Bài ôn tập môn Hóa học Lớp 12 - Chương 7: Sắt và một số kim loại quan trọng

Nội dung text: Bài ôn tập môn Hóa học Lớp 12 - Chương 7: Sắt và một số kim loại quan trọng

1. CHƯƠNG 7: SẮT VÀ MỘT SỐ KIM LOẠI QUAN TRỌNG BÀI 15: SẮT VÀ HỢP CHẤT CỦA SẮT Mục tiêu ❖ Kiến thức + Chỉ ra được vị trí, cấu hình electron lớp ngồi cùng, tính chất vật lý của sắt. + Trình bày được tính chất hố học của sắt: tính khử trung bình (tác dụng với oxi, lưu huỳnh, clo, nước, dung dịch axit, dung dịch muối). + Phân tích được tính khử của hợp chất sắt(II) và tính oxi hĩa của hợp chất sắt(III). + Nêu được thành phần của gang và thép. + Trình bày được nguyên tắc điều chế và ứng dụng của sắt và một số hợp chất của sắt. Tài liệu Hố 10-11-12 Đại Học Sư Phạm Hà Nội file word cực hay đủ dạng, liên hệ file word qua zalo nhĩm 0988166193 để mua tài liệu ạ ❖ Kĩ năng + Viết được phương trình hĩa học và phương trình ion thu gọn minh họa tính chất hĩa học của sắt và hợp chất của sắt + Nhận biết được ion Fe2+, Fe3+ trong dung dịch. + Phân biệt được một số đồ dùng bằng gang, thép. + Giải các bài tập hĩa học cĩ liên quan như: xác định kim loại dựa vào số liệu thực nghiệm, tính phần trăm khối lượng kim loại hoặc oxit kim loại trong hỗn hợp, tính khối lượng quặng Trang 1
2. I. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM A. SẮT 1. Vị trí trong bảng tuần hồn Cấu hình: Fe Z 26 : [Ar]3d64s2. → Fe thuộc ơ 26, chu kì 4, nhĩm VIIIB. 2. Tính chất vật lí Kim loại màu trắng, hơi xám, khối lượng riêng lớn. Dẫn điện, dẫn nhiệt tốt. Cĩ tính nhiễm từ. 3. Tính chất hĩa học t Tính khử trung bình. Ví dụ: Fe + S  FeS t • Tác dụng với phi kim: 3Fe + 2O2  Fe3O4 Ở nhiệt độ cao, sắt khử được nguyên tử phi kim t 2Fe + 3Cl2  2FeCl3 thành ion âm. • Tác dụng với axit: Ví dụ: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 2+ HCl, H2SO4 lỗng + Fe → Muối Fe + H2 Ví dụ: Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O 3+ HNO3, H2SO4 đặc, nĩng + Fe → Muối Fe + SPK Chú ý: Fe bị thụ động hĩa trong HNO 3 đặc, nguội + H2O và H2SO4 đặc, nguội. Ví dụ: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu • Tác dụng với muối: Fe chỉ khử được những ion kim loại đứng sau nĩ trong dãy điện hĩa (theo quy tắc α). 4. Trạng thái tự nhiên Kim loại phổ biến thứ hai, sau Al. Tồn tại chủ yếu ở dạng hợp chất (quặng). Ví dụ: Quặng hematit đỏ: Fe2O3 khan. Quặng hematit nâu: Fe2O3.nH2O. Quặng manhetit: Fe3O4 (giàu sắt nhất, hiếm). Quặng xiđerit: FeCO3. Quặng pirit: FeS2. Sắt cịn cĩ mặt trong hemoglobin (hồng cầu của máu) → Vận chuyển oxi. B. HỢP CHẤT CỦA SẤT 1. Hợp chất Fe (II) Tính khử đặc trưng: Fe2+ → Fe3+ + e Trang 2
3. • FeO: Chất rắn, màu đen, khơng cĩ trong tự nhiên. Là oxit bazơ. Ví dụ: FeO + 2HCl → FeCl2 + H2O Cĩ tính khử. Ví dụ: FeO + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O Điều chế: t Dùng H2 hay CO khử Fe2O3. Ví dụ: Fe2O3 + CO  2FeO + CO2 Nhiệt phân Fe(OH)2 trong điều kiện khơng cĩ khơng khí. t Fe(OH)2  FeO + H2O • Fe(OH)2: Chất rắn, màu trắng hơi xanh, khơng tan trong nước. Cĩ tính bazơ. Ví dụ: Fe(OH)2 + 2HCl → FeCl2 + 2H2O Cĩ tính khử. Ví dụ: 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3↓ Điều chế: Cho muối sắt(II) tác dụng với dung dịch kiềm 2+ – Fe + 2OH → Fe(OH)2↓ • Muối Fe(II): Đa số tan trong nước. Ví dụ: 2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3 Cĩ tính khử. Chú ý: Muối sắt(II) điều chế được phải dùng ngay Điều chế: Cho Fe (hoặc FeO, Fe(OH)2) tác dụng vì để trong khơng khi sẽ chuyển dần thành muối với axit HCl hoặc H2SO4 lỗng. sắt(III). 2. Hợp chất Fe (III) Tính oxi hĩa đặc trưng: Fe3+ + 1e → Fe2+ • Fe2O3: Chất rắn màu đỏ nâu, khơng tan trong nước. Là oxit bazơ. Ví dụ: Fe2O3 + 6HCl → FeCl3 + 3H2O t Cĩ tính oxi hĩa. Ví dụ: Fe2O3 + 3H2  2Fe + 3H2O Điều chế: Phân hủy Fe(OH)3. t 2Fe(OH)3  Fe2O3 + 3H2O • Fe(OH)3: Chất rắn, màu nâu đỏ, khơng tan trong nước. Cĩ tính bazơ. Ví dụ: 2Fe(OH)3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O Điều chế: Cho muối sắt(III) tác dụng với dung dịch kiềm. 3+ – Fe + 3OH → Fe(OH)3↓ • Muối Fe(III): Đa số đều tan trong nước. Cĩ tính oxi hĩa. Ví dụ: 2FeCl3 + Fe → 3FeCl2 C. HỢP KIM CỦA SẮT Trang 3
