Fe + HCl → FeCl2 + H2 – Phản ứng hóa học Fe HCl và bài tập liên quan

Fe + HCl → FeCl₂ + H₂ là phản ứng hóa học quen thuộc trong chương trình học phổ thông. Chúng ta hãy cùng tìm hiểu chi tiết về phản ứng hóa học giữa Fe và axit HCl và một số bài tập liên quan nhé.

Phương trình hóa học Fe + HCl

Phương trình phản ứng hóa học Fe HCl khi chưa cân bằng:

Fe + HCl → FeCl₂ + H₂ (1)

Phương trình phản ứng hóa học Fe HCl khi đã cân bằng:

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂ (2)

Như vậy, khi cho sắt phản ứng với axit clohidric sẽ tạo ra sắt 2 clorua và khí hidro. 

Điều kiện của phản ứng Fe và HCl

Phản ứng hóa học nêu trên được diễn ra ở nhiệt độ thường.

Theo phương trình số (2), điều kiện để phản ứng xảy ra vừa đủ là tỉ lệ số mol giữa Fe:HCl là 1:2. Tức là để phản ứng hết 1 mol Fe thì cần 2 mol axit HCl.

Cách thực hiện phản ứng Fe HCl

Khi thực hiện phản ứng hóa học giữa sắt và axit clohidric thì bạn thực hiện như sau:

• Lấy một ít kim loại Fe cho vào đáy ống nghiệm
• Nhỏ 1 – 2 ml dung dịch axit HCl vào ống nghiệm trên
• Lắc đều

Hiện tượng sau phản ứng Fe + HCl

Phản ứng Fe HCl xảy ra và có hiện tượng như sau: Chất rắn sẽ tan dần, đồng thời sẽ có bọt khí thoát ra. Khí thoát ra chính là khí Hidro.

HCl là một axit mạnh và dễ phản ứng với các kim loại đứng trước Hidro. Khi sắt tác dụng với axit HCl sẽ cho ra muối sắt II (sắt hóa trị 2).

Một số tính chất hóa học của Fe

Fe thuộc nhóm kim loại nên sẽ phản ứng với phi kim, axit và muối.

Fe tác dụng với phi kim 

Tác dụng với oxi: 3Fe + 2O₂ → Fe3O4

Tác dụng với clo: 2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl3

Tác dụng với lưu huỳnh: Fe + S → FeS

Lưu ý: Sắt phản ứng với các phi kim ở điều kiện nhiệt độ cao.

Fe tác dụng với dung dịch axit

Sắt tác dụng với axit HCl, H₂SO4 loãng

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

Fe + H₂SO4 → FeSO4 + H₂

Sắt tác dụng với axit H₂SO4 đặc, nóng; HNO3 đặc:

2Fe + 6H₂SO4 → Fe₂(SO4)₂ + 3SO₂ + 6H₂O

Lưu ý: Fe không tác dụng với H₂SO4 đặc nóng; HNO3 đặc nguội

Fe tác dụng với dung dịch muối

Sắt có khả năng được kim loại yếu hơn ra khỏi muối.

Ví dụ: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu

Bài tập liên quan đến phản ứng Fe + HCl

Câu 1. Kim loại Fe không phản ứng được với dung dịch nào sau đây:\

A. Dung dịch H₂SO4 loãng

B. Dung dịch HCl

C. H₂SO4 đặc, nguội

D. Dung dịch CuCl₂

Đáp án C.

Fe có thể tác dụng với dung dịch H₂SO4 loãng hoặc đặc nóng nhưng không tác dụng với dung dịch H₂SO4 đặc, nguội

Câu 2. Phát biểu nào dưới đây sai?

A. NaCl được dùng làm muối ăn và bảo quản thực phẩm.

B. Axit HCl  vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử.

C.Nhỏ dung dịch AgNO3 vào dung dịch HCl, có kết tủa trắng.

