Fe(OH)2 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + H2S + H2O

1. Phương trình phản ứng giữa Fe(OH)2 và H2SO4 đặc:

Phản ứng giữa Fe(OH)2 và H2SO4 đặc là một loại phản ứng oxi-hoá khử, trong đó kim loại sắt trong Fe(OH)2 bị oxi hóa và ion H+ trong H2SO4 bị khử. Phản ứng được biểu diễn bởi phương trình:

8Fe(OH)2 + 13H2SO4 → 4Fe2(SO4)3 + H2S + 20H2O

Phản ứng này tạo ra các sản phẩm, bao gồm kim loại sắt sulfat (Fe2(SO4)3), khí H2S và nước. Trong quá trình phản ứng, Fe(OH)2 bị oxi hóa thành Fe2(SO4)3 và ion H+ trong H2SO4 bị khử thành khí H2S.

1.1. Điều kiện để phản ứng phát sinh:

Để phản ứng giữa Fe(OH)2 và H2SO4 đặc phát sinh, cần có điều kiện nhiệt độ thường và dung dịch H2SO4 đặc nóng dư. Nhiệt độ thường giúp cho quá trình phản ứng diễn ra một cách ổn định và hiệu quả, và dung dịch H2SO4 đặc nóng dư giúp tăng tốc độ phản ứng.

1.2. Hiện tượng sau phản ứng:

Sau khi phản ứng diễn ra, kim loại sắt bị tan dần trong dung dịch H2SO4 đặc nóng dư, tạo ra dung dịch màu nâu vàng chứa kim loại sắt sulfat và khí H2S. Khí H2S có mùi rất đặc trưng là mùi trứng thối, và không màu. Việc tạo ra khí H2S trong quá trình phản ứng này cũng có thể được sử dụng để phát hiện sự hiện diện của H2S trong môi trường khác.

2. Bản chất của các chất tham gia phản ứng:

2.1. Bản chất của Fe(OH)2 (Sắt (II) hidroxit):

Trong các phản ứng hóa học, các chất tham gia đóng vai trò quan trọng trong việc tạo thành sản phẩm cuối cùng. Fe(OH)2 là một chất tham gia quan trọng được sử dụng trong nhiều phản ứng khác nhau.

Trong phản ứng với Fe(OH)2 là chất khử. Điều này có nghĩa là Fe(OH)2 có khả năng cung cấp electron cho các chất khác trong phản ứng, gây ra quá trình khử. Tuy nhiên, đây là một chất có tính chất của bazo không tan, vì vậy nó sẽ phản ứng với axit. Cụ thể, Fe(OH)2 có tính chất bazơ vì nó có khả năng nhận proton và tạo ra ion OH-.

Ngoài ra, Fe(OH)2 còn có những đặc điểm khác như khả năng hấp thụ ion kim loại và khả năng hình thành các hợp chất phức với các ion kim loại khác. Điều này cho thấy vai trò quan trọng của Fe(OH)2 trong nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm sản xuất phân bón, thuốc nhuộm và chất tẩy rửa.

2.2. Bản chất của H2SO4 (Axit sunfuric):

H2SO4 là một chất tham gia quan trọng trong nhiều phản ứng hóa học khác nhau. Trong phản ứng với H2SO4, nó được sử dụng là chất oxi hoá. Điều này có nghĩa là H2SO4 có khả năng tác động mạnh lên các chất khử khác, gây ra quá trình oxi hóa.

Ngoài ra, H2SO4 còn có những đặc điểm khác như tính axit mạnh, khả năng oxi hóa mạnh và khả năng hấp thụ nước cao. Hơn nữa, axit sulfuric còn được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như sản xuất phân bón, chất tẩy rửa và thuốc nhuộm. Điều này cho thấy vai trò quan trọng của H2SO4 trong nhiều ứng dụng khác nhau, và nó là một chất tham gia cần thiết trong các phản ứng hóa học.

2.3. Bản chất của NaOH (Hidroxit natri):

Trong phản ứng hóa học, các chất tham gia đóng vai trò quan trọng trong việc tạo thành sản phẩm cuối cùng. NaOH là một chất tham gia quan trọng được sử dụng trong nhiều phản ứng khác nhau.

Trong phản ứng với NaOH là chất bazơ. Điều này có nghĩa là NaOH có khả năng nhận proton và tạo ra ion OH-. Tính chất bazơ của NaOH được thể hiện qua khả năng tan trong nước và tác dụng được với axit. Cụ thể, NaOH có khả năng tác động lên các chất axit khác, tạo ra phản ứng trung hòa.