4. 1. Gang • Gang là hợp kim của sắt với cacbon trong đĩ cĩ từ 2 - 5% khối lượng cacbon, ngồi ra cịn một lượng nhỏ các nguyên tố Si, Mn, S • Phân loại: Gang xám: chứa cacbon ở dạng than chì, dùng để đúc bệ máy, ống dẫn nước. Gang trắng: chứa ít cacbon hơn ở dạng xementit (Fe3C), dùng để luyện thép. • Nguyên tắc sản xuất: Khử quặng oxit bằng than cốc trong lị cao. 2. Thép • Thép là hợp kim của sắt chứa từ 0,01 - 2% khối lượng của cacbon cùng với một số nguyên tố khác (Si, Mn, Cr, Ni ) • Phân loại: Thép mềm: chứa khơng quá 0,1% C, dùng để kéo sợi, chế tạo vật dụng trong đời sống và xây dựng nhà cửa. Thép cứng: chứa trên 0,9% C, dùng để chế Ví dụ: Vịng bi, vở xe bọc thép tạo cơng cụ, chi tiết máy. Thép đặc biệt: đưa thêm một số nguyên tố Ví dụ: Thép chứa 13% Mn rất cứng được dùng làm làm cho thép cĩ những tính chất đặc biệt. máy nghiền đá. • Nguyên tắc sản xuất: Giảm hàm lượng các tạp chất C, S, Si, Mn, cĩ trong gang bằng cách oxi hĩa các tạp chất đĩ thành oxit rồi biến thành xỉ và tách ra khỏi thép. SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HĨA SẮT Vị trí trong bảng tuần hồn + Sắt thuộc ơ 26, nhĩm VIIIB, chu kì 4 trong bảng tuần hồn. + Số oxi hĩa trong hợp chất: +2, +3. Trạng thái tự nhiên + Sắt là kim loại phổ biến sau Al. + Trong tự nhiên, sắt tồn tại chủ yếu ở dạng hợp chất. Fe2O3 khan: Quặng hematit đỏ. Trang 4
5. Fe2O3.nH2O: Quặng hematit nâu. Fe3O4: Quặng manhetit (giàu sắt nhất nhưng hiếm). FeCO3: Quặng xiđerit. FeS2: Quặng pirit sắt. + Sắt cịn cĩ trong hemoglobin của máu làm nhiệm vụ vận chuyển, duy trì sự sống. Tính chất vật lí + Màu trắng hơi xám, cĩ khối lượng riêng lớn (kim loại nặng). + Dẫn điện và nhiệt tốt. Khác với kim loại khác, sắt cĩ tính nhiễm từ. Tính chất hĩa học + Tác dụng với phi kim: + Tác dụng với axit: Fe + HCl/H2SO4 lỗng → Muối Fe(II) + H2 Fe + HNO3/H2SO4 đặc, nĩng → Muối Fe(III) + SPK + H2O Chú ý: Fe bị thụ động hĩa trong dung dịch HNO3 đặc, nguội và H2SO4 đặc, nguội. + Tác dụng với muối: Fe khử được muối của kim loại đứng sau nĩ trong dãy điện hĩa. HỢP CHẤT VÀ HỢP KIM CỦA SẤT Tài liệu Hố 10-11-12 Đại Học Sư Phạm Hà Nội file word cực hay đủ dạng, liên hệ file word qua zalo nhĩm 0988166193 để mua tài liệu ạ HỢP CHẤT CỦA SẤT Hợp chất sắt (II) + Cĩ tính khử (đặc trưng) và tính oxi hĩa. FeO: oxit bazơ, chất rắn, màu đen. Fe(OH)2: bazơ, chất rắn, màu trắng hơi xanh. Muối Fe(II): màu lục nhạt. Các phản ứng quan trọng: 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 t Fe(OH)2 không coù khoâng khí FeO + H2O Fe2+ + Ag+ → Fe3+ + Ag Hợp chất sắt (III) + Cĩ tính oxi hĩa. Fe2O3: oxit bazơ, chất rắn, màu đỏ nâu. Fe(OH)3: bazơ, chất rắn, màu nâu đỏ. Muối Fe(III): màu vàng nâu. Các phản ứng quan trọng: Trang 5
6. t 2Fe(OH)3  Fe2O3 + 3H2O 2FeCl3 + Fe → 3FeCl2 2FeCl3 + H2S → 2FeCl2 + S + 2HCl 2FeCl3 + 2KI → 2FeCl2 + I2 + 2KCl HỢP KIM CỦA SẤT Gang Khái niệm Là hợp kim của Fe với C và lượng nhỏ Si, Mn, S Hàm lượng cacbon: 2% - 5% Nguyên tắc Khử quặng oxit (thường là Fe2O3) bằng than cốc trong lị cao. Thép Khái niệm Là hợp kim của Fe, C và Si, Mn, Cr, Ni, Hàm lượng cacbon: 0,01 - 2% Nguyên tắc Oxi hĩa các tạp chất C, S, Si, Mn, cĩ trong gang. II. CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: Lý thuyết trọng tâm Kiểu hỏi 1: Lý thuyết về sắt Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Kim loại Fe khơng phản ứng với chất nào sau đây trong dung dịch? A. CuSO4. B. MgCl 2.C. FeCl 3.D. AgNO 3. Hướng dẫn giải Fe cĩ thể khử được ion của các kim loại đứng sau nĩ trong dãy điện hĩa của kim loại nên Fe phản ứng được với Cu2+, Fe3+, Ag+. Phương trình hĩa học: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2 Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag → Fe khơng phản ứng được với dung dịch MgCl2. → Chọn B. Ví dụ 2: Cho bột Fe vào dung dịch AgNO 3 dư. Sau khi phản ứng xảy ra hồn tồn, thu được dung dịch gồm các chất tan là: A. Fe(NO3)2; Fe(NO3)3.B. Fe(NO 3)2; AgNO3. C. Fe(NO3)3; AgNO3. D. Fe(NO3)2; Fe(NO3)3; AgNO3. Hướng dẫn giải Trang 6
