bán tường trình hóa học - sắt

ÊN THÍ
HIỆM

ghiệm 1:
hất của

tiến

u: bài
thực tập
ô cơ –
114

ĐẠI HỌC HUÊ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
KHOA HÓA HỌC

BẢN TƯỜNG TRÌNH HÓA HỌC
Bản tường trình số 16:
SẮT
Thứ sáu, ngày 06, tháng 06, năm 2014

Họ và tên sv:Mai Quang Hoàng
2. HIỆN TƯỢNG QUAN SÁT, GIẢI THÍCH VÀ PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC
Muối Mohr là một muối kép của amoni sulfat và sắt(II) sulfat (NH4)2SO4.FeSO4.6H2O
Trong dung dịch muối mohr phân li tạo thành muối amoni và muối sắt(II)
(NH4)2SO4.FeSO4.6H2O  (NH4)2SO4 + FeSO4 + 6H2O
Muối mohr có ứng dụng quan trọng là dùng để pha dung dịch chuẩn muối FeSO4, vì muối đơn
FeSO4 rất đẽ bị thủy phân và oxi hóa tạo thành kết tủa Fe(OH)3
Fe2+ + H2O  Fe(OH)+ + H+
Fe(OH)+ + H2O  Fe(OH)2 + H+

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O  4Fe(OH)3
Mặt khác muối FeSO4 bị oxi hóa chậm bởi oxi không khí tạo thành muối bazo
4FeSO4 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)SO4
Vì những lí do trên mà để có muối FeSO4 chuẩn để làm thí nghiệm ta phải dùng muối mohr
Khi cho tinh thể muối mohr vào ống nghiệm chúa dd K3[Fe(CN)6] thì tinh thể tan ra, xuất hiện
kết tủa màu xanh tuabun
Phức K3[Fe(CN)6] là thuộc thử dùng để nhận biết ion Fe2+ trong dd vì Fe2+ tạo phức có màu
xanh tuabin với K3[Fe(CN)6]
2K3[Fe(CN)6] + 3FeSO4→ Fe3[Fe(CN)6]2 + 3K2SO4
Khi nhỏ dd Br2 vào ống nghiệm chứa tinh thể muối mohr thì tinh thể tan ra, tạo thành dd có màu vàng
Giải thích: Muối mohr trong dung dịch tan ra tạo thành muối Fe 2+

(NH4)2SO4.FeSO4.6H2O  (NH4)2SO4 + FeSO4 + 6H2O
Khi cho dd Br2 vào thì xảy ra phản ứng oxi hóa khử
Fe2+ - e → Fe3+ E01 =0,77V
Br2 + 2e → 2Br- E02 = 1,0873V
Vì E01 < E02 nên phản ứng xảy ra theo chiều
FeSO4 + Br2 + H2O → Fe2(SO4)3 + HBr
Khi cho dd K2Cr2O7 đã được axit hóa bằng dd H2SO4 thì tinh thể tan ra, dd có màu xanh lục
Giải thích: K2Cr2O7 có tính oxi hóa mạnh, FeSO4 có tính khử nên xảy ra phản ứng oxi hóa
khử, Cr2O72- oxi hóa về Cr3+ có màu xanh lục
Fe2+ - e → Fe3+ E01 =0,77V
Cr2O72- + 14H+ + 6e → 2Cr+3 + 7H2O E02 = 1,33V
Vì E01 < E02 nên phản ứng xảy ra theo chiều
6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 +K2SO4 + 7H2O
Khi cho dd KMnO4 đã được axit hóa bằng H2SO4 vào tinh thể muối mohr thì tinh thể tan ra, KMnO4 nhạt màu
dần và chuyển sang màu vàng nhạt, để một thời gian thì dd trong suốt
Giải thích: KMnO4 có tính oxi hóa mạnh, FeSO4 có tính khử, nên xay ra phản ứng oxi hóa khử, trong môi
trường H+, MnO4- oxi hóa về Mn+2 nên dd trong suốt,
1