D. HCl tác dụng với Fe tạo ra muối sắt (III)

Đáp án D

HCl + Fe tạo ra muối sắt (II) FeCl₂

Câu 3. Dung dịch  nào có thể nhận biết được Fe trong hỗn hợp gồm Fe và Ag?

A. HCl

B. AgNO3

C. H₂SO4 đặc, nguội

D. NaOH

Đáp án C

Câu 4. Kim loại tác dụng với dung dịch HCl và tác dụng với khí Cl₂ đều thu được cùng một muối là

A. Zn

B. Fe

C. Cu

D. Ag

Đáp án A

Zn tác dụng với HCl và tác dụng với khí Cl₂ đều cho ra muối clorua.

Fe tác dụng với khí Cl₂ có thể tạo ra muối FeCl₂ và FeCl3

Cu và Ag lại không phản ứng với dung dịch HCl.

Câu 5. Cho 8,4 gam một kim loại hóa trị II phản ứng hết với dung dịch HCl dư, thu được 3,36 lít H₂ tại điều kiện tiêu chuẩn. Kim loại đó là

A. Ba

B. Ca

C. Fe

D. Mg

Đáp án C

Số mol khí H₂ thu được là: nH₂ = 0,15 mol

Bảo toàn electron

2nM = 2nH₂ ⇒ nM = nH₂ = 0,15 mol ⇒ M = 8,4/0,15 = 56

Vậy kim loại đó là Fe.

Câu 6. Có thể điều chế khí hidro clorua trong phòng thí nghiệm bằng cách:

A. Cho NaCl tinh thể tác dụng với HNO3 đặc, đun nóng.

B. Cho NaCl tinh thể tác dụng với H₂SO4 loãng, đun nóng.

C. Cho NaCl tinh thể tác dụng với H₂SO4 đặc, đun nóng.

D. Cho NaCl tinh thể tác dụng với HNO3 loãng, đun nóng.

Đáp án C

Trong phòng thí nghiệm, bạn có thể điều chế khí hiđro clorua bằng cách cho NaCl tinh thể tác dụng với axit H₂SO4 đặc, đun nóng.

Phương trình hóa học: NaCl rắn + H₂SO4 đặc → NaHSO4 + HCl

Câu 7. Cho sắt tác dụng với H₂O ở nhiệt độ cao hơn 570 độ C thì tạo ra H₂ và sản phẩm rắn đó là:

A. FeO.

B. Fe3O4.

C. Fe₂O3.

D. Fe(OH)₂.

Đáp án A

Câu 8. Hòa tan 10 gam hỗn hợp bột Fe và Fe₂O3 bằng dung dịch HCl vừa đủ, thu được 1,12 lít hidro ở điều kiện tiêu chuẩn và dung dịch X. Cho dung dịch X tác dụng với dd NaOH lấy dư. Lấy kết tủa thu được đem nung nóng trong không khí đến khối lượng không đổi thu được chất rắn Y có khối lượng là:

A. 16 gam.

B. 11,6 gam.

C. 12 gam.

D. 15 gam.

Đáp án C

Lời giải:

Số mol H₂ là: nH2 = 1,12 : 22,4 = 0,05 (mol)

Các phương trình hóa học:

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂ (1)

Fe₂O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H₂O (2)

Từ phương trình (1), ta có số mol Fe là: nFe = nH₂ = 0,05 (mol) nên khối lượng Fe là mFe = 0,05 x 56 = 2,8 (g)

Vậy khối lượng Fe₂O3 trong hỗn hợp là: mFe₂O3 = mhh – mFe = 10 – 2,8 =7,2 (g)  

Số mol Fe₂O₃ trong hỗn hợp: nFe₂O₃ = 7,2 : 160 = 0,045 (mol)

Theo phương trình hóa học (1), ta có: nFeCl₂ = nFe = 0,05 (mol)

Theo phương trình hóa học (2), ta có: nFeCl3 = 2nFe₂O₃ = 2.0,05 = 0,1 (mol)

Vậy dung dịch X thu được có chứa: 0,05 (mol) FeCl₂ và 0,1 (mol) FeCl₃.