Ngoài ra, NaOH còn được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như sản xuất giấy, dầu mỡ, thuốc nhuộm và chất tẩy rửa. Điều này cho thấy vai trò quan trọng của NaOH trong nhiều ứng dụng khác nhau, và nó là một chất tham gia cần thiết trong các phản ứng hóa học.

3. Mở rộng kiến thức về Fe(OH)2:

3.1. Tính chất vật lý và nhận biết:

Fe(OH)2 là một chất kết tủa màu trắng xanh dương, có khả năng dẫn điện và dễ bị oxi hóa chuyển sang màu nâu đỏ khi có mặt không khí. Nó có khả năng tan ít trong nước.

Fe(OH)2 có khối lượng riêng là 3,4 g/cm³ và độ dẫn điện là 3,1 × 10⁻⁴ S/m.

Phương pháp nhận biết Fe(OH)2 là dùng dung dịch NaOH để kết tủa Fe(OH)2, sau đó thêm dung dịch NH₄Cl để tạo thành kết tủa màu trắng. Kết tủa này có thể được hòa tan bằng HCl và sau đó dung dịch này được sử dụng để xác định lượng Fe(OH)2 có trong mẫu.

3.2. Tính chất hóa học:

Fe(OH)2 là một hợp chất có tính bazơ không tan. Nó có khả năng tương tác với nhiều loại axit và các chất oxi hóa khác.

Fe(OH)2 vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử. Điều này cho phép nó tương tác với nhiều hợp chất khác nhau trong các phản ứng hóa học.

a. Bị nhiệt phân

Khi nung Fe(OH)2 trong điều kiện không có không khí, nó phân hủy thành FeO và H2O theo phản ứng: Fe(OH)2 → FeO + H2O. Màu của Fe(OH)2 sẽ thay đổi từ trắng xanh sang nâu đỏ.

Khi nung Fe(OH)2 trong không khí, nó bị oxy hóa thành Fe2O3 và H2O theo phản ứng: 4Fe(OH)2 + O2 → 2Fe2O3 + 4H2O. Màu của Fe(OH)2 sẽ chuyển sang màu đỏ nâu.

b. Tác dụng với axit

Với axit không có tính oxi hóa như (HCl, H2SO4), Fe(OH)2 tác dụng để tạo ra muối sắt (II) và nước theo phản ứng: Fe(OH)2 + 2HCl → FeCl2 + 2H2O.

c. Tính khử:

Với axit HNO3, H2SO4 đặc, Fe(OH)2 tác dụng để tạo ra các muối sắt (III) và khí NO hoặc SO2:

3Fe(OH)2 + 10HNO3 loãng → 3Fe(NO3)3 + NO + 8H2O.

2Fe(OH)2 + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O.

Tác dụng với các chất oxi hóa khác, Fe(OH)2 tác dụng với oxy và nước để tạo ra Fe(OH)3 theo phản ứng: 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3.

3.3. Điều chế:

Fe(OH)2 có thể được điều chế bằng cách cho dung dịch bazơ vào dung dịch muối sắt (II) trong điều kiện không có không khí. Fe(OH)2 được tạo ra theo phản ứng: Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2.

Fe(OH)2 cũng có thể được điều chế bằng cách cho NaOH vào dung dịch muối sắt (II). Phản ứng diễn ra như sau: FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaCl.

Fe(OH)2 còn có thể được điều chế bằng cách cho FeSO4 vào dung dịch NaOH, sau đó tách kết tủa Fe(OH)2 và rửa sạch.

Fe(OH)2 cũng có thể được tạo ra bằng cách cho NH4OH vào dung dịch FeSO4, sau đó tách kết tủa Fe(OH)2 và rửa sạch.

4. Tính chất hoá học của H2SO4:

4.1. H2SO4 loãng:

Axit sunfuric là một loại hóa chất mạnh, có đầy đủ các tính chất hóa học chung của axit, nhưng bạn có biết về những ứng dụng của nó không?

Ngoài tính chất hóa học chung của axit, axit sunfuric H2SO4 còn có thể làm chuyển màu quỳ tím thành đỏ. Tính chất này rất hữu ích trong các phản ứng hóa học để xác định tính chất của các chất. Nó cũng có thể tác dụng với kim loại đứng trước H (trừ Pb) tạo thành muối sunfat. Ví dụ, khi cho Fe tác dụng với H2SO4, ta sẽ thu được FeSO4 và H2, phản ứng này rất thường được sử dụng trong phòng thí nghiệm:

Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2

Ngoài ra, axit sunfuric còn có thể tác dụng với oxit bazo tạo thành muối mới (trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị) và nước, ví dụ như khi cho FeO tác dụng với H2SO4 ta sẽ thu được FeSO4 và H2O:

FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O

Cũng như tác dụng với bazo để tạo thành muối mới và nước.

