BÀI 15: SẮT VÀ HỢP CHẤT CỦA SẮT MỤC TIÊU: Kiến thức: - Chỉ vị trí, cấu hình electron lớp ngồi cùng, tính chất vật lý sắt - Trình bày tính chất hố học sắt: tính khử trung bình (tác dụng với oxi, lưu huỳnh, clo, nước, dung dịch axit, dung dịch muối) - Phân tích tính khử hợp chất sắt(II) tính oxi hóa hợp chất sắt(III) - Nêu thành phần gang thép - Trình bày nguyên tắc điều chế ứng dụng sắt số hợp chất sắt Ki - Viết phương trình hóa học phương trình ion thu gọn minh họa tính chất hóa học sắt hợp chất sắt - Nhận biết ion Fe2+, Fe3+ dung dịch - Phân biệt số đồ dùng gang, thép - Giải tập hóa học có liên quan như: xác định kim loại dựa vào số liệu thực nghiệm, tỉnh phần trăm khối lượng kim loại oxit kim loại hỗn hợp, tính khối lượng quặng I LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM A SÅT Vị trí bảng tuần hồn Cấu hình: Fe (Z = 26): [Ar]3d64s2 → Fe thuộc 26, chu kì 4, nhóm VIIIB Tính chất vật lí Kim loại màu trắng, xám, khối lượng riêng lớn Dẫn điện, dẫn nhiệt tốt Có tính nhiễm từ Tính chất hóa học Tính khử trung bình t0 • Tác dụng với phi kim: Ví dụ: Fe  S   FeS Ở nhiệt độ cao, sắt khử nguyên tử phi kim thành ion âm t0 3Fe  2O2   Fe3O4 t 2Fe  3Cl2   2FeCl3 • Tác dụng với axit: HCl,H2 SO4 loãng + Fe → Muối Fe2+ + H2 HNO3 ,H2SO4 đặc, nóng + Fe → Muối Fe3+ + SPK + H2O Ví dụ: Fe  2HCl  FeCl2  H2 Ví dụ: Fe  4HNO3  Fe  NO3   NO  2H2O Chú ý: Fe bị thụ động hóa HNO3 đặc, nguội H SO4 đặc, nguội Ví dụ: Fe  CuSO4  FeSO4  Cu • Tác dụng với muối: Fe khử ion kim loại đứng sau dãy điện hóa (theo quy tắc  ) Trang Trạng thái tự nhiên Kim loại phổ biến thứ hai, sau Al Tồn chủ yếu dạng hợp chất (quặng) Ví dụ: Quặng hematit đỏ: Fe2O3 khan Quặng hematit nâu: Fe2O3.nH2O Quặng manhetit: Fe3O4 giàu sắt nhất, hiếm) Quặng giferit: FeCO3 Quặng pirit: FeS2 Sắt cịn có mặt hemoglobin (hồng cầu máu) → Vận chuyển oxi B HỢP CHẤT CỦA SẮT Hợp chất Fe (II) Tính khử đặc trưng: Fe2  Fe3  e • FeO: Chất rắn, màu đen, khơng có tự nhiên Là oxit bazơ Có tính khử Ví dụ: Fe0+ 2HCl → FeCl2 + H2O Ví dụ: FeO+ 4HNO3 → Fe(NO3 )3 + NO2 + 2H2O Điều chế: P  2FeO  CO2 Ví dụ: Fe2 O3  CO  Dùng H2 hay CO khử Fe2O3 Nhiệt phân Fe(OH)2 điều kiện khơng có khơng khí Fe(OH)2 t  FeO  H2O • Fe(OH)2: Chất rắn, màu trắng xanh, khơng tan nước Ví dụ: Fe(OH)2 + 2HCl → FeCl2 + 2H2O Có tính bazơ Ví dụ: 4Fe(OH)2 +O2 +2H2O → 4Fe(OH)3↓ Có tính khử Điều chế: Cho muối sắt(II) tác dụng với dung dịch kiềm Fe2   2OH   Fe(OH)2  • Muối Fe(II): Đa số tan nước Có tính khử Điều chế: Cho Fe (hoặc FeO, Fe(OH)2) tác dụng với axit HCl H2SO4 loãng Ví dụ: 2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3 Chú ý: Muối sắt(II) điều chế phải dùng ngày để khơng khí chuyển dần thành muối sắt(III) Hợp chất Fe (III) Tính oxi hóa đặc trưng: Fe3+ + 1e →Fe2+ • Fe2O3: Chất rắn màu đỏ nâu, khơng tan nước Ví dụ: Fe2O3 + 6HCl → FeCl3 + 3H2O t0 Là oxit bazơ Ví dụ: Fe2O3 +3H2   2Fe + 3H2O Có tính oxi hóa Điều chế: Phân hủy Fe(OH)3 t 2Fe(OH)3   Fe2O3  3H2O • Fe(OH)3: Chất rắn, màu nâu đỏ, khơng tan nước Ví dụ: 2Fe(OH)3 +6HCl → 2FeCl3+3H2O Trang Có tính bazơ Điều chế: Cho muối sắt(III) tác dụng với dung dịch kiềm Fe3  3OH   Fe(OH)3  • Muối Fe(III): Đa số tan nước Có tính oxi hóa Ví dụ: 2FeCl3 + Fe → 3FeCl2 C HỢP KIM CỦA SẮT Gang • Gang hợp kim sắt với cacbon có từ - 5% khối lượng cacbon, ngồi lượng nhỏ nguyên tố Si, Mn, S • Phân loại: Gang xám: chứa cacbon dạng than chì, dùng để đúc bệ máy, ống dẫn nước Gang trắng: chứa cacbon dạng xementit (Fe3C), dùng để luyện thép • Nguyên tắc sản xuất: Khử quặng oxit than cốc lò cao Thép • Thép hợp kim sắt chứa từ 0,01 – 2% khối lượng cacbon với số nguyên tố khác (Si, Mn, Cr, Ni ) • Phân loại: Thép mềm: chứa không 0,1% C, dùng để kéo sợi, chế Ví dụ: Vịng bi, vỏ xe bọc thép tạo vật dụng đời sống xây dựng nhà cửa Thép cứng: chứa 0,9% C, dùng để chế tạo cơng cụ, Ví dụ: Thép chúa 13% Mn cứng chi tiết máy dùng làm máy nghiền đá Thép đặc biệt: đưa thêm số nguyên tố làm cho thép có tính chất đặc biệt • Nguyên tắc sản xuất: Giảm hàm lượng tạp chất C, S, Si, Mn, có gang cách oxi hóa tạp chất thành oxit biến thành xỉ tách khỏi thép Trang Trang II CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: Lí thuyết trọng tâm Kiểu hỏi 1: Lí thuyết sắt ►Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Kim loại Fe khơng phản ứng