Chìa khóa vàng 13: Phương pháp giảI bài toán về Iron và hợp chất của Iron - Nguyễn Văn Phú

Nội dung text: Chìa khóa vàng 13: Phương pháp giảI bài toán về Iron và hợp chất của Iron - Nguyễn Văn Phú

1. - Download tài liệu học tập tại, xem Video bài giảng tại : BẠN HÃY SỞ HỮU 30 CHèA KHểA VÀNG GIẢI NHANH Vễ CƠ VÀ HỮU CƠ NHẫ, NẾU BẠN CềN THIẾU THè HÃY GỌI CHO TễI, NẾU BAN CẦN TễI THI HÃY GỌI CHO TễI, NẾU BẠN THẤY HAY THI HÃY NHẮN TIN CHO TễI, NẾU BẠN THẤY KHễNG HAY THI HÃY NHẮN TIN GểP í NHẫ: QUANG PHONG PHÚ XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN. NẾU BẠN MUỐN HỌC MỘT KHểA ễN THI CẤP TỐC VỀ “THỦ THUẬT DỰA VÀO DỮ KIỆN BÀI TOÁN ĐỂ CHỌN ĐÁP ÁN ĐÚNG” Ở NGHỆ AN THè HÃY GỌI CHO TễI NHẫ: nhƯ vậy trong vòng 10 ngày tôi đã gữi lên violet 10 cKV trong tổng số 30 ckv, hi vọng nó sẽ giúp phần nào yên tâm hơn trƯớc khi bƯớc vào kỳ thi cđ-đh năm 2011. ( gồm CKV1,2,3,4,5,9,11,12,13, 20). Chìa khóa vàng 13 Phương pháp giảI bài toán về iron và hợp chất của iron I. một số chú ý khi giảI bài toán về iron và hợp chất của iron. a. Nắm được đặc điểm cấu tạo, cấu hình, vị trí, ô , nhóm, chu kỳ . b. Nắm được tính chất vật lý, tính chất hóa học, phương pháp điều chế của của sắt. c. Nắm được một số quặng sắt quan trọng như: quặng manhetit (Fe3O4), quặng hematit đỏ (Fe2O3), quặng hematit nâu (Fe2O3.nH2O), quặng xiđerit (FeCO3), quặng pirit (FeS2) d. Nắm được tính chất vật lý, tính chất hóa học, phương pháp điều chế của hợp chất sắt như: hợp chất sắt (II), hợp chất (III) e. Nắm được một số phương pháp giải nhanh liên quan đến sắt và hợp chất của sắt. II. bài toán áp dụng. Bài toán 1. (Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ Khối B- 2007) Nung m gam bột Fe trong oxi thu được 3 gam chất rắn X. Hòa tan hết hỗn hợp X trong dung dịch HNO3 dư thu được 5,6 lít NO ( đktc) (là sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của m là: A. 2.52 gam B. 1.96 gam. C. 3.36 gam. D. 2.10 gam. Bài giải. 0,56 56 n 0,025mol; n mol , nFe = m/56 mol NO 22,4 Fe m Cách 1: áp dụng định luật bảo toàn khối lượng và bảo toàn điện tích. 3 m Dựa vào ĐL BT KL ta có: m 3 m n mol O O 16 3 2 Fe Fe 3e O 2e O 5 2 N 3e N m 3m ; 3 m 2(3 m) mol 0,075  0,025mol 56 56 16 16 áp dụng ĐL BT ĐT 3m 2(3 m) 0,075 m 2,52gam =>A đúng. 56 16 Thạc sỹ: Nguyễn Văn Phú: ĐT 098 92 92 117. Email: phueuro@gmail.com
2. - Download tài liệu học tập tại, xem Video bài giảng tại : Cách 2: áp dụng định luật bảo toàn electron. 3+ Fe - 3e Fe áp dụng ĐLBT e: 3x = 0,075 + 4y (1) x 3x Mặt khác: mX = mFe + m N+5 + 3e N+2 (NO) O2 0,075 0,025 56x+ 32y=3 (2) -2 x 0,045 O2 + 4e 2O Từ (1) và (2) y 0,015 y 4y m = 56 0,045 = 2,52g A đúng Cách 3: áp dụng phương pháp quy đổi chất rắn X về Fe, Fe2O3 Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O 0,025mol 0,025mol 0,56 n 0,025mol NO 22, 4 1,6 m = 3 - 0,025 .56 = 1,6gam n 0,02mol Fe2O3 Fe(trong Fe2O3 ) 160 mFe = 56(0,025 + 0,02) = 2,52 gam A đúng 1,6 Chú ý: Nếu n 0,01mol mFe = 56.(0,035) = 1,96g B sai Cách 4: áp Fe(trong Fe2O3 ) 160 dụng phương pháp quy đổi chất rắn X về FeO, Fe2O3 3FeO + 10HNO3 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O 3.0,025 0,025 5, 4 mFeO = 3.0,025 . 72 = 5,4g n 0,075mol Fe(FeO) 72 m = 3 - 5,4 = -2,4g Fe2O3 2.( 2, 4) 4,8 n 0,03mol Fe(Fe2O3 ) 160 160 mFe = 56 .(0,075 + (-0,03)) = 2,525 gam A đúng Chú ý: + Kết quả âm ta vẫn tính bình thường vì đây là phương pháp quy đổi + Nếu n 0,015mol mFe = 56.0,06 = 3,36g C sai Fe(Fe2O3 ) Cách 5: áp dụng phương pháp quy đổi chất rắn X về FeXOY 3FexOy + (12x - 2y)HNO3 2Fe(NO3)3 +(3x-2y)NO + (6x -y)H2O 3.0,025 0,025mol 3x 2y 3 3.0,025 x 3 n m 200 FexOy 56x 16y 3x 2y y 2 Fe3O2 3.56.3 m 2,52g A đúng Fe(oxit) 200 Thạc sỹ: Nguyễn Văn Phú: ĐT 098 92 92 117. Email: phueuro@gmail.com
