Tai sao Fe tác dụng với HCl tạo ra FeCl2 mà không phải là FeCl3 ???

Chào các em học sinh yêu quý! Hôm nay chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu một câu hỏi rất thú vị liên quan đến phản ứng của sắt với axit clohidric nhé. Đây là một kiến thức cơ bản nhưng rất quan trọng trong chương trình Hóa học lớp 8 của chúng ta đấy!

Để trả lời câu hỏi “Tại sao Fe tác dụng với HCl tạo ra $\mathrm{Fe}{\mathrm{Cl}}_2$ mà không phải là $\mathrm{Fe}{\mathrm{Cl}}_3$?”, chúng ta sẽ đi từng bước một theo những kiến thức đã học.

Bước 1: Nhắc lại quy tắc về phản ứng của kim loại với axit

Ở lớp 8, chúng ta đã học rằng, khi một kim loại (đứng trước hiđro trong dãy hoạt động hóa học) tác dụng với dung dịch axit loãng (như HCl, H₂SO₄ loãng), sản phẩm thu được thường là muối của kim loại đó và khí hiđro bay lên.

Kim loại + Axit loãng $\to$ Muối + Khí hiđro

Trong trường hợp này, kim loại là Sắt (Fe) và axit là Axit clohiđric (HCl).

Bước 2: Xác định hóa trị của các nguyên tố

Đây là bước then chốt để xác định công thức hóa học của muối tạo thành:

• Nguyên tố Sắt (Fe) là một kim loại đặc biệt, nó có thể có hai hóa trị chính là hóa trị II và hóa trị III.
• Nguyên tố Clo (Cl) trong axit HCl có hóa trị I.
• Nguyên tố Hiđro (H) trong axit HCl có hóa trị I.

Bước 3: Áp dụng quy tắc hóa trị và kinh nghiệm phản ứng

Khi Sắt (Fe) tác dụng với dung dịch axit loãng như Axit clohiđric (HCl), Sắt sẽ thể hiện hóa trị thấp hơn của nó, tức là hóa trị II. Đây là một quy tắc kinh nghiệm mà chúng ta thường áp dụng ở cấp độ lớp 8 để dễ dàng xác định sản phẩm phản ứng.

Với Sắt có hóa trị II và Clo có hóa trị I, chúng ta sẽ xác định công thức hóa học của muối sắt clorua theo quy tắc hóa trị:

Gọi công thức của muối là $\mathrm{Fe}C{l}_x$.

Theo quy tắc hóa trị, tích chỉ số và hóa trị của nguyên tố này bằng tích chỉ số và hóa trị của nguyên tố kia:

$\mathrm{II}\cdot 1=\mathrm{I}\cdot x$

$2=x$

Vậy, công thức hóa học của muối là $\mathrm{Fe}{\mathrm{Cl}}_2$ (Sắt(II) clorua).

Đồng thời, sản phẩm còn có khí Hiđro (${\mathrm{H}}_2$).

Bước 4: Viết và cân bằng phương trình hóa học

Từ các sản phẩm đã xác định, chúng ta có phương trình hóa học sơ bộ:

$\mathrm{Fe}+\mathrm{HCl}\to \mathrm{Fe}{\mathrm{Cl}}_2+{\mathrm{H}}_2$

Bây giờ, chúng ta cân bằng phương trình này:

• Ở vế trái có 1 nguyên tử Fe, vế phải có 1 nguyên tử Fe (đã cân bằng).
• Ở vế phải có 2 nguyên tử Cl, vế trái có 1 nguyên tử Cl. Vậy ta thêm hệ số 2 vào trước HCl.
• Ở vế trái sau khi thêm hệ số, có 2 nguyên tử H, vế phải có 2 nguyên tử H (đã cân bằng).

Vậy, phương trình hóa học cuối cùng đã cân bằng là:

$\mathrm{Fe}+2\mathrm{HCl}\to \mathrm{Fe}{\mathrm{Cl}}_2+{\mathrm{H}}_2\uparrow$

Giải thích ngắn gọn lý do áp dụng phương pháp:

Chúng ta áp dụng phương pháp này dựa trên hai kiến thức cơ bản và quan trọng nhất ở chương trình lớp 8:

1. Quy tắc về phản ứng của kim loại với axit: Cho biết sản phẩm là muối và khí hiđro.
2. Khái niệm hóa trị và quy tắc hóa trị: Giúp chúng ta xác định đúng công thức hóa học của muối tạo thành. Đặc biệt, đối với kim loại có nhiều hóa trị như Sắt khi phản ứng với axit loãng, chúng ta cần nhớ rằng Sắt thường thể hiện hóa trị thấp hơn (hóa trị II).

Việc nắm vững các quy tắc và kinh nghiệm này sẽ giúp các em dễ dàng dự đoán và viết phương trình hóa học cho các phản ứng tương tự. Chúc các em học tốt!