Phản ứng : Cu + FeCl3 → CuCl2 + FeCl2

Phản ứng : Cu + FeCl3 → CuCl2 + FeCl2
1. Phương trình hoá ho ̣c
Cu + 2FeCl3 → CuCl2 + 2FeCl2
2. Điều kiê ̣n xảy ra phản ứng
Phản ứng giữa đồng và FeCl3 diễn ra ở điều kiê ̣n thường
3. Cách tiến hành thí nghiê ̣m
Cho mảnh Cu vào ống nghiê ̣m chứa dung di ̣ch FeCl3
4. Nhâ ̣n biết hiê ̣n tượng phản ứng xảy ra
Cu tan dần và dung di ̣ch chuyển sang màu xanh
5. Đă ̣c điểm các chất tham gia phản ứng 5.1. Cu
* Tính chất vâ ̣t lý: Cu là kim loa ̣i kém, có tính khử yếu
* Tính chất hoá ho ̣c:
- Tác du ̣ng với phi kim:
+ Ở nhiê ̣t đô ̣ thường, Cu có thể tác du ̣ng với các phi kim như có thể tác du ̣ng với clo, brom.
+ Ở nhiê ̣t đô ̣ cao, Cu có thể tác du ̣ng với các oxi, lưu huỳnh - Tác du ̣ng với axit:
+ Cu không khử được nước và ion H+ trong các dung di ̣ch HCl và H2SO4 loãng. 5.2. FeCl3
* Tính chất vâ ̣t lý:
- FeCl3 có màu nâu đen, mùi đă ̣c trưng và có đô ̣ nhớt cao
- FeCl2 tan đươ ̣c trong nước, methanol, ethanol và các dung môi khác
* Tính chất hoá ho ̣c: Tính chất chung của hợp chất sắt (III) là tính oxi hoá:
- FeCl3 tác du ̣ng với sắt thông qua thí nghiê ̣m ngâm mô ̣t đinh sắt sa ̣ch trong dung di ̣ch muối sắt (III) clorua
- FeCl3 tác du ̣ng với Cu ta ̣o ta muối sắt II Clorua và đồng clorua
- FeCl3 su ̣c khí H2S và sẽ có hiê ̣n tượng vẩn đu ̣c * Điều chế:
- Điều chế trực tiếp FeCl3 với các chất oxi hoá ma ̣nh như Cl2, HNO3, H2SO4 đă ̣c nóng
- Điều chế FeCl3 từ phản ứng của hợp chất Fe(III) với axit * Ứng dung:
- FeCl3 đươ ̣c sử du ̣ng trong phòng thí nghiê ̣m để làm chất xúc tác phản ứng như: khử trùng
bằng clo của các chất thơm,...
- FeCl3 ứng đu ̣ng trong công nghê ̣ xử lý nước nhờ có khả năng kết tủa làm că ̣n bẩn bắng xuống và nước trong hơn
- FeCl3 đươ ̣c ứng du ̣ng trong y ho ̣c, giúp làm se vế thường, đẩy nhanh quá trình lành.
6. Bài tâ ̣p vâ ̣n du ̣ng liên quan
Bài 1: Cho a mol hỗn hợp Fe, Cu tác du ̣ng hết với a mol khí clo, sau phản ứng hoàn toàn thu
đươ ̣c chất rắn X. Cho X và nước thu được dung di ̣ch Y. Thành phần chất tan có trong dung di ̣ch Y là: A. CuCL2, FeCl2 và FeCl3 B. FeCl2 và FeCl3 C. CuCl2 và FeCl3 D. CuCl2 và FeCl2
Hướng dẫn giải chi tiết:
Áp du ̣ng kiến thức bảo toàn electron ta thấy: 2nCl2 = 2 . (nFe + nCu) = 2a
=> Fe chỉ bi ̣oxi hoá thành Fe(II)
=> Chất rắn Y gồm FeCl2 và CuCl2
Bài 2: Để nhâ ̣n biết 3 dung di ̣ch CuCl2, FeCl3, MgCl2 ta dùng chất thử nào dưới đây? A. Dùng quỳ tím B. Dùng dung di ̣ch AgNO3
C. Dùng dung di ̣ch Ba(NO3)2 D. Dùng dung di ̣ch NaOH
