Phương trình hóa học: H2S + FeCl3 → S + FeCl2 + HCl

1. Phương trình phản ứng H2S ra S:

H2S + 2FeCl3 → S↓(vàng) + 2FeCl2 + 2HCl

Phản ứng H2S + FeCl3 → S + FeCl2 + HCl là một phản ứng oxi hóa khử xảy ra giữa hidro sunfua và sắt(III) clorua.

2. Phân tích Phương trình phản ứng H2S ra S:

2.1. Điều kiện xảy ra phản ứng H2S ra S:

Để xảy ra phản ứng H2S + FeCl3 → S + FeCl2 + HCl, cần có một số điều kiện như sau:

– Nồng độ của H2S và FeCl3 phải đủ lớn để có thể tạo ra động lực cho phản ứng. Nếu nồng độ quá thấp, phản ứng sẽ không xảy ra hoặc xảy ra rất chậm.

– Nhiệt độ của dung dịch phải cao hơn nhiệt độ phân hủy của H2S, tức là khoảng 200°C. Nếu nhiệt độ quá thấp, H2S sẽ không bị phân hủy thành H2 và S, mà chỉ bị thủy phân thành H+ và HS-.

– Môi trường của dung dịch phải là axit, tức là pH < 7. Nếu môi trường là kiềm, HS- sẽ bị trung hòa thành S2- và không tham gia phản ứng. Ngoài ra, môi trường axit cũng giúp tăng tốc độ phản ứng bằng cách cung cấp ion H+ cho quá trình oxi hóa của H2S.

Khi các điều kiện trên được đáp ứng, phản ứng H2S + FeCl3 → S + FeCl2 + HCl sẽ xảy ra theo cơ chế sau:

– Bước 1: H2S bị oxi hóa bởi FeCl3 thành S và HCl, giải phóng electron.

H2S + 2FeCl3 → S + 2FeCl2 + 2HCl + 2e-

– Bước 2: Electron được giải phóng từ bước 1 sẽ kết hợp với H+ trong dung dịch để tạo ra H2.

2H+ + 2e- → H2

– Bước 3: H2 được tạo ra từ bước 2 sẽ tiếp tục oxi hóa bởi FeCl3 thành HCl, giải phóng thêm electron.

H2 + FeCl3 → 2HCl + FeCl2 + 2e-

– Bước 4: Electron được giải phóng từ bước 3 sẽ kết hợp với S trong dung dịch để tạo ra S.

S + 2e- → S

Tổng hợp lại, ta có phương trình tổng quát của phản ứng như sau:

H2S + FeCl3 → S + FeCl2 + HCl

Hiện tượng nhận biết xảy ra phản ứng H2S + FeCl3 → S + FeCl2 + HCl là màu dung dịch chuyển từ màu vàng nâu sang màu xanh lục và xuất hiện kết tủa màu vàng. Đây là do trong dung dịch có sự thay đổi về nồng độ của các ion Fe3+ và Fe2+, cũng như sự hình thành kết tủa lưu huỳnh.

2.2. Thực hiện phản ứng H2S ra S:

Để thực hiện phản ứng này, ta cần chuẩn bị các dụng cụ và chất tham gia như sau:

– Ống nghiệm, bình cầu, bình đựng dung dịch, bình đựng khí, ống dẫn khí, đèn cồn, que đóm.

– Dung dịch H2S (0.1M), dung dịch FeCl3 (0.1M), dung dịch NaOH (0.1M), quỳ tím.

– Bột sắt, bột lưu huỳnh.

Các bước thực hiện phản ứng như sau:

– Bước 1: Đổ dung dịch H2S vào bình cầu, đậy nắp và kết nối với ống dẫn khí. Đặt đầu ống dẫn khí vào bình đựng dung dịch FeCl3. Đặt bình đựng dung dịch NaOH gần bình đựng dung dịch FeCl3 để hấp thụ khí H2S dư.

– Bước 2: Đốt nóng bình cầu bằng đèn cồn để sinh ra khí H2S. Khí H2S sẽ đi qua ống dẫn khí và phản ứng với dung dịch FeCl3 trong bình đựng dung dịch. Quan sát hiện tượng xảy ra trong bình.

