H2S + FeCl3 → S + FeCl2 + HCl là phương trình phản ứng oxi hóa khử khi sục khí H2S vào dung dịch FeCl3 sau phản ứng thu được kết tủa màu vàng, được biên soạn nhằm hướng dẫn bạn viết và cân bằng phương trình đúng nhất, cũng như giúp bạn đọc vận dụng tốt trong việc giải bài tập.
1. Phương trình phản ứng của H2S với S:
H2S + 2FeCl3 → S↓(vàng) + 2FeCl2 + 2HCl
Phản ứng H2S + FeCl3 → S + FeCl2 + HCl là phản ứng oxi hóa khử xảy ra giữa hiđro sunfua và sắt(III) clorua.
2. Phân tích phương trình phản ứng chuyển H2S thành S:
2.1. Điều kiện để xảy ra phản ứng H2S tạo S:
Để xảy ra phản ứng H2S + FeCl3 → S + FeCl2 + HCl cần một số điều kiện sau:
– Nồng độ H2S và FeCl3 phải đủ lớn để có thể xảy ra 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 thủy phân thành H+ và HS-.
– Môi trường của dung dịch phải có tính axit, tức là pH < 7. Nếu là môi trường kiềm, HS- sẽ bị trung hòa thành S2- và không tham gia phản ứng. Ngoài ra, môi trường axit còn giúp tăng tốc độ phản ứng do cung cấp ion H+ cho quá trình oxi hóa H2S.
Khi thỏa mãn các điều kiện trên, phản ứng H2S + FeCl3 → S + FeCl2 + HCl sẽ xảy ra theo cơ chế sau:
– Bước 1: H2S bị FeCl3 oxi hóa thành S và HCl, giải phóng electron.
H2S + 2FeCl3 → S + 2FeCl2 + 2HCl + 2e-
– Bước 2: Electron thoát ra từ bước 1 sẽ kết hợp với H+ trong dung dịch tạo thành H2.
2H+ + 2e- → H2
– Bước 3: Lượng H2 sinh ra từ bước 2 sẽ tiếp tục bị FeCl3 oxi hóa thành HCl, giải phóng thêm electron.
H2 + FeCl3 → 2HCl + FeCl2 + 2e-
– Bước 4: Electron thoát ra từ bước 3 sẽ kết hợp với S trong dung dịch tạo thành S.
S + 2e- → SẼ
Tóm lại, chúng ta có phương trình tổng quát cho phản ứng như sau:
H2S + FeCl3 → S + FeCl2 + HCl
Hiện tượng nhận biết xảy ra phản ứng H2S + FeCl3 → S + FeCl2 + HCl là màu của dung dịch chuyển từ vàng nâu sang xanh và xuất hiện kết tủa vàng. Điều này là do trong dung dịch có sự thay đổi nồng độ của các ion Fe3+ và Fe2+, cũng như sự hình thành kết tủa lưu huỳnh.
2.2. Tiến hành phản ứng của H2S với S:
Để thực hiện phản ứng này ta cần chuẩn bị các dụng cụ và chất phản ứng sau:
– Ống nghiệm, bình cầu, lọ dung dịch, bình khí, ống dẫn khí, đèn cồn, que lửa.
– Dung dịch H2S (0,1M), dung dịch FeCl3 (0,1M), dung dịch NaOH (0,1M), làm xanh quỳ tím.
– Bột sắt, bột lưu huỳnh.
Các bước thực hiện phản ứng như sau:
– Bước 1: Đổ dung dịch H2S vào bình, đậy nắp và nối với ống dẫn khí. Cho đầu ống chứa 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: Đun nóng bình bằng đèn cồn sinh ra khí H2S. Khí H2S sẽ đi qua ống dẫn khí và phản ứng với dung dịch FeCl3 ở bình chứa dung dịch. Quan sát hiện tượng xảy ra trong lọ.
– Bước 3: Lấy ra một ít dung dịch trong lọ và cho quỳ tím vào để kiểm tra độ axit của dung dịch. Quan sát màu quỳ tím.
– Bước 4: Lấy một ít chất rắn trong bình cho vào ống nghiệm. Cho vào ống nghiệm một ít nước và khuấy đều. Quan sát hiện tượng xảy ra trong ống nghiệm.
– Bước 5: Trộn đều bột sắt và bột lưu huỳnh theo tỷ lệ 1:1 trong một bát nhỏ. Đặt cốc lên nồi nước sôi. Dùng que diêm hơ hỗn hợp bột trong bát. Quan sát hiện tượng xảy ra trong cốc.