Lời giải chi tiết: Cho ̣n D. Để nhâ ̣n biết 2 dung di ̣ch CuCl2, FeCl2, MgCl2, ta dùng chất thử là NaOH
Cu ̣ thể các phản ứng sẽ ta ̣o kết tủa khác nhau khi 3 dung di ̣ch muối này phản ứng với dung di ̣ch NaOH như sau:
- Dung di ̣ch CuCl2 ta ̣o kết tủa xanh: CuCl2 + 2NaOH → Cu(OH)2 kết tủa xanh + 2NaCl
- Dung di ̣ch FeCl3 ta ̣o kết tủa đỏ nâu: FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3 kết tủa đỏ nâu + 3NaCl
- Dung di ̣ch MgCl2 ta ̣o kết tủa trắng: MgCl2 + 2NaOH → Mg(OH)2 kết tủa trắng + 3NaCl
Bài 3: Cho các thí nghiê ̣m sau:
(1) Đốt dây sắt trong bình khí clo dư
(2) Cho Fe vào dung di ̣ch HNO3 dư
(3) Cho Fe vào dung di ̣ch HCl loãng, dư
(4) Cho Fe vào dung di ̣ch Cu(NO3)2
(5) Cho Fe vào dung di ̣ch H2SO4 đă ̣c nóng
Số thí nghiê ̣m có thể ta ̣o ra muối Fe(II) là: A. 4 thí nghiê ̣m B. 3 thí nghiê ̣m C. 2 thí nghiê ̣m D. 1 thí nghiê ̣m Lời giải chi tiết:
(1) Đốt dây sắt trong bình khí clo dư: Fe + 2Cl2 → 2FeCl3
(2) Cho Fe vào dung di ̣ch HNO3 đă ̣c, nguô ̣i. Không xảy ra phản ứng vì Fe bi ̣thu ̣ đô ̣ng trong HNO3 đă ̣c nguô ̣i
(3) Cho Fe vào dung di ̣ch HCl dư: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
(4) Cho Fe vào dung di ̣ch Cu(NO3)2: 3Cu(NO3)2 + 2Fe → 3Cu + 2Fe(NO3)3
(5) Cho Fe vào dung di ̣ch H2SO4 đă ̣c, nóng: 2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 bay hơi + 6H2O
Bài 4: Dẫn khí Clo vào dung di ̣ch FeCl2, dung di ̣ch từ màu lu ̣c nha ̣t chuyển màu nâu. Phản
ứng này là phản ứng gì? A. Phản ứng thế B. Phản ứng phân huỷ C. Phản ứng trung hoà
D. Phản ứng oxi hoá - khử
Hướng dẫn giải chi tiết: Cho ̣n D. Dung di ̣ch FeCl2 chuyển màu lu ̣c nha ̣t sang màu nâu là phản ứng oxi hoá - khử.
Phản ứng hoá ho ̣c khi dẫn khí Cl2 qua dung di ̣ch FeCl2: 2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3
Đây là phản ứng oxi hoá khử:
- Chất khử: Fe2+ → Fe3+ + 1e
- Chất oxi hoá: Cl0 + 1e → Cl-
Bài 5: Cho mẩu Cu vào dung di ̣ch FeCl3, hiê ̣n tượng phản ứng xảy ra là:
A. Kim loa ̣i Fe màu trắng bám vào Cu, xuất hiê ̣n hiê ̣n tượng dung di ̣ch chuyển xanh
B. Đồng tan ra, sủi bo ̣t khí không màu và kết tủa trắng
C. Không hiê ̣n tượng, vì phản ứng không xảy ra
D. Đồng tan ra, dung di ̣ch từ màu đỏ nâu chuyển sang màu xanh.
Hướng dẫn giải chi tiết: Cho ̣n D. Hiê ̣n tượng phản ứng xảy ra khi cho mẩu Cu vào dung di ̣ch
FeCl3 là đồng tan ra, dung di ̣ch từ màu đỏ nâu chuyển sang màu xanh.
Phản ứng hoá ho ̣c xảy ra khi cho mẩu Cu vào dung di ̣ch FeCl3 Cu + 3FeCl3 → CuCl2 + FeCl2 Nâu đỏ xanh
=> Đồng tan ra, dung di ̣ch chuyển từ dung di ̣ch màu nâu đỏ sang dung di ̣ch có màu xanh.
