Cu + 2FeCl3 ra CuCl2 và 2FeCl2
Lớp 12Hóa học

Cu + FeCl3 → CuCl2 + FeCl2: phương trình, hiện tượng, bài tập

Trả lời nhanh

Phương trình đúng là Cu + 2FeCl3 → CuCl2 + 2FeCl2. Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường. Ion Fe3+ có tính oxi hóa mạnh hơn Cu2+ nên oxi hóa được Cu thành Cu2+, còn bản thân bị khử về Fe2+. Sản phẩm không có sắt kim loại.

Phương trình phản ứng Cu tác dụng với FeCl3

Phương trình phân tử:

Cu + 2FeCl3 → CuCl2 + 2FeCl2

Phương trình ion rút gọn:

Cu + 2Fe3+ → Cu2+ + 2Fe2+

  • Điều kiện: nhiệt độ thường, FeCl3 ở dạng dung dịch.
  • Loại phản ứng: oxi hóa – khử.
  • Chất khử: Cu. Chất oxi hóa: FeCl3 (cụ thể là ion Fe3+).

Cân bằng bằng phương pháp thăng bằng electron

  1. Xác định số oxi hóa thay đổi: Cu0 → Cu+2; Fe+3 → Fe+2.
  2. Viết quá trình: Cu → Cu2+ + 2e (nhường 2e); Fe3+ + 1e → Fe2+ (nhận 1e).
  3. Cân bằng số electron: nhân quá trình nhận với 2. Vậy 1 Cu phản ứng với 2 Fe3+.
  4. Điền hệ số vào phương trình phân tử: Cu + 2FeCl3 → CuCl2 + 2FeCl2. Kiểm tra: vế trái 6 Cl, vế phải 2 + 4 = 6 Cl.

Hiện tượng quan sát được

  • Mảnh đồng (màu đỏ) tan dần.
  • Dung dịch từ màu vàng nâu của FeCl3 chuyển sang màu xanh lục nhạt đến xanh lam, vì có CuCl2 (xanh lam) lẫn FeCl2 (lục nhạt).
  • Không có khí thoát ra, không có kết tủa.

Vì sao phản ứng xảy ra? Giải thích theo dãy điện hóa

Trong dãy điện hóa, các cặp oxi hóa – khử xếp theo thứ tự: Fe2+/Fe, Cu2+/Cu, Fe3+/Fe2+. Quy tắc α: chất oxi hóa mạnh gặp chất khử mạnh sẽ sinh ra chất oxi hóa yếu hơn và chất khử yếu hơn.

Fe3+ (chất oxi hóa mạnh) đứng sau cặp Cu2+/Cu, còn Cu là chất khử đứng trước. Hai chất này gặp nhau nên phản ứng xảy ra, tạo Cu2+ và Fe2+.

Mẹo nhớ: Fe3+ chỉ “kéo” được một electron, nên chỉ đưa về Fe2+. Muốn xuống Fe kim loại phải có chất khử mạnh hơn Fe, như Mg, Zn hay Al.

Lỗi sai thường gặp

  • Viết sản phẩm có Fe: “Cu + FeCl3 → CuCl2 + Fe” là sai. Cu yếu hơn Fe nên không khử được Fe2+ thành Fe, cũng không đẩy được Fe khỏi muối.
  • Nghĩ Cu không phản ứng với muối: Cu không đẩy được Fe ra khỏi muối Fe2+. Nhưng Fe3+ là trường hợp đặc biệt vì còn có phản ứng đưa về Fe2+.
  • Quên hệ số 2: Tỉ lệ mol Cu : FeCl3 = 1 : 2, nhiều bạn viết 1 : 1 rồi tính sai.
  • Cho Cu dư vào FeCl3 rồi tưởng có phản ứng tiếp: Cu dư không phản ứng với FeCl2 tạo thành.

Ứng dụng thực tế

Dung dịch FeCl3 được dùng để ăn mòn lớp đồng trên bảng mạch in. Phần đồng không được bảo vệ bị hòa tan theo đúng phản ứng trên, chỉ để lại các đường mạch cần thiết.

Bài tập vận dụng

Bài 1

Cho 3,2 gam Cu vào dung dịch chứa 0,2 mol FeCl3, phản ứng hoàn toàn. Tính khối lượng muối FeCl2 tạo thành và khối lượng FeCl3 còn dư.

Lời giải: nCu = 3,2 : 64 = 0,05 mol. Theo phương trình, 0,05 mol Cu cần 0,1 mol FeCl3, mà đề có 0,2 mol nên FeCl3 dư 0,1 mol. Cu hết.

  • nFeCl2 = 2 × 0,05 = 0,1 mol, m = 0,1 × 127 = 12,7 gam.
  • mFeCl3 dư = 0,1 × 162,5 = 16,25 gam.

Bài 2

Khối lượng Cu tối đa hòa tan được trong dung dịch chứa 0,3 mol FeCl3 là bao nhiêu?

Lời giải: nCu = 0,3 : 2 = 0,15 mol, mCu = 0,15 × 64 = 9,6 gam.

Bài 3

Cho Cu dư vào dung dịch FeCl3, sau phản ứng thu được dung dịch chứa những chất tan nào?

Lời giải: Cu dư nên FeCl3 hết. Dung dịch chỉ chứa CuCl2 và FeCl2.

Tóm tắt

Nội dung Kết luận
Phương trình Cu + 2FeCl3 → CuCl2 + 2FeCl2
Chất khử / chất oxi hóa Cu / Fe3+
Tỉ lệ mol Cu : FeCl3 = 1 : 2
Hiện tượng Cu tan, dung dịch vàng nâu chuyển xanh lục nhạt/xanh lam
Điều kiện Nhiệt độ thường

Câu hỏi thường gặp

Cu có tác dụng được với FeCl3 không?

Có. Cu tan trong dung dịch FeCl3 ở nhiệt độ thường theo phương trình Cu + 2FeCl3 → CuCl2 + 2FeCl2, vì Fe3+ oxi hóa được Cu thành Cu2+.

Vì sao sản phẩm không có Fe?

Cu là chất khử yếu hơn Fe nên không khử được Fe2+ thành Fe. Fe3+ chỉ bị khử xuống Fe2+.

Hiện tượng khi cho Cu vào dung dịch FeCl3 là gì?

Đồng tan dần, dung dịch từ vàng nâu chuyển sang xanh lục nhạt hoặc xanh lam do tạo CuCl2 và FeCl2. Không có khí hay kết tủa.

Tỉ lệ mol giữa Cu và FeCl3 là bao nhiêu?

Tỉ lệ là 1 : 2. Cu nhường 2 electron, mỗi ion Fe3+ nhận 1 electron nên cần 2 Fe3+ cho 1 Cu.

Bài học liên quan