7. Tài liệu Hố 10-11-12 Đại Học Sư Phạm Hà Nội file word cực hay đủ dạng, liên hệ file word qua zalo nhĩm 0988166193 để mua tài liệu ạ Ban đầu khi cho Fe vào dung dịch AgNO3: Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag Sau đĩ, AgNO3 cịn dư nên xảy ra phản ứng: Fe(NO3)2 + AgNO3 → Fe(NO3)3 + Ag → Sau khi phản ứng xảy ra hồn tồn, thu được dung dịch chứa chất tan: Fe(NO3)3 và AgNO3 cịn dư. → Chọn C. Chú ý: Khi Fe tác dụng với muối Ag dư luơn thu được muối Fe(III). Kiểu hỏi 2: Lý thuyết về hợp chất của sắt Ví dụ mẫu Vi dụ 1: Thành phần chính của quặng manhetit là A. Fe2O3. B. FeCO3. C. Fe 3O4.D. FeS 2. Hướng dẫn giải Các quặng sắt quan trọng: Quặng manhetit: Fe3O4; Quặng hematit đỏ: Fe2O3; Quặng hematit nâu: Fe2O3.nH2O; Quặng xiđerit: FeCO3; Quặng pirit: FeS2. → Thành phần chính của quặng manhetit là Fe3O4. → Chọn C. Ví dụ 2: Phát biểu nào sau đây sai? A. Hàm lượng cacbon trong thép cao hơn trong gang. B. Sắt là kim loại màu trắng hơi xám, dẫn nhiệt tốt. C. Quặng pirit sắt cĩ thành phần chính là FeS2. D. Sắt(III) hiđroxit là chất rắn, màu nâu đỏ, khơng tan trong nước. Hướng dẫn giải Hàm lượng cacbon trong thép khoảng 0,01 - 2% thấp hơn trong gang là 2 - 5% → A sai. Sắt là kim loại màu trắng, hơi xám, dẫn nhiệt tốt → B đúng. Quặng pirit sắt cĩ thành phần chính là FeS2 → C đúng. Fe(OH)3 là chất rắn, màu nâu đỏ, khơng tan trong nước → D đúng. → Chọn A. Ví dụ 3: Hịa tan hồn tồn Fe3O4 vào dung dịch HCl dư được dung dịch X. Chia X làm ba phần rồi tiến hành ba thí nghiệm: Trang 7
8. Tài liệu Hố 10-11-12 Đại Học Sư Phạm Hà Nội file word cực hay đủ dạng, liên hệ file word qua zalo nhĩm 0988166193 để mua tài liệu ạ TN1: Thêm NaOH dư vào phần một được kết tủa Y. Nung Y trong khơng khí đến khối lượng khơng đổi. TN2: Cho bột Cu vào phần hai. TN3: Sục khí Cl2 vào phần ba. Số phản ứng oxi hĩa - khử xảy ra là A. 2.B. 3.C. 4. D. 5. Hướng dẫn giải Hịa tan hồn tồn Fe3O4 vào dung dịch HCl dư: Fe3O4 + 8HCl → 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O → Dung dịch X gồm: FeCl3, FeCl2 và HCl cịn dư. TN1: Thêm NaOH dư vào phần một được kết tủa Y. Nung Y trong khơng khí đến khối lượng khơng đổi. FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3 + 3NaCl FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaCl HCl + NaOH → NaCl + H2O t 2Fe(OH)3  Fe2O3 + H2O t 4Fe(OH)2 + O2  2Fe2O3 +4H2O → Cĩ 1 phản ứng oxi hĩa - khử. TN2: Cho bột Cu vào phần hai: Cu + 2FeCl3 → CuCl2 + 2FeCl2 → Cĩ 1 phản ứng oxi hĩa - khử. TN3: Sục khí Cl2 vào phần ba: Cl2 + 2FeCl2 → 2FeCl3 → Cĩ 1 phản ứng oxi hĩa - khử. Vậy tổng cĩ 3 phản ứng oxi hĩa - khử. → Chọn B. Ví dụ 4: Cho a mol Fe tác dụng với a mol khí Cl 2 thu được hỗn hợp rắn X. Cho X vào nước, thu được dung dịch Y (biết các phản ứng xảy ra hồn tồn). Cho các chất (hoặc hỗn hợp các chất) sau: AgNO 3, NaOH, Cu, HCl, hỗn hợp KNO 3 và H2SO4 lỗng. Số chất (hoặc hỗn hợp các chất) cĩ thể tác dụng được với dung dịch Y là A. 2.B. 4.C. 3. D. 5. Hướng dẫn giải Phương trình hĩa học: Trang 8