Fe2+ - e → Fe3+ E01 =0,77V
MnO4- + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O E02 = 1,51V
Vì E01 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 +2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
dd có màu vàng vì khi khử MnO4- về Mn+2 đi qua số oxi hóa trung gian Mn+4 là MnO2

cho khí H2S sục vào ống nghiệm chứa dd muối mohr thì không xảy ra hiện tượng gì
cho dd (NH4)2S vào tinh thể muối mohr thì tinh thể tan ra, tạo thành dd màu đen
giải thích: H2S không tác dụng với FeSO4
khi cho (NH4)2S vào
hòa tan tinh thể muối mohr bằng nước, rồi thử môi trường của dd bằng giấy chỉ thị pH thì thấy
pH =4
giải thích: trong dd muối mohr bị đồng thủy phân cho môi trường H+ nên giấy chỉ thị chuyển
sang thang độ axit
(NH4)2SO4.FeSO4.6H2O  (NH4)2SO4 + FeSO4 + 6H2O
(NH4)2SO4 → 2NH4+ + SO42NH4+ + H2O  NH4OH + H+
FeSO4 → Fe2+ + SO42Fe2+ + 2H2O  Fe(OH)2 + 2H+
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O  4Fe(OH)3
Khi cho dd NaOH vào ống nghiệm chứa tinh thể muối mohr thì tinh thể tan ra, tạo kết tủa
trắng xanh, để một thời gian thì chuyển sang màu nâu đỏ
Giải thích: khi cho NaOH vào thì xảy ra phản ứng trao đổi giữa NaOH và FeSO 4 tạo kết tủa
Fe(OH)2 màu trắng xanh
2NaOH + FeSO4 → Fe(OH)2↓ + Na2SO4
Sau đó Fe(OH)2 bị oxi hóa thành Fe(OH)3 màu nâu đỏ
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O  4Fe(OH)3↓

1.TÊN THÍ
NGHIỆM

2. HIỆN TƯỢNG QUAN SÁT, GIẢI THÍCH VÀ PHƯƠNG TRÌNH
HÓA HỌC

2


Thí nghiệm 2 :
Tính chất của
Fe3+
Cách tiến
hành:
Tài liệu thực
tập hóa vô cơ
trang 115

Khi cho dd FeCl3 tác dụng với dd Na2CO3 thì dd có màu nâu, có sủi bọt
khí
Giải thích: do xảy ra phản ứng trao đổi giữa FeCl3 và Na2CO3
2FeCl3 + 3Na2CO3 → Fe2(CO3)3 + 6NaCl
Fe2(CO3)3 không bền nên bị thủy phân tạo thành kết tủa Fe(OH)3 màu nâu
đỏ, và giải phóng khí CO2
Fe2(CO3)3 →2Fe3+ + 3CO32Fe3+ + 3H2O  Fe(OH)3↓ + 3H+
CO32- + H2O  CO2↑ + H2O
Cho FeCl3 tác dụng với dd KI thì dd có màu đen
Giải thích: FeCl3 có tính oxi hóa, KI có tính khử nên xảy ra phản ứng oxi
hóa khử, tạo thành I2 màu tím đen
Fe3+ + e → Fe2+ E01 =0,77V
2I- - 2e →I2 E02 = 0,54V
Vì E01 > E02 nên phản ứng xảy ra theo chiều