H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O

H2SO4­ + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O

H2SO4 cũng có thể tác dụng với muối tạo thành muối mới (trong đó kim loại vẫn giữ nguyên hóa trị) và axit mới, như tác dụng của H2SO4 với Na2CO3 để tạo ra Na2SO4, H2O và CO2:

Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2

Hoặc tác dụng của H2SO4 với KHCO3 để tạo ra K2SO4, H2O và CO2:

H2SO4 + 2KHCO3 → K2SO4 + 2H2O + 2CO2

4.2. H2SO4 đặc:

Trái với axit sunfuric loãng, axit sunfuric đặc có tính axit mạnh và tính chất hóa học nổi bật hơn. Ví dụ như tác dụng với kim loại, khi cho mảnh Cu vào trong H2SO4 đặc, ta có thể tạo ra dung dịch có màu xanh và khí bay ra với mùi sốc:

Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O

H2SO4 đặc cũng có thể tác dụng với phi kim để tạo thành oxit phi kim, H2O và SO2, ví dụ như phản ứng của H2SO4 đặc với cacbon để tạo ra CO2, H2O và SO2 (ở nhiệt độ cao):

C + 2H2SO4 → CO2 + 2H2O + 2SO2 (nhiệt độ)

Hoặc phản ứng của H2SO4 đặc với P để tạo ra H3PO4, SO2 và H2O:

2P + 5H2SO4 → 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O

Ngoài ra, axit sunfuric đặc còn có thể tác dụng với các chất khử khác như phản ứng của H2SO4 đặc với FeO để tạo ra Fe2(SO4)3, SO2 và H2O:

2FeO + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O

Cuối cùng, axit sunfuric đặc còn có tính háo nước đặc trưng. Bạn có biết rằng khi đưa H2SO4 vào cốc đựng đường, phản ứng sẽ diễn ra và đường sẽ bị chuyển sang màu đen và phun trào với phương trình hóa học như sau:

C12H22O11 + H2SO4 → 12C + H2SO4.11H2O

5. Câu hỏi vận dụng liên quan:

Câu 1. Chọn phát biểu đúng trong các phát biểu sau

A. Chất oxi hóa là chất nhường electron.

B. Quá trình nhận electron là quá trình oxi hóa.

C. Chất khử là chất nhận electron.

D. Quá trình nhường electron là quá trình oxi hóa.

Đáp án D

Chất khử là chất cho e (bị oxi hóa)

Chất oxi hóa là chất nhận e (bị khử)

Quá trình cho e là quá trình oxi hóa, quá trình nhận e là quá trình khử.

Câu 2. Cho phản ứng sau: Fe + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + H2S + H2O. Tổng hệ số tối giản trong phương trình trên là:

A. 40

B. 48

C. 52

D. 58

Đáp án A

Phương trình phản ứng hóa học

8Fe + 15H2SO4 → 4Fe2(SO4)3+ H2S + 12H2O

Câu 3. Cho phương trình hóa học : 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3. Kết luận nào sau đây là đúng?

A. Fe(OH)2 là chất khử, H2O là chất oxi hoá.

B. Fe(OH)2 là chất khử, O2 là chất oxi hoá.

C. O2là chất khử, H2O là chất oxi hoá.

D. Fe(OH)2 là chất khử, O2 và H2O là chất oxi hoá

Đáp án B

4+2Fe(OH)2 + 0O2 + 2H2O → 4+3Fe(−2OH)3.

Quá trình cho – nhận e:

+2Fe → +3Fe + 1e => Fe(OH)2 là chất khử

0O2+ 4e → 2−2O=> O2 là chất oxi hóa

Câu 4. Phát biểu nào dưới đây không đúng?

A. Sự oxi hóa là sự mất (nhường) electron

B. Sự khử là sự mất electron hay cho electron

C. Chất khử là chất nhường (cho) electron

D. Chất oxi hóa là chất thu electron

Đáp án B

Nắm được khái niệm:

+ Chất khử là chất nhường e

+ Chất oxi hóa là chất nhận e

+ Sự khử là sự nhận e

+ Sự oxi hóa là sự nhường e