9. 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3 Ban đầu: a a mol 2a 2a Phản ứng: a mol 3 3 a 2a Sau phản ứng: 0 mol 3 3 Hỗn hợp rắn X gồm: Fe và FeCl3. Sau khi cho vào H2O thì Fe dư phản ứng vừa đủ với FeCl3 tạo dung dịch FeCl2. → Các chất (hoặc hỗn hợp chất) cĩ thể tác dụng được với dung dịch Y là: AgNO 3, NaOH, hỗn hợp KNO3 và H2SO4 lỗng. → Chọn C Bài tập tự luyện dạng 1 Bài tập cơ bản Tài liệu Hố 10-11-12 Đại Học Sư Phạm Hà Nội file word cực hay đủ dạng, liên hệ file word qua zalo nhĩm 0988166193 để mua tài liệu ạ Câu 1: Cấu hình electron nào sau đây là của Fe? A. [Ar]4s23d6. B. [Ar]3d64s2. C. 3d8. D. [Ar]3d74s1. Câu 2: Kim loại Fe khơng tác dụng với dung dịch A. CuSO4. B. HCl. C. FeCl3. D. AlCl3. Câu 3: Các số oxi hĩa thường gặp của sắt là A. +2, +4. B. +1, +2. C. +2, +3. D. +1, +2, +3. Câu 4: Cấu hình electron nào sau đây là của ion Fe2+? A. [Ar]3d6. B. [Ar]3d5. C. [Ar]3d4. D. [Ar]3d3. Câu 5: Quặng nào sau đây cĩ chứa oxit sắt? A. Đolomit. B. Xiđerit. C. Hematit. D. Boxit. Câu 6: Hợp chất nào sau đây của sắt vừa cĩ tính oxi hĩa, vừa cĩ tính khử? A. FeO. B. Fe2O3. C. Fe(OH)3. D. Fe. Câu 7: Kim loại Fe bị thụ động bởi dung dịch A. HCl đặc, nguội. B. H2SO4 lỗng. C. HCl lỗng. D. HNO3 đặc, nguội. Câu 8: Chất cĩ tính oxi hĩa nhưng khơng cĩ tính khử là A. FeO. B. Fe2O3. C. Fe. D. FeCl2. Câu 9: Trong các loại quặng sắt, quặng cĩ hàm lượng sắt cao nhất là A. pirit sắt. B. manhetit. C. xiđerit. D. hematit đỏ. Câu 10: Cho dung dịch FeCl3 tác dụng với dung dịch NaOH tạo thành kết tủa cĩ màu A. nâu đỏ. B. trắng. C. xanh thẫm. D. trắng xanh. Câu 11: Hai dung dịch đều phản ứng được với kim loại Fe là A. CuSO4 và ZnCl2. B. CuSO4 và HCl. C. ZnCl2 và FeCl3. D. HCl và AlCl3. Câu 12: Phản ứng giữa cặp chất nào dưới đây khơng tạo thành muối Fe(II)? Trang 9
10. Tài liệu Hố 10-11-12 Đại Học Sư Phạm Hà Nội file word cực hay đủ dạng, liên hệ file word qua zalo nhĩm 0988166193 để mua tài liệu ạ A. FeO + HCl. B. Fe(OH)2 + H2SO4 lỗng, C. FeCO3 + HNO3 lỗng. D. Fe + Fe(NO3)3. Câu 13: Dãy gồm các kim loại đều tác dụng với dung dịch FeCl3 là: A. Fe, Mg, Cu, Ag, Al. B. Cu, Ag, Au, Mg, Fe. C. Fe, Zn, Cu, Al, Mg. D. Au, Cu, Al, Mg, Zn. Câu 14: Cho Na vào dung dịch FeSO4 ta thấy xuất hiện A. bọt khí thốt ra. B. chất rắn màu xám trắng bám lên bề mặt kim loại Na. C. bọt khí thốt ra và cĩ kết tủa màu trắng xanh, kết tủa hĩa nâu trong khơng khí. D. cĩ kết tủa màu xanh lục. Câu 15: Nhúng thanh Fe vào dung dịch CuSO4. Sau một thời gian, hiện tượng quan sát được là: A. Thanh Fe cĩ màu trắng và dung dịch nhạt dần màu xanh. B. Thanh Fe cĩ màu trắng xám và dung dịch nhạt dần màu xanh, C. Thanh Fe cĩ màu đỏ và dung dịch nhạt dần màu xanh. D. Thanh Fe cĩ màu đỏ và dung dịch dần cĩ màu xanh. Câu 16: Tiến hành các thí nghiệm sau: (1) Cho lá Fe vào dung dịch gồm CuSO4 và H2SO4 lỗng. (2) Cho lá Cu vào dung dịch gồm Fe(NO3)3 và H2SO4 lỗng. (3) Cho lá Zn vào dung dịch HCl. (4) Để miếng gang ngồi khơng khí ẩm. Số thí nghiệm xảy ra ăn mịn điện hĩa là A. 3. B. 4. C. 2. D. 1. Câu 17: Cho từng chất: Fe, FeO, Fe(OH)2, Fe(OH)3, Fe3O4, Fe2O3, Fe(NO3)2, Fe(NO3)3, FeCO3, Fe2(SO4)3 lần lượt phản ứng với dung dịch H 2SO4 đặc, nĩng và dung dịch HCl. Số trường hợp xảy ra phản ứng oxi hĩa - khử là A. 8. B. 10. C. 9. D. 7. Câu 18: Cho các phát biểu sau: (a) Nhúng thanh Fe vào dung dịch FeCl3 xảy ra ăn mịn điện hĩa. (b) Sục khí H2S vào dung dịch CuSO4 thấy xuất hiện kết tủa xanh nhạt. (c) Nhỏ dung dịch Na2CO3 vào dung dịch FeCl3 thấy xuất hiện kết tủa nâu đỏ và khí. (d) Nhúng thanh Al vào dung dịch NaOH lỗng, nguội thấy thanh Al tan dần. (e) Đốt dây sắt trong khí Cl2 thấy tạo thành muối Fe(II) bám trên dây sắt. Số phát biểu đúng là A. 3. B. 4. C. 5. D. 2. Bài tập nâng cao Trang 10