với chất sau dung dịch? A CuSO4 B MgCl2 C FeCl3 D AgNO3 Hướng dẫn giải Fe khử ion kim loại đứng sau dãy điện hóa kim loại nên Fe phản ứng với Cu2+ , Fe3+, Ag+ Phương trình hóa học: Fe+CuSO4 → FeSO4 + Cu Fe + 2FeCl3 →3FeCl2 Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag → Fe không phản ứng với dung dịch MgCl2 → Chọn B Ví dụ 2: Cho bột Fe vào dung dịch AgNO3 dư Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu dung dịch gồm chất tan là: A Fe(NO3)2; Fe(NO3) B Fe(NO3)2; AgNO3 C Fe(NO3)2; AgNO3 D Fe(NO3)2; Fe(NO3)3; AgNO3 Hướng dẫn giải Trang Ban đầu cho Fe vào dung dịch AgNO3: Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag Sau đó, AgNO3 cịn dư nên xảy phản ứng: Fe(NO3)2+ AgNO3 → Fe(NO3)3 + Ag → Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu dung dịch chứa chất tan: Fe(NO3)3 AgNO3 dư → Chọn C Chú ý: Khi Fe tác dụng với muối Ag+ dư thu muối Fe(III) Kiểu hỏi 2: Lí thuyết hợp chất sắt ►Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Thành phần quặng manhetit A Fe2O3 B FeCO3 C Fe3O4 D FeS2 Hướng dẫn giải Các quặng sắt quan trọng: Quặng manhetit: Fe3O4; Quặng hematit đỏ: Fe2O3; Quặng hematit nâu: Fe2O3.nH2O; Quặng xilerit: FeCO3; Quặng pirit: FeS2: →Thành phần quặng manhetit Fe3O4 → Chọn C Ví dụ 2: Phát biểu sau sai? A Hàm lượng cacbon thép cao gang B Sắt kim loại màu trắng xám, dẫn nhiệt tốt C Quặng pirit sắt có thành phần FeS2 D Sắt(III) hiđroxit chất rắn, màu nâu đỏ, không tan nước Hướng dẫn giải Hàm lượng cacbon thép khoảng 0,01 - 2% thấp gang - 5% → A sai Sắt kim loại màu trắng, xám, dẫn nhiệt tốt → B Quặng pirit sắt có thành phần FeS2→ C Fe(OH)3 chất rắn, màu nâu đỏ, không tan nước → D → Chọn A Ví dụ 3: Hịa tan hồn tồn Fe3O4 vào dung dịch HCl dư dung dịch X Chia X làm ba phần tiến hành ba thí nghiệm: TN1: Thêm NaOH dư vào phần kết tủa Y Nung Y 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 hóa - khử xảy A B.3 C D Hướng dẫn giải Hịa tan hồn tồn Fe3O4 vào dung dịch HCl dư: Fe3O4  8HCl  2FeCl3  FeCl2  4H2O → Dung dịch X gồm: FeCl3, FeCl2 HCl dư TN1: Thêm NaOH dư vào phần kết tủa Y Nung Y khơng khí đến khối lượng không đổi FeCl3  3NaOH  Fe(OH)3  3NaCl Trang FeCl2  2NaOH  Fe(OH)2  2NaCl HCl  NaOH  NaCl  H2O t 2Fe(OH)3   Fe2O3  H2O 4Fe(OH)2  O2 t  2Fe2O3  4H2O → Có phản ứng oxi hóa - khử TN2: Cho bột Cu vào phần hai: Cu + 2FeCl2 → CuCl2 + 2FeCl2 → Có phản ứng oxi hóa - khử TN3: Sục khí Cl2 vào phần ba: Cl2 + 2FeCl2 → 2FeCl3 → Có phản ứng oxi hóa - khử Vậy tổng có phản ứng oxi hóa - khử → Chọn B Ví dụ 4: Cho a mol Fe tác dụng với a mol khí Cl2 thu hỗn hợp rắn X Cho X vào nước, thu dung dịch Y (biết phản ứng xảy hoàn toàn) Cho chất (hoặc hỗn hợp chất sau: AgNO NaOH, Cu, HCl, hỗn hợp KNO3 H2SO4 loãng Số chất (hoặc hỗn hợp chất) tác dụng với dung dịch Y A B C D Hướng dẫn giải Phương trình hóa học: 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3 Ban đầu: а а mol Phản ứng: Sau phản ứng: 2a a a 2a 2a mol mol Hỗn hợp rắn X gồm: Fe FeCl3 Sau cho vào H2O Fe dư phản ứng vừa đủ với FeCl3 tạo dung dịch FeCl2 → Các chất (hoặc hỗn hợp chất) tác dụng với dung dịch Y là: AgNO3, NaOH, hỗn hợp KNO3 H2SO4 loãng → Chọn C ►Bài tập tự luyện dạng Bài tập Câu 1: Cấu hình electron sau Fe? A [Ar]4s23d6 B [Ar]3d64s2 C 3d8 Câu 2: Kim loại Fe không tác dụng với dung dịch A CuSO4 B HCl C FeCl3 Câu 3: Các Số oxi hóa thường gặp sắt A +2, +4 B +1, +2 C +2, +3 Câu 4: Cấu hình electron sau ion Fe2+? A [Ar]3d6 B [Ar]3d5 C [Ar]3d4 Câu 5: Quặng sau có chứa oxit sắt? D [Ar]3d74s1? D AlCl3 D +1, +2, +3 D [Ar]3d3 Trang A Dolomit B Xiderit C Hematit D Boxit Câu 6: Hợp chất sau sắt vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử? A FeO B Fe2O3 C Fe(OH)3 D Fe Câu 7: Kim loại Fe bị thụ động dung dịch A HCl đặc, nguội B H2SO4 loãng C HCl loãng D HNO3 đặc, nguội Câu 8: Chất có tính oxi hóa khơng có tính khử A FeO B Fe2O3 C Fe D FeCl2 Câu 9: Trong loại quặng sắt, quặng có hàm lượng sắt cao A pirit sắt B manhetit C xiderit D hematit Câu 10: Cho dung dịch FeCl3 tác dụng với dung dịch NaOH tạo thành kết tủa có màu A nâu đỏ B trắng C xanh thẫm D trắng xanh Câu 11: Hai dung dịch phản ứng với kim loại Fe A CuSO4 ZnCl2 B CuSO4 HCl C ZnCl2 FeCl3 D HCl AlCl3 Câu 12: Phản ứng cặp chất không tạo thành muối Fe(II)? A FeO + HCl B Fe(OH)2 + H2SO4 loãng C FeCO3 + HNO3 loãng