Phương trình hóa học khi cho dung dịch X tác dụng với NaOH:

FeCl₂ + 2NaOH → Fe(OH)₂ + NaCl

FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)₃ + NaCl

Kết tủa thu được sau phản ứng là Fe(OH)₂ và Fe(OH)₃

Sau khi nung 2 kết tủa này đến khi khối lượng không đổi sẽ thu được Fe₂O₃

BTNT “Fe”: 2nFe₂O₃ = nFeCl₂ + nFeCl₃ → nFe₂O₃ = (0,05 + 0,1)/2 = 0,075 (mol)

Vậy khối lượng chất rắn thu được sẽ là: mFe₂O₃ = 0,075 × 160 = 12 (g)

Câu 9. 4 kim loại X, Y, Z, T đứng sau Mg trong dãy hoạt động hoá học. Biết rằng:

• X và Y tác dụng với dung dịch HCl giải phóng khí hidro.
• Z và T không phản ứng với dung dịch HCl.
• Y tác dụng với dung dịch muối của X và giải phóng X.
• T tác dụng được với dung dịch muối của Z và giải phóng Z.

Sắp xếp nào sau đây là đúng theo chiều hoạt động hóa học giảm dần?

A. T, X, Y, Z

B. Y, T, Z, X

C. X, Y, Z, T

D. Y, X, T, Z

Đáp án D

Giải thích: 

Do X, Y phản ứng được với axit HCl nên X, Y đứng trước H trong dãy hoạt động hóa học

Do Z, T không phản ứng với HCl nên 2 kim loại  Z, T đứng sau H trong dãy hoạt động hóa học

Do X, Y có tính khử mạnh hơn Z, T. Giờ chỉ so sánh Z và T. Vì T đẩy được Z ra khỏi muối của Z nên T có tính khử mạnh hơn Z

Bởi vậy, Z là kim loại có tính khử yếu nhất

Câu 10. Khi cho Fe tác dụng với dung dịch HCl để điều chế FeCl₂. Để dung dịch FeCl₂ thu được không bị chuyển thành hợp chất sắt (III), người ta có thể cho thêm vào dung dịch chất gì?

A. Cho thêm một lượng sắt dư .

B. Cho thêm một lượng HCl dư.

C. Cho thêm một lượng kẽm dư.

D. Cho thêm một lượng HNO3 dư.

Đáp án A

Dung dịch FeCl2 dễ bị oxi hóa thành muối Fe3+ nên người ta thêm 1 lượng Fe để bảo quản FeCl2 vì: Fe + 2Fe₃₊ → 3Fe₃₊

Không dùng Zn sẽ tạo ra 1 lượng muối Zn₂₊ gây tạp chất

Không dùng HNO3 vì HNO3 oxi hóa luôn ion Fe₂₊ thành Fe3+,

Không dùng HCl sẽ không ngăn cản quá trình tạo Fe3+.

Câu 11. Khử m gam Fe₃O₄ bằng khí H2 thu được hỗn hợp X gồm Fe và FeO, hỗn hợp X tác dụng vừa hết với 1,5 lít dung dịch H₂SO₄ 0,2M (loãng). Vậy m có giá trị bao nhiêu?

A. 11,6 gam.

B. 23,2 gam.

C. 46,4 gam.

D. 34,8 gam.

Đáp án B

Theo bài ra, khi hỗn hợp X tác dụng với axit H₂SO₄ vừa đủ thì chỉ thu được FeSO₄

Số mol của nFeSO₄= nSO₄2- = naxit = 0,3 mol.

Theo định luật bảo toàn nguyên tố Fe → nFe₃O₄ = 0,3 : 3 = 0,1 mol

Vậy giá trị của m là: m = 0,1 x 232 = 23,2 g.

Trên đây là những thông tin rất hữu ích về phản ứng hóa học Fe + HCl → FeCl₂+ H₂. Mong rằng bài viết này sẽ giúp bạn có được nhiều kiến thức bổ ích về môn Hóa học. Chúc bạn sức khỏe và học tập tốt.