. Sản phẩm HCl và FeSO4 đều tan, không có kết tủa, khí hay chất điện li yếu nên phản ứng trao đổi không xảy ra.
FeCl2 tác dụng với H2SO4 đặc nóng tạo gì?
Fe2+ bị oxi hoá thành Fe3+: 2FeCl2 + 4H2SO4 (đặc, nóng) → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4HCl + 2H2O.
Làm sao chuyển FeCl2 thành FeSO4?
Dùng muối sunfat tạo kết tủa với Cl−, ví dụ Ag2SO4: FeCl2 + Ag2SO4 → FeSO4 + 2AgCl↓.