2FeCl3 + 2KI → 2FeCl2 + I2 + 2KCl
Khi cho dd K4[Fe(CN)6] tác dụng với FeCl3 thì dd có màu xanh beclin
Giải thích: do Fe3+ tạo phức với K4[Fe(CN)6] có màu xanh beclin
4FeCl3 + 3K4[Fe(CN)6] → Fe4[Fe(CN)6]3 + 12KCl
Khi cho dd KSCN vào dd FeCl3 thì thu được dd đỏ máu
Giải thích: do xảy ra phản ứng trao đổi tạo thành sắt(III) thiocyanua
Fe(SCN)3 màu đỏ máu
FeCl3 + 3KSCN → Fe(SCN)3 + 3KCl
Để nhận biết ion Fe2+ và ion Fe3+ ta dùng các phức cyanua của sắt
Fe2+ tạo phức với K3[Fe(CN)6] có màu xanh tuabin
3Fe2+ + 2K3[Fe(CN)6] → Fe3[Fe(CN)6]2
Fe3+ tạo phức với K4[Fe(CN)6] có màu xanh beclin
4Fe3+ + 3K4[Fe(CN)6] → Fe4[Fe(CN)6]3
Hoặc dùng thuốc thử KSCN tạo thành dd đỏ máu với Fe3+
Fe3+ + 3SCN- → Fe(SCN)3
Có thể cho các ion Fe2+ và Fe3+ tác dụng với bazo. Fe2+ tạo thành kết tủa
trắng xanh sau đó chuyển sang màu nâu đỏ
Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3↓
Fe3+ tạo kết tủa màu nâu đỏ
Fe3+ + 3OH- → 3Fe(OH)3↓

3


1.TÊN THÍ
NGHIỆM

2. HIỆN TƯỢNG QUAN SÁT, GIẢI THÍCH VÀ PHƯƠNG TRÌNH
HÓA HỌC

Khi cho dd NaOH vào ống nghiệm chứa dd CoCl2 thì thu được dd từ màu
Thí nghiệm 3 : hồng của CoCl2 màu xanh lục
Các hợp chất
Giải thích: do xảy ra phản ứng trao đổi tạo thành dd Co(OH) 2 màu xanh
của Co(II),
CoCl2 + 2NaOH → Co(OH)2 + 2NaCl
Ni(II)
Chia dd vào 3 ống nghiệm
Cách tiến
ống 1: Khi đun nóng ống nghiệm thì từ dd có màu xanh chuyển sang màu
hành:
hồng
Tài liệu thực
Giải thích: Co(OH)2 tồn tại ở 2 dạng thù hình: xanh và hồng, ở nhiệt độ
tập hóa vô cơ
thấp(lạnh) thì Co(OH)2 tồn tại ở dạng thù hình màu xanh. Còn ở nhiệt độ
trang 105
cao Co(OH)2 tồn tại ở dạng thù hình màu hồng
ống 2: khi cho thêm dd Br2 vào thì xuất hiện kết tủa xám đen
giải thích: Br2 có tính oxi hóa mạnh nên xảy ra phản ứng oxi hóa khử tạo
thành kết tủa Co(OH)3 màu nâu đen
Co2+ - e → Co3+ E01 =0,17V
Br2 + 2e → Br- E02 =1,066V
Vì E01 < E02 nên phản ứng xảy ra theo chiều
2CoCl2 + Br2 + 6NaOH →2Co(OH)3 + 2NaBr + 4NaCl
ống 3: khi cho thêm dd H2O2 thì xuất hiện kết tủa màu nâu đen
giải thích: do H2O2 có tính oxi hóa mạnh nên oxi hóa CoCl2 thành
Co(OH)3
4

2CoCl2 + 4NaOH + H2O2 →2Co(OH)3 + 4NaCl
H2O2 và Br2 đóng vai trò là chất oxi hóa, oxi hóa Co(OH)2 thành Co(OH)3.
Có thể thay thế H2O2 và Br2 bằng các chất oxi hóa khác như O2, NaClO
Khi cho dd NaOH vào ống nghiệm chứa dd NiCl 2 thì dd từ màu xanh lá
cây chuyển sang kết tủa màu xanh nhạt, để một thời gian thì kết tủa có
màu xanh đen
Giải thích: do xảy ra phản ứng trao đổi giữa NaOH và NiCl 2 tạo thành kết
tủa Ni(OH)2 màu xanh nhạt
NiCl2+ 2NaOH → Ni(OH)2 + 2NaCl
Tương tự như Fe(OH)2, Ni(OH)2 bị O2 không khí Oxi hóa lên Ni(OH)3 có
màu đen
4Ni(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Ni(OH)3
Khi thêm Br2 vào ống nghiệm thì xuất hiện kết tủa đen
Giải thích : do Br2 có tính oxi hóa mạnh nên oxi hóa Ni(OH) 2 thành
Ni(OH)3
2NiCl2 + Br2 + 6NaOH →2Ni(OH)3 + 2NaBr + 4NaCl
Từ những thí nghiệm trên ta rút ra độ bền của các ion như sau :
Fe2+ < Co2+ < Ni2+
Fe3+ > Co3+ > Ni3+
Fe2+ < Fe3+
Co2+ < Co3+
Ni2+ < Ni3+