D Fe + Fe(NO3)3 Câu 13: Dãy gồm kim loại 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 A bọt khí B chất rắn màu xám trắng bám lên bề mặt kim loại Na C bọt khí có kết tủa màu trắng xanh, kết tủa hóa nâu khơng khí D có kết tủa màu xanh lục Câu 15: Nhung Fe vào dung dịch CuSO4 Sau thời gian, tượng quan sát là: A Thanh Fe có màu trắng dung dịch nhạt dần màu xanh B Thanh Fe có màu trắng xám dung dịch nhạt dần màu xanh C Thanh Fe có màu đỏ dung dịch nhạt dần màu xanh D Thanh Fe có màu đỏ dung dịch dần có màu xanh Câu 16: Tiến hành thí nghiệm sau: (1) Cho Fe vào dung dịch gồm CuSO4 H2SO4 loãng (2) Cho Cu vào dung dịch gồm Fe(NO3)3 H2SO4 loãng (3) Cho Zn vào dung dịch HCl (4) Để miếng gang ngồi khơng khí ẩm Số thí nghiệm xảy ăn mịn điện hóa A B C D Câu 17: Cho chất: Fe, FeO, Fe(OH)2, Fe(OH)3, Fe3O4 ,Fe2O3 ,Fe  NO3  ,Fe  NO3  ,FeCO3 , Fe2  SO4  phản ứng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng dung dịch HCl Số trường hợp xảy phản ứng oxi hóa - khử A B 10 C D Câu 18: Cho phát biểu sau: (a) Nhúng Fe vào dung dịch FeCl3, xảy ăn mịn điện hóa (b) Sục khí H2S vào dung dịch CuSO4 thấy xuất kết tủa xanh nhạt (c) Nhỏ dung dịch Na2CO3 vào dung dịch FeCl3 thấy xuất kết tủa nâu đỏ khí (d) Nhúng Al vào dung dịch NaOH loãng, nguội thấy Al tan dần (e) Đốt dây sắt khí Cl2 thấy tạo thành muối Fe(II) bám dây sắt Trang Số phát biểu A B C D Bài tập nâng cao Câu 19: Phi kim X tác dụng với kim loại M thu chất rắn Y Hòa tan Y vào nước dung dịch Z Thêm AgNO3 dư vào dung dịch Z chất rắn G Cho G vào dung dịch HNO3 đặc nóng dư thu khí màu nâu đỏ chất rắn F Kim loại M chất rắn F A Al AgCl B Fe AgCl C Cu AgBr D Fe AgF Câu 20: Hịa tan hồn tồn Fe3O4 dung dịch H2SO4 loãng, dư, thu dung dịch X Trong chất: NaOH, Cu, Fe(NO3)2, KMnO4, BaCl2, Cl2 Al, số chất phản ứng với dung dịch X A B C D.5 Dạng 2: Tính chất kim loại ►Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Cho m gam Fe tác dụng với oxi thu 23,2 gam Fe3O4 Giá trị m A 16,8 Hướng dẫn giải n Fe O  0,1mol B 11,2 C 8,4 D 5,6 Phương trình hóa học: t 3Fe  2O2   Fe3O4 0,3 ← 0,1  m Fe  0,3.56  16,8gam mol → Chọn A Ví dụ 2: Hịa tan hồn tồn 14,8 gam hỗn hợp gồm Fe Cu dung dịch HCl dư, sau phản ứng thu 3,36 lít H2 (đktc) Khối lượng Cu có hỗn hợp A 3,2 gam B 6,4 gam C 9,6 gam D 12,8 gam Hướng dẫn giải n H  0,15mol Do Cu khơng phản ứng với HCL nên ta có phương trình hóa học: Fe + 2HCl → FeCl2+ H2 0,15 ← 0,15 mol → mFe = 0,15.56 = 8,4 gam → mCu = 14,8 -8,4 = 6,4 gam → Chọn B Ví dụ 3: Cho 16,8 gam Fe vào 200 ml dung dịch CuSO4 0,75M Sau thời gian lấy sắt cân nặng 17,6 gam Khối lượng đồng bám sắt A 19,2 gam B 6,4 gam C 0,8 gam D 9,6 gam Hướng dẫn giải n Fe  0,3mol; n CuSO  0,15mol Phương trình hóa học: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu 1 mol  m chất rắn tăng  64.1  56.1  gam x x mol  mchaát rắn tăng  64x  56x  8x gam Trang Theo đề bài: m taêng  17,6  16,8  0,8 gam → 8x = 0,8 → x = 0,1 → Khối lượng đồng bám sắt là: mCu = 0,1.64 = 6,4 gam → Chọn B Ví dụ 4: Cho a gam Fe tác dụng với dung dịch HNO3 thu 2,24 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc), dung dịch X dư 5,6 gam Fe Cô cạn X thu b gam muối khan Giá trị a, b là: A 14,0; 27,0 B 8,4; 27,0 C 14,0; 36,3 D 11,2; 27,0 Hướng dẫn giải n NO  0,1mol Do sau phản ứng dư Fe nên muối thu muối sắt(II) Quá trình cho nhận electron: Fe  Fe2  2e N 5  3e  N 2 Bảo tồn electron: 2n Fe pư  3n NO 3.0,1  0,15 mol  0,15.56  5,6  14gam  n Fe pư  Ta có: a  m Fe pư  m Fe dư Bảo tồn ngun tố: nFe NO   nFe pö  0,15mol  b  mFe NO   0,15.180  27gam → Chọn A Chú ý: Khi hỗn hợp kim loại có chứa Fe, mà sau phản ứng với HNO3 H2SO4 đặc nóng, sau phản ứng có kim loại cịn dư thu muối Fe(II) Ví dụ 5: Cho a gam Fe vào 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm HNO3 0,8M Cu(NO3)2, 1M Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu 0,92a gam hỗn hợp kim loại khí NO (sản phẩm khử N+5) Giá trị a A 8,4 B 11,0 C 11,2 D 5,6 Hướng dẫn giải n HNO  0,08mol; nCu2  0,1mol  nH  nNO  0,08mol Gọi số mol Fe phản ứng x mol Quá trình cho nhận electron: Fe  Fe2  2e x→ 2x 4H   NO3  3e  NO  2H 2O mol 0,08 Cu2  2e  Cu 0,1 0,1 0,1 0,06 mol mol Bảo toàn electron: 2x = 0,06 + 0,2 → x = 0,13 Ta có: mgiảm  a  0,92a  0,08a gam Lại có: mgiảm  m Fe pö  mCu  0,13.56  0,1.64  0,88 gam  0,08a  0,88 