Hiện tượng quan sát được:
– Trong bình đựng dung dịch FeCl3 xuất hiện kết tủa màu vàng là S và dung dịch màu xanh là FeCl2.
– Giọt quỳ tím vào dung dịch trong bình chuyển sang màu đỏ chứng tỏ dung dịch có tính axit do có HCl.
– Chất rắn lắng trong bình tan trong nước tạo dung dịch FeCl2 có màu xanh lục.
Trong cốc có hỗn hợp bột sắt và lưu huỳnh, khi đốt cháy xuất hiện ngọn lửa màu xanh do sắt tác dụng với oxi tạo thành sắt(II) oxit. Sau khi ngọn lửa tắt thu được 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 H2S + FeCl3 → S + FeCl2 + HCl là cách biểu diễn phản ứng hóa học bằng cách chỉ ghi các ion tham gia phản ứng. Phương trình ion giúp ta có thể xác định được những ion không tham gia phản ứng gọi là ion nào. Để viết phương trình ion ta cần biết trạng thái của các chất trong phương trình, nghĩa là biết chất nào là chất tan, chất nào là chất kết tủa, chất nào là chất khí, chất nào là chất lỏng. Sau đó, chúng tôi chỉ viết ra các ion của chất hòa tan và bỏ qua các chất không hòa tan. Phương trình ion của phương trình H2S + FeCl3 → S + FeCl2 + HCl có dạng:
H2S(l) + Fe^3+ (aq) + 3Cl^- (aq) → S(s) + Fe^2+ (aq) + 2Cl^- (aq) + 2H^+ (aq) + Cl^- (quý)
Chúng ta có thể đơn giản hóa phương trình ion bằng cách loại bỏ các ion xuất hiện ở cả hai vế của phương trình. Trong trường hợp này, ion là Cl^- (aq). Sau khi rút gọn ta được phương trình ion rút 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 phản ứng oxi hóa khử, trong đó H2S bị oxi hóa thành S, còn FeCl3 bị khử thành FeCl2. Phản ứng này có những ứng dụng sau trong đời sống:
Phản ứng này được sử dụng để xác định nồng độ H2S trong mẫu khí bằng cách đo lượng kết tủa S được tạo ra.
Phản ứng này cũng được sử dụng 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 hại, có 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, nguyên liệu quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp như sản xuất thuốc nhuộm, cao su, thuốc nổ, thuốc trừ sâu, v.v.
3. Bài tập liên quan:
Câu 1: Sục khí H2S vào dung dịch FeCl3, hiện tượng xảy ra là
A. không có gì xảy ra.
B. kết tủa trắng chuyển sang màu nâu.
C. xuất hiện kết tủa đen.
D. có kết tủa màu vàng.
Câu 2: Dùng thuốc thử nào sau đây để phân biệt khí H2S với khí CO2?
A. Dung dịch HCl
B. FeCl3 . giải pháp
C. K2SO4 . giải pháp
D.NaCl . giải pháp
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 chất làm mất màu dung dịch Brôm là?
A. 2
B. 3
C. 4
mất 5
Câu 5: Nhúng 1 thanh Mg vào 100ml dung dịch Fe(NO3)3 1M, sau một thời gian lấy thanh kim loại ra đem cân thì khối lượng dung dịch giảm 0,4 gam. Số gam Mg đã tan trong dung dịch là
A. 4,8 gam
B. 2,4 gam
C. 1,2 gam
D. 9,6 gam
Câu 6: Cho Cu dư phản ứng với dung dịch Fe(NO3)3 thu được dung dịch X. Cho AgNO3 dư phản ứng với dung dịch X thu được dung dịch Y. Cho Fe dư phản ứng với dung dịch Y thu được hỗn hợp các kim loại. Z. Số phản ứng xảy ra là
A. 6
sinh 7
C. 5
mất 4
Câu 7: Cho vài giọt dung dịch H2S vào dung dịch FeCl3, hiện tượng xảy ra là
A. không có gì xảy ra.
B. kết tủa trắng chuyển sang màu nâu.
C. xuất hiện kết tủa đen.
D. có kết tủa màu vàng.
Câu 8: Dãy các kim loại đều phản ứng được với FCl3. giải pháp
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 giải:
Câu hỏi 1:
Đáp án: D. có kết tủa màu vàng.
Câu 2:
Đáp án: B. FeCl3 . giải pháp
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
xxx
dung dịch mreducing = mmetal 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 màu 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 phản ứng với FeCl3