11. Tài liệu Hố 10-11-12 Đại Học Sư Phạm Hà Nội file word cực hay đủ dạng, liên hệ file word qua zalo nhĩm 0988166193 để mua tài liệu ạ Câu 19: Phi kim X tác dụng với kim loại M thu được chất rắn Y. Hịa tan Y vào nước được dung dịch Z. Thêm AgNO3 dư vào dung dịch Z được chất rắn G. Cho G vào dung dịch HNO 3 đặc nĩng dư thu được khí màu nâu đỏ và chất rắn F. Kim loại M và chất rắn F lần lượt là A. Al và AgCl. B. Fe và AgCl. C. Cu và AgBr. D. Fe và AgF. Câu 20: Hịa tan hồn tồn Fe3O4 trong dung dịch H 2SO4 lỗng, dư, thu được dung dịch X. Trong các chất: NaOH, Cu, Fe(NO3)2, KMnO4, BaCl2, Cl2 và Al, số chất phản ứng được với dung dịch X là A. 7. B. 4. C. 6. D. 5. Dạng 2: Tính chất của kim loại Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Cho m gam Fe tác dụng với oxi thu được 23,2 gam Fe3O4. Giá trị của m là A. 16,8.B. 11,2.C. 8,4. D. 5,6. Hướng dẫn giải n 0,1mol Fe3O4 Phương trình hĩa học: t 3Fe + 2O2  Fe3O4 0,3← 0,1 mol mFe 0,3.56 16,8gam → Chọn A. Ví dụ 2: Hịa tan hồn tồn 14,8 gam hỗn hợp gồm Fe và Cu trong dung dịch HCl dư, sau phản ứng thu được 3,36 lít H2 (đktc). Khối lượng Cu cĩ trong hỗn hợp là A. 3,2 gam. B. 6,4 gam. C. 9,6 gam. D. 12,8 gam. Hướng dẫn giải n 0,15mol H2 Do Cu khơng phản ứng được với HCl nên ta cĩ phương trình hĩa học: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 0,15 ← 0,15 mol mFe 0,15.56 8,4gam mCu 14,8 8,4 6,4gam → Chọn B. Ví dụ 3: Cho 16,8 gam Fe vào 200 ml dung dịch CuSO 4 0,75M. Sau một thời gian lấy thanh sắt ra cân nặng 17,6 gam. Khối lượng đồng bám trên thanh sắt là A. 19,2 gam. B. 6,4 gam. C. 0,8 gam. D. 9,6 gam. Trang 11
12. Hướng dẫn giải n 0,3mol ; n 0,15mol Fe CuSO4 Phương trình hĩa học: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu 1 1 mol m chất rắn tăng 64.1 56.1 8gam x x mol m chất rắn tăng 64x 56x 8x gam Theo đề bài: mtăng 17,6 16,8 0,8gam 8x 0,8 x 0,1 → Khối lượng đồng bám trên thanh sắt là: mCu 0,1.64 6,4gam → Chọn B. Ví dụ 4: Cho a gam Fe tác dụng với dung dịch HNO3 thu được 2,24 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc), dung dịch X và cịn dư 5,6 gam Fe. Cơ cạn X thu được b gam muối khan. Giá trị của a, b lần lượt là: A. 14,0; 27,0.B. 8,4; 27,0. C. 14,0; 36,3. D. 11,2; 27,0. Hướng dẫn giải nNO 0,1 mol Do sau phản ứng cịn dư Fe nên muối thu được là muối sắt(II). Quá trình cho nhận electron: Fe Fe 2 2e N 5 3e Ne 2 Bảo tồn electron: 2nFepư 3nNO 3.0,1 n 0,15mol Fepư 2 Ta cĩ: a mFepư mFedư 0,15.56 5,6 14gam Bảo tồn nguyên tố: nFe NO nFepư 0,15mol 3 2 b mFe NO 0,15.180 27gam 3 2 → Chọn A. Chú ý: Khi hỗn hợp kim loại cĩ chứa Fe, mà sau phản ứng với HNO 3 hoặc H2SO4 đặc nĩng, sau phản ứng cĩ kim loại cịn dư thì thu được muối Fe(II) Ví dụ 5: Cho a gam Fe vào 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm HNO 3 0,8M và Cu(NO3)2 1M. Sau khi các phản ứng xảy ra hồn tồn, thu được 0,92a gam hỗn hợp kim loại và khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5). Giá trị của a là Trang 12
13. A. 8,4.B. 11,0.C. 11,2. D. 5,6. Tài liệu Hố 10-11-12 Đại Học Sư Phạm Hà Nội file word cực hay đủ dạng, liên hệ file word qua zalo nhĩm 0988166193 để mua tài liệu ạ Hướng dẫn giải n 0,08mol ; n 2 0,1mol HNO3 Cu n n 0,08mol H NO3 Gọi số mol của Fe phản ứng là x mol. Quá trình cho nhận electron: 2 Fe Fe 2e 4H NO3 3e NO 2H2O x→ 2x mol 0,08 0,06 mol Cu 2 2e Cu 0,1 0,2 0,1 mol Bảo tồn electron: 2x 0,06 0,2 x 0,13 Ta cĩ: mgiảm a 0,92a 0,08agam Lại cĩ: mgiảm mFepư mCu 0,13.56 0,1.64 0,88gam 0,08a 0,88gam a 11 → Chọn B. Ví dụ 6: Đốt 8,4 gam bột sắt trong khí clo một thời gian đến khi phản ứng hồn tồn, thu được 15,5 gam chất rắn X. Cho tồn bộ chất rắn X vào dung dịch AgNO 3 dư, khuấy đều, sau khi các phản ứng xảy ra hồn tồn, thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là A. 57,7.B. 55,7.C. 39,5. D. 28,7. Hướng dẫn giải nFe 0,15mol Bảo tồn khối lượng: m m m Fe Cl2 X m 15,5 8,4 7,1gam Cl2 n 0,1mol Cl2 Phương trình hĩa học: 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3 1 0,15 0,1→ mol 15 Trang 13