gam → a = 11 Trang 10 A 0,03 B 0,06 C.0,08 D 0,04 Bài tập nâng cao Câu 15: Nung hỗn hợp rắn gồm a mol FeCO3 b mol FeS2 bình kín chứa khơng khí (dư) Sau phản ứng xảy hồn tồn, đưa bình nhiệt độ ban đầu thu chất rắn Fe2 O3 hỗn hợp khí Biết áp suất khí bình trước sau phản ứng nhau, mối liên hệ a b (biết sau phản ứng, lưu huỳnh mức oxi hóa +4) A a = 4b B a = 2b C a = b D a = 0,5b Câu 16: Cho 8,16 gam hỗn hợp X gồm Fe,FeO,Fe3O4 vaø Fe2O3 phản ứng hết với dung dịch HNO3 lỗng (dung dịch Y), thu 1,344 lít NO (đktc) dung dịch Z Dung dịch Z hòa tan tối đa 5,04 gam Fe, sinh khí NO Biết phản ứng, NÓ sản phẩm khử N+5 Số mol HNO3 có trọng Y A 0,54 mol B 0,78 mol C 0,50 mol D 0,44 mol Câu 17: Hịa tan hồn tồn 4,56 gam hỗn hợp X dạng bột gồm FeS FeS2 S dung dịch HNO3 đặc nóng dư thu 0,48 mol NO2 (là sản phẩm khử nhất) dung dịch Y Cho dung dịch Y tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư, lọc nung kết tủa đến khối lượng không đổi, m gam hỗn hợp rắn Z Giá trị gần m A 15,8 B 20,5 C 16,5 D 18,5 Câu 18: Cho 5,8 gam muối FeCO3 tác dụng với dung dịch HNO3 vừa đủ, thu hỗn hợp khí chứa CO2, NO dung dịch X Cho dung dịch HCl dư vào dung dịch X dung dịch Y, dung dịch Y cần hòa tan tối đa m gam Cu, sinh sản phẩm khử NO Giá trị m A 11,2 B 16,0 C 14,4 D 9,6 Dạng 4: Bài tập tổng hợp ►Phương pháp giải Vận dụng linh hoạt định luật bảo toàn nguyên tố, định luật bảo tồn khối lượng Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Hịa tan hết m gam hỗn hợp X gồm Fe,FeO,Fe3O4 vaø Fe3O4 vào dung dịch HCl dư, thu a mol H2 dung dịch chứa 31,19 gam hỗn hợp muối Mặt khác, hịa tan hồn tồn m gam X dung dịch chứa 0,55 mol H2SO4 (đặc) đun nóng, thu dung dịch Y 0,14 mol SO2 (sản phẩm khử S+6) Cho 400 ml dung dịch NaOH 1M vào Y, sau phản ứng kết thúc 10,7 gam chất kết tủa Giá trị a A 0,05 B 0,04 C 0,06 D 0,03 Hướng dẫn giải nNaOH  0,4mol  nOH  0,4mol n H SO  0,55mol  n H  1,1mol  FeCl2  H2  H2O Fe  HCl    FeCl3 FeO  Sơ đồ phản ứng: X Fe2 O3   NaOH  dung dich Y   nhaát   Fe3O  H SO ñ/ n  SO2  H O   Gọi số mol FeCl2, FeCl3, muối a, b mol → 127a+ 162,5b = 31,19 (*) Trang 18 Quy đổi hỗn hợp X thành Fe O Bảo toàn nguyên tố Fe → nFe = a + b mol Gọi số mol O hỗn hợp X c mol Xét phản ứng của X với H2SO4 đặc, nóng • Trường hợp 1: H2SO4 dư → Kết tủa Fe(OH)3, n Fe(OH)  0,1mol Quá trình cho nhận electron: Fe  Fe3  3e O  2e  O2 S6  2e  S4 Bảo toàn electron: 3n Fe  2n O  2n SO  3(a  b)  2c  2.0,14  3a  3b  2c  0,28 ** Ta có: 4H+ + SO 24  +2e → SO2 + 2H2O 0,56 ← 0,14 mol + Theo phương trình số mol H phản ứng tạo SO2 0,56 mol  n H pö  0,56  2c mol  n Hdu  1,1  0,56  2c mol Dung dịch Y chứa Fe3+ , H+ dư, SO 24  Khi cho NaOH vào dung dịch Y: n H  3n Fe(OH)  nOH  11  0,56  2c  3.0,1  0,4 → c = 0,22 mol(***) Từ (*), (**), (***) suy ra: a= 0,22; b = 0,02 Bảo toàn nguyên tố Cl: n HCl  n Cl  2n FeCl  3n FeCl  nHCl  2.0,22  3.0,02  0,5mol Bảo toàn nguyên tố H O: n HCl  2n H  2n H O  2n H  2n o(x) 2  n H   (0,5  0,22.2)  0,03mol 2 • Trường hợp 2: H2SO4 khơng dư Ta có: Y phản ứng với NaOH thu kết tủa nhất→ Trong Y chứa muối Fe2+ Fe3+ Trong Y có: nSO2  nH SO  nSO  0,55  0,14  0,41mol 4 Giả sử Y chứa Fe : n Fe(OH)  0,1mol  n Fe3  0,1 mol 3+ Mặt khác, bảo tồn điện tích Y ta thấy: 3nFe3  2nso2  Loại Giả sử Y chứa Fe2+: 10,7  0,12mol  n Fe2  0,12mol 90 Mặt khác, bảo tồn điện tích Y, ta thấy: 3nFe2  2nso2  Loại n Fe(OH)  Trường hợp không thỏa mãn đề → Chọn D Ví dụ 2: Trong q trình bảo quản, mẫu FeSO4.7H2O (có khối lượng m gam) bị oxi hóa oxi Trang 19 khơng khí tạo thành hỗn hợp X chứa hợp chất Fe(II) Fe(III) Hòa tan tồn X dung dịch lỗng chứa 0,035 mol H2SO4 thu 100 ml dung dịch Y Thí nghiệm 1: Cho lượng dư dung dịch BaCl2 vào 20 ml dung dịch Y thu 2,33 gam kết tủa Thí nghiệm 2: Thêm dung dịch H2SO4 (lỗng, dư) vào 20 ml dung dịch Y, thu dung dịch Z Nhỏ từ từ dung dịch KMnO4 0,03M vào Z đến phản ứng vừa đủ hết 18 ml Giá trị m phần trăm số mol Fe(II) bị oxi hóa khơng khí A 13,90 27% B 4,17 5% C 13,90 73% D 4,17 10% Hướng dẫn giải Xét 100 ml dung dịch Y: Fe2    O2  Y Fe3 Sơ đồ phản ứng tạo dung dịch Y: FeSO4.7H2O  H SO SO2   Gọi số mol FeSO4.7H2O số mol Fe2+ x, y mol Bảo toàn nguyên tố Fe  nFe3  x  y mol Trong Y có: nSO2  nH SO  nFes0 7H O  x  0,035mol 4 Xét 20 ml dung dịch Y: •Thí nghiệm 1: n BasO  0, 01mol Phương trình ion: Ba2   SO24  BaSO4  0,01 ← 0,01 mol 20  (x  0,035)  0,01mol  x  0,015mol 100 Khối lượng mẫu là: m  m FeSO 7H O  0,015.278  4,17gam Do đó: nSO2  4 4 • Thí nghiệm 2: nKMnO  5,4.10 mol Phương trình ion: 8H   5Fe2  MnO 4  5Fe3  Mn   4H 2O 2,7.103  5,4.104 mol 20.y  2,7.103  y  0,0135 mol 100 n 3 0,015  0,0135  100%  10% Phần trăm Fe(II) bị oxi hóa  Fe (Y)  100%  n Fe2 0,015  → Chọn D ►Bài tập tự luyện dạng Câu 1: Hòa tan m gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe(OH)2, FeCO3 Fe3O4 (trong Fe3O4 chiếm 1/3 tổng số mol hỗn hợp) vào dung dịch HNO3 loãng (dư), thu 8,96 lít (đktc) hỗn hợp khí gồm CO2 NO (sản phẩm khử N +5) có tỉ khối so với H2 18,5 Số mol HNO3 phản ứng A 1,8 B 3,2 C 2,0 D 3,8 Câu 2: Hòa tan hết 23,18 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg Fe(NO3)3 vào dung dịch chứa 0,92 mol HCl 0,01 mol NaNO3 thu dung dịch Y (chất tan chứa 46,95 gam hỗn hợp muối) 2,92 gam hỗn hợp Trang 20 Z gồm ba khí khơng màu (trong có hai khí có số mol nhau) Dung dịch Y phản ứng tối đa với 0,91 mol KOH, thu 29,18 gam kết tủa Biết phản ứng xảy hoàn toàn Phần trăm thể tích khí có phân tử khối lớn A 58,82% B 45,45% C 51,37% D 75,34% Câu 3: Để m gam hỗn hợp E gồm Al, Fe Cu khơng khí thời gian, thu 34,4 gam hỗn hợp X gồm kim loại oxit chúng Cho 6,72 lít khí CO qua X nung nóng, thu hỗn hợp rắn Y hỗn hợp khí Z có tỉ khối so với H2 18 Hịa tan hồn tồn Y dung dịch chứa 1,7 mol HNO3 thu dung dịch chứa 117,46 gam muối 4,48 lít hỗn hợp khí T gồm NO N2O Tỉ khối T so với H2 16,75 Giá trị m A 27 B 31 C 32 D 28 Câu 4: Cho hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4 Fe(NO3)3 tan hết 400 ml dung dịch KHSO4 0,4M Sau phản ứng thu dung dịch Y chứa 29,52 gam muối trung hịa 0,448 lít NO (đktc, sản phẩm khử nhất) Cho dung dịch NaOH dư vào Y có 8,8 gam NaOH phản ứng Dung dịch Y hòa tan tối đa m gam bột Cu Biết phản ứng xảy hoàn toàn Giá trị m A 0,96 B 1,92 C 2,24 D 2,40 Câu 5: Hòa tan hết 15,0 gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4, FeCO3 Fe(NO3)3 dung dịch chứa NaHSO4 0,16 mol HNO3 thu dung dịch Y hỗn hợp khí X gồm CO2 NO (tỉ lệ mol tương ứng 1: 4) Dung dịch Y hòa tan tối đa 8,64 gam bột Cu, thấy thoát 0,03 mol khí NO Nếu cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào Y, thu 154,4 gam kết tủa Biết phản ứng xảy hồn tồn khí NO sản phẩm khử trình Phần trăm khối lượng Fe hỗn hợp X A 48,80% B 33,60% C.37,33% D 29,87% HƯỚNG DẪN GIẢI Dạng 1: Lí thuyết trọng tâm 1-B 2-D 3-C 11 - B 12 - C 13 - C 4-A 14 - C 5-C 15 - C 6-A 16 - C 7-D 17 - A 8-B 18 - D 9-B 19 - C 10 - A 20 - A Câu 7: Kim loại Fe, AI, Cr bị thụ động dung dịch H2SO4 đặc, nguội HNO3 đặc, nguội Câu 8: Fe2O3 có số oxi hóa +3 (cao nhất)  Fe2O3 có tính oxi hóa khơng có tính khử Câu 10: Phương trình hóa học: FeCl3  3NaOH  Fe(OH)3  3NaCl ( màu nâu đỏ) Câu 12: C sai xảy phản ứng oxi hóa khử thu muối sắt(III) Câu 14: Phương trình phản ứng: Na  H 2O  NaOH  H  FeSO4  2NaOH  Fe(OH)2 trắng xanh + Na 2SO4 4Fe(OH)2  O2  2H2O  4Fe(OH)3 nâu đỏ  Hiện tượng: Có bọt khí (H2), xuất kết tủa màu trắng xanh (Fe(OH)2) sau kết tủa hóa nâu khơng khí (Fe(OH)3) Trang 21 Câu 15: Phương trình hóa học: Fe  CuSO4  FeSO4  Cu  Hiện tượng: Thanh Fe có màu đỏ dung dịch nhạt dần màu xanh Câu 16: (1) tạo cặp điện cực kim loại Fe - Cu đặt dung dịch chất điện li (2), (3) khơng có cặp điện cực khác chất (4) tạo cặp điện cực Fe - C đặt dung dịch chất điện li Các thí nghiệm xảy ăn mịn điện hóa là: (1), (4) Câu 17: Các trường hợp xảy phản ứng oxi hóa - khử là: Với HCl: Fe, Fe(NO3)2 Với H2SO4 đặc, nóng: Fe, FeO, Fe(OH)2, Fe3O4, Fe(NO3)2, FeCO3 Câu 18: (a) sai khơng đủ điều kiện xảy ăn mịn điện hóa (b) sai sau phản ứng thu kết tủa CuS (màu đen) (c) sau phản ứng thu Fe(OH)3 (kết tủa màu nâu đỏ) khí CO2 (d) Al có khả phản ứng với NaOH (e) sai sau phản ứng thu muối Fe(III) Câu 19: Kim loại M Fe, phi kim X Cl2 Chất rắn Y: FeCl3, Fe dư Dung dịch Z: FeCl2, FeCl3 Chất rắn G: AgCl Ag Chất rắn F: AgCl Câu 20: Phương trình hóa học: Fe3O  4H 2SO  FeSO  Fe SO 3  H2O  Dung dịch X gồm: FeSO , Fe  SO 3 H2SO4 dư Các chất có khả phản ứng với dung dịch X là: NaOH, Cu, Fe  NO3 2 , KMnO , BaCl , Cl , Al Dạng 2: Tính chất kim loại 1-A 2-B 3-A 4-D 11 - C 12 - B 5-D 6-C 7-D 8-D 9-C Câu 1: 0, 2.3  0,3mol  mCl2  21,3 gam Câu 2: nFe = 0,107 mol; n CuSO4 = 