Bài 6: Điê ̣n phân 300ml dung di ̣ch X chưa m gam chất tan là FeCl3 và CuCl2 với điê ̣n cực trơ,
màng ngăn xốp với cường đô ̣ dòng diê ̣n 5,36 ampe. Sau 14763 giây, thu được dung di ̣ch Y và trên
catot xuất hiê ̣n 19,84 gam hỗn hợp kim loa ̣i. Cho Y tác du ̣ng với dung di ̣ch AgNO3 dư thu được
39,5 gam kết tủa. Giá tri ̣CM của FeCl3 và CuCl2 lần lượt là: A. 1M và 0,5M B. 0,5M và 0,8M C. 0,5M và 0,6M D. 0,6M và 0,8M
Hướng dẫn giải chi tiết: Cho ̣n D. Giá tri ̣CM của FeCl3 và CuCl2 lần lượt là 0,6M và 0,8M
Số e trao đổi trong quá trình điê ̣n phân là: n = lt.F = 5,36. 14762/96500 = 0,82 mol
Trên Y xuất hiê ̣n 19,84 gam kim loa ̣i gồm Cu : x mol, Fe: Y mol. Dung di ̣ch còn sau điê ̣n phân chứa FeCl2 dư: z mol.
Khi cho AgNO3 dư vào Y thì ta ̣o kết tủa gồm AgCl: 2z mol và Ag: z mol => 143,5 . 2z + 108z = 39,5 => z = 0,1 Ta có: 64x + 56y = 19,84 (1) 2x + 3y + 0,1 = 0,82 (2)
Từ phương trinh (1) và phương trình (2) ta có : x = 0,24 và y = 0,08.
=> CM CuCl2 = 0,24 . 0,3 = 0,8M
=> CM FeCL3 = (0,1 + 0,08) : 0,3 = 0,6M.
Bài 7: Cho hỗn hợp bô ̣t gồm Fe và Cu vào dung di ̣ch FeCl3, sau khi phản ứng xong thì còn la ̣i
là chất rắn, chất rắn này tác du ̣ng dung di ̣ch HCl sinh ra khí H2. Dung di ̣ch thu được từ thí nghiê ̣m trên chứa: A. Muối FeCl2 duy nhất B. Muối FeCl2 và CuCl2
C. Hỗn hơ ̣p muối FeCl2 và FeCl3
D. Hỗn hơ ̣p muối FeCl3 và CuCl2
Hướng dẫn giải chi tiết: Cho ̣n A. Dung di ̣ch thu được chứa muối FeCl2 duy nhất.
Theo quy tắc a thì FeCl3 sẽ ưu tiên phản ứng với Fe trước: Fe + Fe3+ → Fe2+
Vì sau phản ứng còn a ̣i chất rắn tác du ̣ng được với HCl sinh ra khí H2
=> trong chất rắn đó có Fe dư, do vâ ̣t Cu chưa tham gia phản ứng với FeCl3 và chất rắn sau
phản ứng có chứa cả Cu.
Vâ ̣y dung di ̣ch chỉ thu được 1 muối duy nhất là FeCl2
Bài 8: Tiến hành các thí nghiê ̣m sau:
(a) Nhung sthanh đồng nguyên chất vào dung di ̣ch FeCl3
(b) Cắt miếng sắt tây (sắt tráng thiếc) để trong không khí ẩm
(c) Nhung thanh kẽm vào dung di ̣ch H2SO4 loãng có nhỏ vài gio ̣t dung di ̣ch CuSO4
(d) Quấn sợi dây dồng vào đinh sắt rồi nhúng vào cốc nước muối
Trong các thí nghiê ̣m trên, số thí ngiê ̣m chỉ xảy ra ăn mòn hoá ho ̣c là: A. 2 thí nghiê ̣m B. 3 thí nghiê ̣m C. 4 thí nghiê ̣m D. 1 thí nghiê ̣m
Bài 9: Tìm m biết: Cho m gam hỗn hợp E gồm Al, Fe, Cu trong không khí mô ̣t thời gian thì thu
đươ ̣c 34,4 gam hỗn hợp X gồm các kim loa ̣i và oxit của chúng. Dẫn 6,72 lít khí CO qua X nung
nóng, thu được hỗn hợp rắn Y và hỗn hợp khí Z có tỉ khối so với H2 là 18. Trong dung di ̣ch chứa
1,7 mol HNO3 thu đươ ̣c dung di ̣ch chỉ chứa 117,46 gam muối và 4,48 lít hỗn hợp khí T gồm NO
và N2O sau khi hoà tan hoàn toàn Y . Tỉ khối của T/H2 là 16,75.
A. Giá tri ̣của m bằng 31 gam
B. Giá tri ̣của m bằng 30 gam
C. Giá tri ̣của m bằng 29 gam
D. Giá tri ̣của m bằng 28 gam
Hướng dẫn chi tiết: Cho ̣n D. Giá tri ̣của m bằng 28 gam