14. 1 1 → Chất rắn X gồm: Fe dư ( mol) và FeCl3 ( mol). 12 15 Tài liệu Hố 10-11-12 Đại Học Sư Phạm Hà Nội file word cực hay đủ dạng, liên hệ file word qua zalo nhĩm 0988166193 để mua tài liệu ạ Khi cho X vào dung dịch AgNO3: Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2 1 1 → 0,1 mol 12 15 → Sau phản ứng: Fe cịn dư: 0,05 mol và 0,1 mol FeCl2. Fe + 3AgNO3 dư → Fe(NO3)3 + 3Ag 0,05 →0,15 mol FeCl2 + 3AgNO3 → Fe(NO3)3 + 2AgCl + Ag 0,1→ 0,2 0,1 mol → m mkết tủa mAg mAgCl 0,25.108 0,2.143,5 55,7gam → Chọn B. Chú ý: Cĩ thể dùng bảo tồn e để giải nhanh bài tốn Bài tập tự luyện dạng 2 Bài tập cơ bản Tài liệu Hố 10-11-12 Đại Học Sư Phạm Hà Nội file word cực hay đủ dạng, liên hệ file word qua zalo nhĩm 0988166193 để mua tài liệu ạ Câu 1: Cho m gam sắt tác dụng vừa đủ với a gam khí clo, sau phản ứng thu được 32,5 gam FeCl 3. Giá trị của a là A. 21,3. B. 14,2. C. 13,2. D. 23,1. Câu 2: Cho 6 gam Fe vào 100 ml dung dịch CuSO4 1M. Sau khi phản ứng xảy ra hồn tồn, thu được m gam hỗn hợp kim loại. Giá trị của m là A. 7,0. B. 6,8. C. 6,4. D. 12,4. Câu 3: Cho 0,3 mol hỗn hợp Fe và FeO tan vừa hết trong dung dịch H 2SO4 lỗng, thu được khí H2 và dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là A. 45,6. B. 30,4 C. 60,0. D. 30,0. Câu 4: Cho a mol sắt tác dụng với 1,25a mol khí clo, thu được hỗn hợp rắn X. Cho X vào nước, thu được dung dịch Y. Biết các phản ứng xảy ra hồn tồn. Các chất trong dung dịch Y là A. FeCl3. B. FeCl2. C. FeCl2, Fe. D. FeCl2, FeCl3. Câu 5: Hịa tan hồn tồn Fe vào dung dịch H2SO4 lỗng vừa đủ thu được 4,48 lít H2 (đktc). Cơ cạn dung dịch trong điều kiện khơng cĩ oxi thu được 55,6 gam muối. Cơng thức phân tử của muối là A. FeSO4. B. Fe2(SO4)3. C. FeSO4.9H2O. D. FeSO4.7H2O. Câu 6: Cho a mol sắt tác dụng với a mol khí clo, thu được hỗn hợp rắn X. Cho X vào nước thu được dung dịch Y, nhỏ AgNO 3 dư vào dung dịch Y thu được 79 gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hồn tồn. Giá trị a là Trang 14
15. A. 0,10. B. 0,15. C. 0,20. D. 0,25. Tài liệu Hố 10-11-12 Đại Học Sư Phạm Hà Nội file word cực hay đủ dạng, liên hệ file word qua zalo nhĩm 0988166193 để mua tài liệu ạ Câu 7: Cho m gam Fe vào dung dịch chứa 1,38 mol HNO 3, đun nĩng đến kết thúc phản ứng cịn 0,75m gam chất rắn khơng tan và cĩ 0,38 mol hỗn hợp NO, NO2 (khơng cịn sản phẩm khử khác) thốt ra ở đktc. Giá trị của m là A. 70. B. 56. C. 84. D. 112. Câu 8: Cho 8,4 gam Fe vào dung dịch HNO3 lỗng. Sau khi phản ứng xảy ra hồn tồn thu được 2,688 lít khí NO (đktc, là sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch A. Khối lượng Fe(NO3)3 trong dung dịch A là A. 14,95 gam. B. 21,95 gam. C. 16,54 gam. D. 14,52 gam. Câu 9: Cho 45 gam hỗn hợp bột Fe và Fe 3O4 vào V lít dung dịch HCl 1M, khuấy đều để các phản ứng xảy ra hồn tồn, thấy thốt ra 4,48 lít khí (đktc) và 5 gam kim loại khơng tan. Giá trị của V là A. 0,4. B. 0,6. C. 1,2. D. 1,4. Câu 10: Cho 27,75 gam hỗn hợp A gồm Fe, Fe 3O4 tác dụng với 300 ml dung dịch HNO 3 aM. Sau khi phản ứng xảy ra hồn tồn thu được 3,36 lít khí NO, là sản phẩm khử duy nhất (đktc), dung dịch B và 2,19 gam kim loại chưa tan. Giá trị của a là A. 3,2. B. 1,2. C. 2,4. D. 1,6. Bài tập nâng cao Câu 11: Hịa tan 1,12 gam Fe bằng 300 ml dung dịch HCl 0,2M, thu được dung dịch X và khí H 2. Cho +5 dung dịch AgNO3 dư vào X thu được khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N ) và m gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hồn tồn. Giá trị của m là A. 7,36. B. 8,61. C. 9,15. D. 10,23. Câu 12: Đốt cháy 16,8 gam bột Fe trong V lít (đktc) hỗn hợp khí gồm Cl 2 và O2 thu được hỗn hợp rắn X gồm các oxit và muối (khơng thấy khí thốt ra). Hịa tan X trong 480 ml dung dịch HCl 1M, thu được dung dịch Y. Cho dung dịch AgNO 3 dư vào Y, thấy thốt ra 0,03 mol khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5), đồng thời thu được 132,39 gam kết tủa. Giá trị của V là A. 6,272. B. 6,720. C. 7,168. D. 5,600. Dạng 3: Hợp chất của sắt Bài tốn 1: Quy đổi tương đương hỗn hợp oxit sắt Phương pháp giải Hỗn hợp oxit sắt (FeO, Fe2O3, Fe3O4) + Thường được quy đổi hỗn hợp thành hỗn chứa FeO và Fe2O3. + Nếu n n , thì ta quy đổi hỗn hợp thành chỉ chứa Fe3O4. FeO Fe2O3 Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Cho 7,68 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe 3O4, Fe2O3 tác dụng vừa hết với 260 ml dung dịch HCl 1M thu được dung dịch X. Cho dung dịch X phản ứng với dung dịch NaOH dư thu được kết tủa Y. Nung Y ngồi khơng khí đến khối lượng khơng đổi, thu được m gam chất rắn. Giá trị của m là A. 16,0.B. 8,0.C. 24,0. D. 12,0. Hướng dẫn giải Trang 15