0,1 mol nFeCl3  0, 2mol  n Cl2  Phương trình hóa học: Fe  CuSO4  FeSO4  Cu 0,1  0,1  0,1 mol  m  mFe dư + mCu  (6  0,1.56)  0,1.64  6,8 gam Câu 3: Trang 22 10 - A Bảo toàn nguyên tố Fe: nFeSO  nFe  nFeO  0,3 mol  m  mFeSO4  0,3.152  45, 6gam Câu 4: Phương trình hóa học: 2Fe  3Cl2  2FeCl3 5a 5a  1, 25a  6 mol  5a  Hỗn hợp rắn X chứa: FeCl3  mol  ; Fe dư   Hòa tan X vào nước: Fe  2FeCl3  3FeCl2 a   mol  6  a 5a a mol  6  Dung dịch Y chứa: FeCl3 FeCl2 Câu 5: Phương trình hóa học: Fe  H2SO4  FeSO4  H2 0,2  0,2 mol FeSO4  xH2O  FeSO4 xH2O 0,2  0,2 mol  Mmuối = 278  x =  Công thức muối FeSO4 7H2O Câu 6: Phương trình hóa học: 2Fe  3Cl2  2FeCl3 2a 2a a  3 Fe  2FeCl3  3FeCl2 mol a 2a a mol 3 FeCl2  3AgNO3  2AgCl   Ag   Fe  NO 3 a  2a  a mol Ta có: m  mAgCl  mAg  2a 143,5  108a  79gam  a  0, Câu 7: Kết thúc phản ứng cịn 0,75m gam chất rắn khơng tan  Thu muối Fe (II) mFe dư = m – 0,75m = 0,25m gam Gọi số mol Fe phản ứng x mol  n Fe NO3   n Fe pư = x mol Ta có: n HNO3pu  n NO3 muối  nNO2  nNO  1,38   0,38  x  0,5  0,25m = 0,5.56  m = 112 gam Câu 8: nFe = 0,15 mol; nNO = 0,12 mol Trang 23 Xét: 2nFe = 0,3 < 3nNO = 0,36 < 3nFe = 0,45  Dung dịch A chứa hai muối: muối sắt (II) muối sắt (III) Gọi số mol Fe  NO3 2 Fe  NO3 3 x, y mol Bảo toàn nguyên tố Fe: x + y = 0,15 (*) Quá trình cho nhận electron: Fe  Fe2  2e N5  3e  N2 Fe  Fe3  3e Bảo toàn electron: 2x + 3y = 0,36 (**) Từ (*) (**) suy ra: x = 0,09; y = 0,06  mFe NO3  = 0,06.242 = 14,52 gam Câu 9: n H2 =0,2 mol Sau phản ứng gam kim loại  Dung dịch chứa FeCl2 Quy đổi hỗn hợp phản ứng thành Fe O có số mol x, y mol → 56x +16y = 45-5 = 40 (*) Bảo toàn electron: 2nFe  2nO  2nH  x – y =0,2 (**) Từ (*) (**) suy ra: x = 0,6; y = 0,4 → nHCl = 2nFe = 0,6.2 = 1,2 mol 1, →V= = 1,2 lít Câu 10: Sau phản ứng hồn tồn cịn 2,19 gam kim loại chưa tan  Dung dịch B chứa muối sắt(II)  mA phản ứng = 27,75 – 2,19 = 25,56 gam Gọi số mol Fe Fe3O4 phản ứng x, y mol → 56x + 232y = 25,56 (*) Quá trình cho nhận electron: Fe  Fe+2 +2e 3Fe   2e  3Fe 2 N5  3e  N2 Ta có: nNO = 0,15 mol Bảo tồn electron: 2x - 2y = 0,45 (**) Từ (*) (**) suy ra: x = 0,27; y = 0,045 Bảo toàn nguyên tố Fe: n Fe NO3   n Fepu  3n Fe3O4  0, 27  3.0,045  0, 405mol  n HNO3  n NO  muối + nNO = 0,405.2 + 0,15 = 0,96 mol 0,96 a=  3, 0,3 Câu 11: Phương trình hóa học: Fe  2HCl  FeCl2  H2 0,02  0,04 → 0,02 mol Dung dịch sau có: 0,02 mol FeCl2 0,02 mol HCl Khi cho AgNO3 vào thì: Trang 24 3Fe2  4H   NO3  3Fe3  NO  2H 2O 0,015  0,02 mol Fe2  Ag  Fe3  Ag 0,005  0,005 Ag  Cl  AgCl 0,06  0,06  mrắn = mAg  mAgCl  9,15gam mol mol Câu 12: nFe = 0,3 mol, nHCl = 0,48 mol Ta có: nH+dư = 4nNO = 0,12 mol  nH+pư =0,48 – 0,12 =0,36 mol Bảo toàn nguyên tố O, H: 2nO2  nH 2O  nH   n O2 = 0,36 : = 0,09 mol Gọi số mol Cl2 x mol Bảo toàn nguyên tố Cl: 2nCl2  nHCl  nAgCl  nAgCl = 2x +0,48 mol Bảo tồn electron cho q trình: 3n Fe = 2n Cl2 +4 n O2 +n Ag +3 n NO Ta có: m  mAgCl  mAg   nAg = 3,03 – 2x - 4.0,09 - 3.0,03 = 0,45 - 2x mol  143,5(2x + 0,48) + 108(0,45 – 2x) = 132, 39 x = 0,21  → Vx = nCl2  nO2 22,4 = (0,21+0,09).22,4 = 6,72 lít Dạng 3: Hợp chất sắt 1-A 2-D 3-A 11 - D 12 - B 13 - B 4-D 14 - D 5-A 15 - C 6-C 16 - C 7-C 17 - C 8-C 18 - B 9-B 10 - D Câu 1: nFe2O3 = 0,03 mol Phương trình hóa học: t Fe2O3  3CO  2Fe  3CO2 0,03  0,06 mFe = 0,06.56 = 3,36 gam Câu 2: n Fe3O4 = 0,01 mol mol Phương trình hóa học: Fe3O  4H 2SO  FeSO  Fe SO 3  4H 2O 0,01  0,04 →V = 4,04 = 0,2 lít = 200 ml Câu 3:  NaOH mol to Ta có q trình: Fe  NO3 3  Fe(OH)3  Fe2O3 Bảo toàn nguyên tố Fe: n Fe2O3  = 0,15 mol n Fe NO3 3 → mFe2O3 = 0,15.160 = 24 gam Câu 4: NCO = 0,1 mol → nO = nCO = 0,1 mol → mFe = mX – mO = 17,6 -0,1.16 = 16 gam Câu 5: Số mol FeO số mol Fe2O3  Quy đổi hỗn hợp ban đầu chứa Fe3O4  n Fe3O4  5.103 mol Trang 25 Phương trình hóa học: Fe3O4  8HCl  FeCl2  2FeCl3  4H2O 5.103  0,04 0, 04 VHCl = = 0,4 lít = 400 ml 0,1 Câu 6: NFe = 0,015 mol; nO = nCO = 0,02 mol  mol n Fe  nO  Oxit sắt Fe3O4 Lại có: nO = nCO = 0,02 mol  V = 0,448 lít Câu 7: n NO2 = 0,4 mol 0, = 0,2 mol Mặt khác: nCO = nO = 0,2 mol  mx  mFe2 03  mO = 10 - 0,2.16 = 6,8 gam Bảo toàn electron: 2nCO  nNO2  nCO  Câu 8: n Fe2O3 = 0,1 mol; n Fe3O4 = 0,1 mol Bảo toàn nguyên tố Fe: 2n F2O3  3n F3O4 nD   0, 25mol mD = 0,25.160 = 40 gam Câu 9: Sau phản ứng cịn lại chất rắn