– Bước 3: Lấy một ít dung dịch trong bình ra và nhỏ quỳ tím để kiểm tra tính axit của dung dịch. Quan sát màu của quỳ tím.

– Bước 4: Lấy một ít chất rắn lắng xuống trong bình ra và cho vào ống nghiệm. Thêm một ít nước vào ống nghiệm và khuấy đều. Quan sát hiện tượng xảy ra trong ống nghiệm.

– Bước 5: Trộn bột sắt và bột lưu huỳnh với tỉ lệ 1:1 trong một chén nhỏ. Đặt chén lên một cái nồi chứa nước sôi. Dùng que đóm để đốt cháy hỗn hợp bột trong chén. Quan sát hiện tượng xảy ra trong chén.

Các hiện tượng quan sát được:

– Trong bình đựng dung dịch FeCl3, có xuất hiện kết tủa màu vàng là S và dung dịch có màu xanh lá cây là FeCl2.

– Quỳ tím nhỏ vào dung dịch trong bình chuyển sang màu đỏ, cho thấy dung dịch có tính axit do có HCl.

– Chất rắn lắng xuống trong bình tan được trong nước và cho ra dung dịch có màu xanh lá cây là FeCl2.

– Trong chén có hỗn hợp bột sắt và lưu huỳnh, khi đốt cháy có xuất hiện ngọn lửa màu xanh là do sắt phản ứng với oxi, tạo thành sắt(II) oxit. Sau khi ngọn lửa tắt, có xuất hiện chất rắn màu vàng là S.

Phương trình phản ứng:

H2S + FeCl3 → S + FeCl2 + HCl

Fe + S → FeS

2.3. Phương trình ion của phương trình H2S + FeCl3 → S + FeCl2 + HCl:

Phương trình ion của phương trình H2S + FeCl3 → S + FeCl2 + HCl là một cách biểu diễn phản ứng hóa học bằng cách chỉ ghi những ion tham gia vào phản ứng. Phương trình ion có thể giúp ta nhận biết được những ion không tham gia vào phản ứng, gọi là ion khánh. Để viết được phương trình ion, ta cần biết được trạng thái của các chất trong phương trình, tức là biết được chất nào là chất tan, chất nào là chất kết tủa, chất nào là chất khí và chất nào là chất lỏng. Sau đó, ta chỉ ghi những ion của các chất tan và bỏ qua các chất không tan. Phương trình ion của phương trình H2S + FeCl3 → S + FeCl2 + HCl có dạng như sau:

H2S (l) + Fe^3+ (aq) + 3Cl^- (aq) → S (s) + Fe^2+ (aq) + 2Cl^- (aq) + 2H^+ (aq) + Cl^- (aq)

Ta có thể rút gọn phương trình ion bằng cách loại bỏ những ion khánh, tức là những ion xuất hiện ở cả hai vế của phương trình. Trong trường hợp này, ion khánh là Cl^- (aq). Sau khi rút gọn, ta được phương trình ion thu gọn như sau:

H2S (l) + Fe^3+ (aq) → S (s) + :Fe^2+ (aq) + 2H^+ (aq)

2.4. Ứng dụng của phản ứng H2S + FeCl3 → S + FeCl2 + HCl:

Phản ứng H2S + FeCl3 → S + FeCl2 + HCl là một phản ứng oxi hóa khử trong đó H2S bị oxi hóa thành S, còn FeCl3 bị khử thành FeCl2. Phản ứng này có ứng dụng trong cuộc sống như sau:

– Phản ứng này được dùng để xác định nồng độ của H2S trong mẫu khí bằng cách đo lượng kết tủa S tạo ra.

– Phản ứng này cũng được dùng để loại bỏ H2S khỏi khí thiên nhiên hoặc khí sinh học bằng cách hấp thụ vào dung dịch FeCl3. H2S là một chất độc và gây mùi hôi, nên việc loại bỏ nó là cần thiết để bảo vệ sức khỏe và môi trường.