16. nHCl 0,26mol Tài liệu Hố 10-11-12 Đại Học Sư Phạm Hà Nội file word cực hay đủ dạng, liên hệ file word qua zalo nhĩm 0988166193 để mua tài liệu ạ Quy đổi hỗn hợp oxit sắt ban đầu gồm FeO (x mol) và Fe2O3 (y mol). 72x 160y 7,68 * Phương trình hĩa học: FeO + 2HCl → FeCl2 + H2O x 2x mol Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O y 6y mol 2x 6y 0,26 Từ * và suy ra: x 0,04; y 0,03 FeO FeCl Fe OH HCl 2 NaOH 2 O2 ,t Ta cĩ quá trình:    Fe2O3 Fe O FeCl Fe OH 2 3 3 3 Bảo tồn nguyên tố Fe: 2FeO → Fe2O3 0,04 → 0,02 mol Fe2O3 → Fe2O3 0,03 → 0,03 mol m m 0,05.160 8gam Fe2O3 → Chọn B. Chú ý: Cĩ thể quy đổi hỗn hợp thành Fe và O Ta cĩ: 1 n n 0,13mol O 2 H 7,68 0,13.16 n Fe 56 0,1mol Bảo tồn nguyên tố Fe: 1 n n 0,05mol Fe2O3 2 Fe n 0,05.160 Fe2O3 8gam Ví dụ 2: Hỗn hợp A gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 (trong đĩ số mol FeO bằng số mol Fe2O3. Hịa tan 46,4 gam trong dung dịch H 2SO4 lỗng dư thu được 200 ml dung dịch X. Thể tích dung dịch KMnO 4 0,1 M cần thiết để phản ứng hết 100 ml dung dịch X là A. 200 ml. B. 500 ml. C. 250 ml. D. 150 ml. Trang 16
17. Tài liệu Hố 10-11-12 Đại Học Sư Phạm Hà Nội file word cực hay đủ dạng, liên hệ file word qua zalo nhĩm 0988166193 để mua tài liệu ạ Hướng dẫn giải Số mol FeO bằng số mol Fe2O3 nên hỗn hợp A coi như là chỉ gồm Fe3O4. nA 0,2mol Phương trình hĩa học: Fe3O4 + 4H2SO4 → Fe2(SO3)3 + FeSO4 + 4H2O 0,2→ 0,2 →0,2 mol Dung dịch X gồm: Fe2(SO4)3; FeSO4 và H2SO4 dư. 100 ml dung dịch X phản ứng với KMnO4: 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O 0,1 →0,02 mol 0,02 V 0,2lit 200ml KMnO4 0,1 → Chọn A. Bài tốn 2: Quy đổi hỗn hợp thành các nguyên tố Phương pháp giải Ví dụ: Nung nĩng 12,6 gam Fe ngồi khơng khí, sau một thời gian thu được m gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4. Hỗn hợp này phản ứng với dung dịch H2SO4 đặc, nĩng dư, thu được 4,2 lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Giá trị của m là A. 18.B. 16. C. 15.D. 12. Hướng dẫn giải Fe O FeO Ta cĩ quá trình: 12,6 gam Fe 2 X Fe2O3 Fe3O4 H2SO4 đặc,nóng,dư  4,2 lít SO2 đktc nFe 0,225mol , nSO 0,1875mol Hỗn hợp gồm Fe và oxit sắt được quy đổi về Fe, O. 2 Coi hỗn hợp X gồm Fe (0,225 mol) và O (x mol). Hỗn hợp gồm Fe, FeS, FeS2 được quy đổi về Fe, S. Quá trình cho nhận electron: Bước 1: Viết quá trình nhường nhận electron cho Fe → Fe+3 + 3e cả quá trình (đầu - cuối) và áp dụng định luật bảo 0,225→ 0,675 mol Trang 17
18. tồn electron. O + 2e → O2– x → 2x mol S+6 + 2e →S+4 0,1875 → 0,375 mol Bảo tồn electron: 0,675 2x 0,375 x 0,15 Bảo tồn khối lượng: mX mFe mO Bước 2: Kết hợp bảo tồn khối lượng, bảo tồn 0,225.56 0,15.16 nguyên tố tính theo yêu cầu đề bài. 15gam → Chọn C. Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Cho 6,72 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe 2O3, Fe3O4 phản ứng hết với 500 ml dung dịch HNO 3 aM lỗng dư thu được 0,448 lít khí NO (đktc, là sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch X. Dung dịch X cĩ thể hịa tan tối đa 8,4 gam Fe. Giá trị của a là A. 1,50.B. 1,14.C. 1,11. D. 0,57 Hướng dẫn giải n NO 0,02mol Coi hỗn hợp gồm Fe (x mol) và O (y mol). 56x 16y 6,72 * Fe Dd X 8,4gamFe Fe2 500mldd HNO3 aM 2 Ta cĩ quá trình: 6,72gam  1  O 0,448lit NO Xét 1 , quá trình cho nhận electron: Fe → Fe+3 + 3e O + 2e → O–2 x → x → 3x mol y →2y mol N+5 + 3e → N+2 0,06 ←0,02 mol Bảo tồn electron: 3x 2y 0,06 3x 2y 0,06 Từ * và suy ra: x 0,09; x 0,105 3+ + Dung dịch X gồm Fe (0,09 mol) và H , NO3 cịn dư phản ứng tối đa với 0,15 mol Fe: Fe + 2Fe3+ → 3Fe2+ 0,045 ← 0,09 → 0,135 mol + 2+ 3Fe + 8H + 2 NO3 → 3Fe + 2NO + 4H2O Trang 18