khơng tan Dung dịch chứa muối Fe(NO3)2 thêm AgNO3 vào dung dịch thu chất rắn không tan Ag → mFe pư = 5,6 – 1,12 = 4,48 gam → nFe pư = n Fe2 = 0,08 mol = nAg  mCr = mAg = 0,08.108 = 8,64 gam Câu 10: Gọi số mol NO NO2 hỗn hợp Y a, b mol  a + b = 0,035 (*) Ta có: d Y/H2 = 19  MY = 38  mY = 38.0,035 = 1, 33 gam30a + 46b = 1,33 (**) Từ (*) (**) suy ra: a = b = 0,0175 Gọi số mol O2 y mol → 56x +32y = 5,04 (1) Bảo toàn electron: 3nFe = 4n O2 + 3nO + nNO  3x - 4y = 0,07 (2) Từ (1) (2) suy ra: x = 0,07; y = 0,035 Câu 11: Phương trình hóa học: Fe 2  Ag   Fe3  Ag Cl  Ag   AgCl TH1: Tạo AgCl tối đa trước  n AgCl = 0,2 mol; nAg = 0,05 mol → m = 34,1 gam TH2: Tạo Ag tối đa trước  nAg = 0,1 mol; nAgCl = 0,15 mol → m = 32,325 gam Trang 26 Thực tế hai phản ứng diễn đồng thời  32,325  m  34 ,1 Câu 12: n H2 = 0,15 mol → n H pư với Fe = n H2 = 0,3 mol n H = nHCl = 0,7 mol → n H pư với oxit = 0,4 mol Phương trình hóa học: 2H  O  H2O 2H  O  H2O 0,4  0,2 mol  nO hh  nO (oxit)  0, mol  mFe th  20  0, 2.16  16,8gam  n Fe hh  0,3mol n Fe = 0,15 mol  0,15.160  24gam Bảo toàn nguyên tố: n Fe2 O3 (Y)   m  mF2O3 Câu 13: n FeCl3 = 0,06 mol Coi Fe3O4 FeO Fe2O3  Hỗn hợp gồm FeO Fe2O3 0, 06 Ta có: n FeCl3  2n Fe2O3  n Fe2O3  = 0,03 mol  mFeO  mhh  mFe2O3 = 9,12 -0,03.160 = 4,32 gam Mà n FeO  nFeCl2 = 0,06 mol → mFeCl2 = 0,06.127 = 7,62 gam Câu 14: Dung dịch X chứa Fe2(SO)4 CuSO4 Bảo toàn nguyên tố Fe: 2FeS2  Fe  SO 3 0,08 0,04 Cu 2S  2CuSO4 mol x 2x mol Bảo toàn nguyên tố S: 2n FeS2  n Cu S  3n Fe2  SO4   n CuSO4  2.0,08 + x  x = 3.0,04 + 2x = 0,04 Câu 15: Phương trình hóa học: 4FeCO3  O2  2Fe2O3  4CO2 a  a 4FeS2  11O2  2Fe2O3  8SO2 a mol 11b  2b mol Áp suất khí bình trước sau phản ứng → Số mol khí trước sau phản ứng → n O2  n CO2  n SO2 b Trang 27 a 11b = a + 2b  a = b  4 Câu 16: nNO = 0,06 mol Dung dịch Z phản ứng với tối đa 5,04 gam Fe  Dung dịch Z chứa HNO3 dư Quy đổi hỗn hợp gồm Fe O có số mol x, y mol → 56x + 16y = 8,16 (*) Bảo toàn electron: 3nFe  2nO  3n NO  3x - 2y=0,18 (**)  Từ (*) (**) suy ra: x = 0,12; y = 0,09 Xét trình: 5, 04 nFe  0,12   0, 21mol 56 Z hòa tan tối đa Fe nên sau phản ứng tạo Fe(II) 2.0, 21  2.0, 09 Bảo toàn electron: 2nFe  3nNO  2nO  nNO   0, 08 mol Bảo toàn nguyên tố Fe: n Fe NO3   n Fe = 0,21 mol Bảo toàn nguyên tố N: n HNO3  2n Fe NO3   n NO = 0,21.2 + 0,08 = 0,5 mol Câu 17: Quy đổi hỗn hợp X thành Fe, S có số mol x, y mol → 56x + 32y = 4,56 (*) Bảo toàn electron: 3nFe  6nS  nNO2  3x +6y = 0,48 (**) Từ (*) (**) suy ra: x = 0,05; y = 0,055 Kết tủa: BaSO4 , Fe(OH)3  Hỗn hợp rắn Z: BaSO4 , Fe2O3 n Fe 0, 05 = 0,025 mol  2 = 0,055.233 +0,025.160 = 16,815 gam Bảo toàn nguyên tố S, Fe: n BaSO4  nS = 0,055 mol, n Fe2O3   mZ  mBaSO4  mFe2O3 Câu 18: n FeCO3 = 0,05 mol Phương trình hóa học: 3FeCO3  10HNO3  3Fe  NO3 3  3CO  NO  5H2O  FeCl2 Fe  NO3 3 : 0, 05mol Dung dịch Y chứa   Cu    NO  H 2O CuCl HCl : du    Để lượng Cu tối đa nên muối hình thành muối Fe2 ,Cu 2 Vì HCl dư → n NO  3n Fe NO3  = 0,15 mol 3.0,15  0, 05  0,25 mol  mCu = 0,25.64 = 16 gam Bảo toàn electron: 2n Cu  3n NO  n Fe3  n Cu  Dạng 4: Bài tập tổng hợp 1- B 2-B 3-D 4-C 5-C Câu 1: nhh khí = 0,4 mol Trang 28 FeO Fe(OH)  Sơ đồ phản ứng:   HNO3 Fe  NO 3  NO  CO  H O FeCO3 Fe3O Ta có: Mhh khí = 18,5.2 = 37 Gọi số mol CO2 NO hỗn hợp khí x, y mol Ta hệ phương trình: x + y = 0,4  x = y =0,2 44x + 30y = 0.4.37 Bảo toàn electron: n FeO  n Fe OH)2  n Fe3O4  n FeCO3  3n NO = 0,2.3 = 0,6 mol → nX = 0,6 mol Mà Fe3O4 chiếm 1/3 tổng số mol hỗn hợp  n Fe3O4 = 0,6:3 = 0,2 mol Bảo toàn nguyên tố Fe: n FeO  n Fe(OH)2  3n Fe3O4  n FeCO3  n Fe NO3   n Fe NO3  = 0,6 - 0,2 + 0,2.3 = mol Bảo toàn nguyên tố N: n HNO3  3n Fe NO3   n NO  3.1 + 0,2 = 3,2 mol Câu 2: Xét phản ứng: Y+ NaOH thu dung dịch chứa: Na+ (0,01 mol), K+ (0,91 mol), Cl- (0,92 mol) Nhận thấy: nNa  nK   nCl   Bảo tồn điện tích vừa đủ  Y khơng chứa NO3 Bảo toàn khối lượng cho phản ứng đầu: m X  mHC  m NaNO3  mY  mZ  mH2O → mH2O = 7,74 gam n H2O  14,0 = 0,43 mol Trong dung dịch Y, gọi u tổng khối lượng Fe2 , Fe3 , Mg2 v số mol NH 4 Ta có: mmuối = mFe2 ,Fe3 ,Mg2  m Na   m NH  mCl  u + 18v + 0,01.23 + 0,92.35,5 = 46,95  u + 18v = 14,06(*) Khi thêm NaOH vào dung dịch Y: n OH  kết tủa = 0,91 – v m  mkl  mOH  u  17(0,91  v) = 29,18 (**) Từ (*) (**) suy ra: u = 13,88; y = 