– Phản ứng còn được dùng để sản xuất S, một nguyên liệu quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp như sản xuất thuốc nhuộm, cao su, thuốc nổ, thuốc trừ sâu, vv.

3. Bài tập vận dụng liên quan:

Câu 1: Sục khí H2S vào dung dịch FeCl3 hiện tượng xảy ra là

A. không hiện tượng gì.

B. kết tủa trắng hóa nâu.

C. xuất hiện kết tủa đen.

D. có kết tủa vàng.

Câu 2: Thuốc thử nào sau đây dùng để phân biệt khí H2S với khí CO2?

A. dung dịch HCl

B. dung dịch FeCl3

C. dung dịch K2SO4

D. dung dịch NaCl

Câu 3: Khí nào sau đây có khả năng làm mất màu dung dịch Brom?

A. N2

B. CO2

C. H2

D. H2S

Câu 4: Cho các chất sau SO2, H2S, NH3, CO2, Cl2. Số các chất làm mất màu dung dịch Brom là?

A. 2

B. 3

C. 4

D. 5

Câu 5: Nhúng 1 thanh Mg vào 100ml dung dịch Fe(NO3)3 1M, sau một thời gian lấy thanh kim loại ra cân thấy khối lượng dung dịch giảm đi 0,4 gam. Số gam Mg đã tan vào dung dịch là

A. 4,8 g

B. 2,4 gam

C. 1,2 gam

D. 9,6 gam

Câu 6: Cho Cu dư tác dụng với dung dịch Fe(NO3)3 được dung dịch X. Cho AgNO3 dư tác dụng với dung dịch X được dung dịch Y. Cho Fe dư tác dụng với dung dịch Y thu được hỗn hợp kim loại Z. Số phương trình phản ứng xảy ra là

A. 6

B. 7

C. 5

D. 4

Câu 7: Cho vài giọt dung dịch H2S vào dung dịch FeCl3 hiện tượng xảy ra là

A. không hiện tượng gì.

B. kết tủa trắng hóa nâu.

C. xuất hiện kết tủa đen.

D. có kết tủa vàng.

Câu 8: Dãy gồm các kim loại đều tác dụng được với dung dịch FCl3

A. Fe, Mg, Cu, Ag, Al

B. Fe, Zn, Cu, Al, Mg

C. Au, Cu, Al, Mg, Zn

D. Cu, Ag, Au, Mg, Fe

4. Hướng dẫn lời giải:

Câu 1:

Đáp án: D. có kết tủa vàng.

Câu 2:

Đáp án: B. dung dịch FeCl3

Câu 3:

Đáp án: D. H2S

Câu 4:

Đáp án: C. 4

Câu 5:

Đáp án: B. 2,4 gam

Phương trình ion thu gọn

Mg + 2Fe3+ → Mg2+ + 2Fe2+

0,05 0,1 0,1

Mg + Fe2+ → Mg2+ + Fe

x x x

mdung dịch giảm = mkim loại tăng = 56x – 24. (0,05 + x) = 0,4 g

→ x = 0,05

→ mMg tan = 0,1. 24 = 2,4 gam

Câu 6:

Đáp án : C. 5

1) Cu + 2Fe3+ → Cu2+ + 2Fe2+

X: Cu2+; Fe2+ (trong dung dịch không tính Cu dư)

(2) Fe2+ + Ag+ → Fe3+ + Ag

Y: Fe3+; Cu2+; Ag+

(3) Fe + 2Fe3+ → 3Fe2+

(4) Fe + 2Ag+ → Fe2+ + 2Ag

(5) Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu

Câu 7:

Đáp án: D. Có kết tủa vàng

Phương trình phản ứng: 2FeCl3 + H2S → 2FeCl2 + 2HCl + S

Câu 8:

Đáp án: B. Fe, Zn, Cu, Al, Mg

Fe + 2Fe3+ → 3Fe2+

Zn +2Fe3+ → Zn2+ + 2Fe2+

Cu + 2Fe3+ → Cu2+ + 2Fe2+

Al+ 3Fe3+ → Al3+ + 3Fe2+

Mg + 2Fe3+ → Mg2+ + Fe2+

Au, Ag không tác dụng với FeCl3