5


1.TÊN THÍ
NGHIỆM

2. HIỆN TƯỢNG QUAN SÁT, GIẢI THÍCH VÀ PHƯƠNG TRÌNH
HÓA HỌC

Thí nghiệm
10 :
Tính chất của
Mn
Cách tiến
hành:
Tài liệu thực
tập hóa vô cơ
trang 109

Khi cho vài giọt HCl đậm đặc vào ống nghiệm chứa dd CoCl 2 thì dd từ
màu hồng chuyển sang màu xanh tím
Còn khi cho cồn tuyệt đối vào ống nghiệm chứa tinh thể CoCl 2 thì tinh
thể tan ra tạo thành dd màu xanh, khi thêm nước cất vào thì chuyển sang
màu hồng
Giải thích:do ở điều kiện bình thường muối CoCl 2 tồn tại ở dạng hydrat
hóa, CoCl2.6H2O hay [Co(H2O)6]Cl2 khi thêm HCl đậm đặc vào làm phá
vỡ cấu trúc hydrat hóa, thay thế các phân tử H 2O trong cầu nội bằng Clnên dd chuyển sang màu xanh tím
[Co(H2O)6]Cl2 + 4Cl-  [CoCl4]Cl2 + 6H2O
Tinh thể CoCl2 ở dạng khan không có H2O trong phân tử nên khi tan
trong cồn tuyệt đối(không có nước) tạo thành dd màu xanh của phức
[CoCl4]Cl2
Khi thêm nước cất vào thì xảy ra sự hydrat hóa nên dd có màu hồng
[CoCl4]Cl2 +6 H2O  [Co(H2O)6]Cl2 + 4ClSự biến đổi Màu sắc của muối CoCl2.6H2O cũng xảy ra khi ta thay đổi
nhiệt độ do sự mất dần các phân tử nước trong phân tử, cụ thể như sau
CoCl2.6H2O →CoCl2.4H2O → CoCl2.2H2O → CoCl2.H2O → CoCl2

Hồng
đỏ
tím hồng
xamh tím
xanh lơ

6


1.TÊN THÍ
NGHIỆM
Thí nghiệm 6:
Phức amoniacat
Cách tiến
hành:
Tài liệu thực
tập hóa vô cơ
trang 119

2. HIỆN TƯỢNG QUAN SÁT, GIẢI THÍCH VÀ PHƯƠNG TRÌNH
HÓA HỌC
Khi cho dd NH3 đậm đặc vào ống nghiệm chứa dd CoCl2 thì dd từ màu
hồng chuyển sang màu xanh lục lá cây
Còn khi cho dd NH3 đậm đặc vào ống nghiệm chứa dd NiCl2 thì dd từ
màu xanh lá chuyển sang màu xanh dương
Giải thích:do các muối CoCl2 và NiCl2 tạo phức amoniacat với NH3
CoCl2 + 6NH3 → [Co(NH3)6]Cl2
Phức này bị nước phân hủy
[Co(NH3)6]Cl2 + 6H2O [Co(H2O)6]Cl2 + 6NH3
NiCl2 + 6NH3 →[Ni(NH3)6]Cl2

Phức này bị nước phân hủy một phần
[Co(NH3)6]Cl2 + 2H2O  Ni(OH)2 + 2NH4Cl + 4H2O

7