0,01 Bảo toàn nguyên tố H: n HCl  4n NH  2n H2O  2n H2  nH  0,01 mol 23,18  13,88 = 0,15 mol 62 = 0,15 mol Mặt khác: m x  m kl  m NO  m NO   Bảo toàn nguyên tố N:  nN ( Z ) Mà mZ = 2,92 gam = m N(Z)  mO(Z)  mH2 → mO(Z) = 0,05 mol Z chứa H2 (0,01 mol) hai ba khí NO, N2, N2O TH1: Z chứa NO N2 có số mol a, b mol Bảo toàn nguyên tố N O Z  a = 0,05; b = 0,05 (thỏa mãn) TH2: Z chứa N2 N2O có số mol a, b mol Bảo toàn nguyên tố N, O Z  a = 0,025; b = 0,05 mol (loại khơng có cặp khí số mol) TH3: Z chứa NO N2O có số mol lượt a, b mol Trang 29 Bảo toàn nguyên tố N, O Z Loại số mol âm  Trong Z gồm H2 (0,01 mol), NO (0,05 mol) N2 (0,05 mol) → %VNO = 45,45% Câu 3: nCO = 0,3 mol, nT = 0,2 mol Al Kim loại Sơ đồ phản ứng: Fe + O2 X + CO Y + HNO3 Cu Oxit Al3+ Fe 3+ NO 2+ Cu + T + H2O  NO N2 O NH  Z: COdư, CO2 Ta có: M z = 18.2 = 36 Gọi số mol CO, CO2 hỗn hợp Z x, y mol  x  y  0,3 Ta có hệ phương trình   x  y  0,15 28 x  44 y  36.0,3  n O  n CO2  0,15mol Ta có: mY = mX – mO = 34,4 – 0,15,16 = 32 gam Quy đổi hỗn hợp Y gồm ba kim loại (AI, Fe, Cu) O (a mol) mY  mkl  mO  m  mkl = 32-16a (1) Lại có: M T = 16,75.2 = 33,5 Gọi số mol NO, N2O hỗn hợp T u, v mol u  v  0, u  0,15  Ta có hệ phương trình:  30u  44v  33,5  0, v  0, 05 Gọi số mol NH4NO3 hỗn hợp muối b mol Ta có: n NO  (muối kl) = ne trao đổi = 2nO + 8n N2O + 3nNO + n NH4 NO3 Bảo toàn nguyên tố N: n HNO3  n NO  (muối kl) + n NO  2n N2O  2n NH4 NO3  1,  4nNO  10nN2O  2nO  10nNH NO3  1,7 = 4.0,15 + 10.0,05 + 2a + 10b a + 5b = 0,3 (2) Khối lượng muối sau cô cạn: mmuối = mkl + m NO  m NH4 NO3 =117,46 gam  m + 62(3.0,15 + 8.0,05 + 2a + 8b) + 80b = 117,46  m+124a +576b = 64,76 (3) Từ (1), (2) (3) suy ra: a = 0,25; b = 0,01; m = 28 Câu 4: nNO = 0,02 mol, nNaOH = 0,22 mol, n KHSO4 = 0,16 mol Sơ đồ phản ứng: X Fe Fe3O4 + KHSO4 Fe(NO3)4 NO + H2O Fe2 , Fe3 , K Y + NaOH SP SO24 , NO3 Gọi số mol Fe2 , Fe3 hỗn hợp Y a, b mol Xét phản ứng Y với dung dịch NaOH: n OH  3n Fe3  2n Fe2  2a + 3b =0,22 (*) Bảo tồn điện tích Y: 2nFe2  3nFe3  nK   2nSO2  nNO  → n NO = 0,22 +0,16 - 2.0,16 = 0,06 mol Ta có: mmuối = 56(a+b) + 0,16.39 + 0,16.98 + 0,06.62 = 29,52 Trang 30  a + b = 0,075 (**) Từ (*) (**) suy ra: a = 5.10-3; b = 0,07 Khi cho Y tác dụng với Cu: Cu  2Fe3  2Fe2  Cu 2 0,035  0,07 mol  mCu = 0,035.64 = 2,24 gam Câu 5: nCu = 0,135 mol Nhận thấy: Dung dịch Y phản ứng Cu thu khí NO  Y chứa H+ NO3  Chỉ có muối Fe3+ tạo thành Fe Fe3O4 Sơ đồ phản ứng chính: X Fe3 , H , Na  NO Y +Z + H2O 2  CO2 SO4 , NO3 +NaHSO4 FeCO3 +HNO3 Fe  NO3 2 Xét phản ứng Y với lượng tối đa Cu  Muối sắt có Fe2+ Bảo toàn electron: 2nCu  3nNO  nFe3  nFe3 = 0,135.2 – 3.0,03 = 0,18 mol Mặt khác: 4H  NO3  3e  NO  2H 2O 0,12  0,03  n H = 0,12 mol mol Xét phản ứng Y với Ba(OH)2: m  mFe(OH)3  mBaSO4  mBaSO4 = 154,4 - 0,18.107 = 135,14 gam  n BaSO4 0,58 mol = n SO2 (Y)  nNa  (Y)  n NaHSO4  Dung dịch Y chứa: Fe (0,18 mol), H (0,12 mol), SO24 (0,58 mol), Na+ (0,58 mol), NO3 3+ + Bảo toàn điện tích: 3nFe3  nH   nNa  2nSO2   nNO   n NO  = 0,18.3 + 0,12 + 0,58 - 0,58.2 = 0,08 mol 0,58  0,16  0,12  0,31 Bảo toàn khối  mZ  4,92 gam Bảo toàn nguyên tố H: n NaHSO4  n HNO3  n H  2n H2O  n H2O = lượng: mx  m NaHSO4  mHNO3  mY  mz  mH2O Gọi số mol CO2 NO Z x, y mol 44 x  30 y  4,92  x  0, 03  Ta có hệ phương trình:   y  0,12  x : y  1: Bảo toàn nguyên tố N: 2nFe NO3   nHNO3  nNO   nNO 0, 08  0,12  0,16  0, 02mol 2 Bảo toàn nguyên tố C: n FeCO3  n CO2  0, 03mol  nFe NO3   Bảo toàn nguyên tố O: 4nFe3O4  3nFeCO3  6nFe NO3   4nNaHSO  3nHNO3  4n SO2  3n NO   n NO  2n CO2  n H2O Trang 31  n Fe3O4  0, 01 mol Bảo toàn nguyên tố Fe: n Fe  3n Fe3O4  n FeCO3  n Fe NO3   n Fe3  n Fe  0,1 mol  %mFe (X)  0,1.56 = 37,33% 15 Trang 32 ... Cl2 thu hỗn hợp rắn X Cho X vào nước, thu dung dịch Y (biết phản ứng xảy hoàn toàn) Cho chất (hoặc hỗn hợp chất sau: AgNO NaOH, Cu, HCl, hỗn hợp KNO3 H2SO4 loãng Số chất (hoặc hỗn hợp chất) tác... Sắt cịn có mặt hemoglobin (hồng cầu máu) → Vận chuyển oxi B HỢP CHẤT CỦA SẮT Hợp chất Fe (II) Tính khử đặc trưng: Fe2  Fe3  e • FeO: Chất rắn, màu đen, khơng có tự nhiên Là oxit bazơ Có tính... kim loại M thu chất rắn Y Hòa tan Y vào nước dung dịch Z Thêm AgNO3 dư vào dung dịch Z chất rắn G Cho G vào dung dịch HNO3 đặc nóng dư thu khí màu nâu đỏ chất rắn F Kim loại M chất rắn F A Al