19. 0,105 → 0,105 → 0,07 mol Ta cĩ: n 2n 2 2. 0,135 0,105 0,48mol NO3 Fe n NO 0,07 0,02 0,09mol Xét cả quá trình: nHNO n nNO 0,48 0,09 0,57mol 3 NO3 trongmuối 0,57 a 1,14 0,5 → Chọn B. Tài liệu Hố 10-11-12 Đại Học Sư Phạm Hà Nội file word cực hay đủ dạng, liên hệ file word qua zalo nhĩm 0988166193 để mua tài liệu ạ Ví dụ 2: Hịa tan hồn tồn 3,76 gam hỗn hợp X ở dạng bột gồm S, FeS và FeS 2 trong dung dịch HNO3 đặc, nĩng, dư, thu được 0,48 mol NO 2 (sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch Y. Cho dung dịch Y tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư, lọc và nung kết tủa đến khối lượng khơng đổi thu được m gam hỗn hợp rắn Z. Giá trị của m là A. 11,650. B. 12,815. C. 17,545. D. 15,145 Hướng dẫn giải Coi hỗn hợp X gồm Fe (a mol) và S (b mol). 56a 32b 3,76 * Ta cĩ quá trình: 3 Fe Ba OH dư Fe OH O ,t Fe O 2 3 2 2 3 Fe HNO đặc,nóng,dư Dd Y   Z 3  SO2 BaSO 4 BaSO4 4 S 0,48mol NO2 Quá trình cho nhận electron: Fe → Fe+3 + 3e N+5 + 1e → N+4 a →a →3a mol 0,48 ← 0,48 mol S → S+6 + 6e b →b →6b mol Bảo tồn electron: 3a 6b 0,48 Từ * và suy ra: a 0,03; b 0,065 1 Bảo tồn nguyên tố Fe: n n 3 0,015mol Fe2O3 2 Fe Bảo tồn nguyên tố S: n n 6 0,065mol BaSO4 S m m m Fe2O3 BaSO4 0,015.160 0,065.233 Trang 19
20. 17,545gam → Chọn C. Bài tốn 3: Khử oxit sắt, sản phẩm thu được tác dụng với chất oxi hĩa mạnh Phương pháp giải Ta cĩ quá trình: CO HNO3 /H2SO4 đặc,t 3 FexOy  X FeO,Fe3O4 ,Fe2O3 ,Fe  Fe SPK H2O Bước 1: Viết quá trình nhường nhận electron cho cả quá trình (đầu - cuối) và áp dụng định luật bảo tồn electron. Bước 2: Kết hợp bảo tồn khối lượng, bảo tồn nguyên tố tính theo yêu cầu đề bài. Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Cho một luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m gam Fe2O3 nung nĩng. Sau một thời gian thu được 10,44 gam chất rắn X gồm Fe, FeO, Fe 2O3 vả Fe3O4. Hịa tan hết X trong dung dịch HNO3 đặc, nĩng dư thu được 4,368 lít NO2 (sản phẩm khử duy nhất ở đktc). Giá trị của m là A. 8.B. 12.C.10. D. 6. Hướng dẫn giải n 0,195mol NO2 Fe FeO HNO đặc,nóng,dư 10,44gam X 3  0,195mol NO Ta cĩ quá trình: CO Fe O 2 m gam Fe2O3  2 3 Fe O 3 4 CO2 Quá trình cho nhận electron: C+2 → C+4 + 2e N+5 +1e → N+4 Bảo tồn electron: 2n n 0,195mol CO NO2 nCO 0,0975mol Bảo tồn nguyên tố C: n n 0,0975mol CO2 CO Bảo tồn khối lượng: m m m m Fe2O3 CO X CO2 m 0,0975.28 10,44 0,0975.44 m 12 → Chọn B. Bài tập tự luyện dạng 3 Bài tập cơ bản Câu 1: Khử hồn tồn 4,8 gam Fe2O3 bằng CO dư ở nhiệt độ cao. Khối lượng Fe thu được sau phản ứng là Trang 20
21. A. 3,36 gam. B. 2,52 gam. C. 1,68 gam. D. 1,44 gam. Câu 2: Cho 2,32 gam Fe3O4 tác dụng vừa đủ với V ml dung dịch H2SO4 0,2M lỗng. Giá trị của V là A. 300. B. 100. C. 400. D. 200. Câu 3: Thêm dung dịch NaOH dư vào dung dịch chứa 0,3 mol Fe(NO3)3. Lọc kết tủa, đem nung đến khối lượng khơng đổi thì khối lượng chất rắn thu được là A. 24,0 gam. B. 96,0 gam. C. 32,1 gam. D. 48,0 gam. Câu 4: Khử hồn tồn 17,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 cần 2,24 lít CO (ở đktc). Khối lượng sắt thu được là A. 5,6 gam. B. 8,0 gam. C. 6,72 gam. D. 16,0 gam. Câu 5: Hịa tan 1,16 gam hỗn hợp FeO, Fe2O3, Fe3O4 (trong đĩ số mol FeO bằng số mol Fe2O3), cần vừa đủ V ml dung dịch HCl 0,1 M. Giá trị của V là A. 400. B. 160. C. 800. D. 180. Câu 6: Khử hồn tồn một oxit sắt X ở nhiệt độ cao cần vừa đủ V lít khí CO (ở đktc), sau phản ứng thu được 0,84 gam Fe và 0,02 mol khí CO2. Cơng thức của X và giá trị V lần lượt là A. Fe2O2 và 0,440. B. FeO và 0,224. C. Fe3O4 và 0,448. D. Fe2O3 và 0,224. Tài liệu Hố 10-11-12 Đại Học Sư Phạm Hà Nội file word cực hay đủ dạng, liên hệ file word qua zalo nhĩm 0988166193 để mua tài liệu ạ Tài liệu Hố 10-11-12 Đại Học Sư Phạm Hà Nội file word cực hay đủ dạng, liên hệ file word qua zalo nhĩm 0988166193 để mua tài liệu ạ Trang 21