3. - Download tài liệu học tập tại, xem Video bài giảng tại : Chú ý: Nếu m 160 m 3.2.56 2,1g D sai Fe2O3 Fe 160 Cách 6: áp dụng công thức giải nhanh. 7.m 56.n 7.3 56.0,025.3 m hh e 2,52gam => A đúng Fe 10 10 Bài toán 2: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ- Khối A-2007). Hoà tan 5.6 gam Fe bằng dung dịch H2SO4 loãng thu được dung dịch X. Dung dịch X phản ứng vừa đủ với V ml dung dịch KMnO4 0.5 M. Giá trị V ml là: A. 20 ml B. 40 ml C. 60 ml D. 80 ml Bài giải 5,6 n 0,1mol ; Fe - 2e Fe2+ Fe 56 0,1 0,2 0,1 Fe2+ - 1e Fe3+ 0,1 áp dụng ĐLBT E: 5x = 0,1 x = 0,02 0,1 0,1 0,1 5 Mn+7 + 5e Mn2+ 0,02 VKMnO 0,04lit 40ml B đúng x 5x 4 0,5 Bài toán 3: Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ- Khối B-2008). Nung một hỗn hợp rắn gồm a mol FeCO3 và b mol FeS2 trong bình kín chứa không khí dư, sau khi các phản ứng xẫy ra hoàn toàn, đưa bình về nhiệt độ ban đầu thì được chất rắn duy nhất là Fe 2O3 và hỗn hợp khí. Biết áp suất trước và sau phản ứng đều bằng nhau. Mối liên hệ giữa và b là: ( biết sau các phản ứng lưu huỳnh có số ôxi hóa +4, thể tích các chất rắn không đáng kể) A. a=0,05b B. a=b C. a=4b D. a=2b Bài giải: 2FeCO3 Fe2O3  a a mol mol a b 2 áp dụng ĐLBT nguyên tố sắt ta có:  2 2 2FeS2 Fe2O3 b b mol mol 2  a = b B đúng Chú ý: + Nếu áp dụng ĐLBT E : Fe2 Fe3 1e  (a b) (a b) 1 4  S S 5e b 5b  a +b =5b a = 4b C sai (do chưa biết số mol (oxi) Bài toán 4. ( Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ- Khối A- 2008). Cho 11.36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 phản ứng hết với dd HNO3 loãng dư thu được 1.344 lít khí NO (sản Thạc sỹ: Nguyễn Văn Phú: ĐT 098 92 92 117. Email: phueuro@gmail.com
4. - Download tài liệu học tập tại, xem Video bài giảng tại : phẩm khử duy nhất ở đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X sau phản ứng được m gam muối khan. Giá trị m là: A. 34.36 gam. B. 35.50 gam. C. 49.09 gam D. 38.72 gam. Bài giải. 1,344 n 0,06mol; nFe = m/56 mol NO 22, 4 Cách 1. áp dụng định luật bảo toàn khối lượng và bảo toàn điện tích. 11,36 m Dựa vào ĐLBTKL ta có: m 11,36 m n mol O O 16 3 2 Fe Fe 3e O 2e O 5 2 N 3e N m 3m 11,36 m 2(11,36 m) mol 0,18  0,06mol 56 56 16 16 áp dụng ĐLBTĐT 3m 2(11,36 m) 0,18 m 8,96gam 56 16 mmuoi mFe m 8,96 62.3.nFe NO3 8.96 8,96 62.3. 38,72 gam D dung 56 Cách 2: Quy đổi hỗn hợp về hai chất: Fe, Fe2O3 Hoà tan hỗn hợp với HNO3 loãng dư 1,344 lít NO Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (1) 0,06mol 0,06mol 0,06mol Fe2O3 2Fe(NO 3)3 (2) 0,05 0,1mol 1,344 n 0,06mol; NO 22, 4 Từ (1) mFe = 56 . 0,06 = 3,36 g m 11,36 3,36 8g Fe2O3 8 n 0,05mol mX = 242 (0,06 + 0,1) = 38,72g D đúng Fe2O3 160 Cách 3: Quy hỗn hợp về hai chất: FeO, Fe2O3 3FeO + 10HNO3 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O 0,18 0,18mol 0,06 Fe2O3 2Fe(NO 3)3 -0,01 -0,02 mFeO = 12,96g; m 1,6g Fe2O3 Thạc sỹ: Nguyễn Văn Phú: ĐT 098 92 92 117. Email: phueuro@gmail.com
5. - Download tài liệu học tập tại, xem Video bài giảng tại : m 242(0,18 0,02) 38,72g D đúng Fe(NO3 )3 Cách 4: Quy hỗn hợp về một chất FexOy 3FexOy + (12x - 2y)HNO3 3xFe(NO3)3 + (3x - 2y)NO + (6x-y)H2O 3.0,06 3.x.0,06 0,06 3x 2y 3x 2y 11,36 0,06.3 x 16 n 150x = 160y FexOy 56x 16y 3x 2y y 15 3.16.0,06 m .242 38,72g D đúng Fe(NO3 )3 3.16 2.15 Cách 5: áp dụng công thức giải nhanh. 7.m 56.n 7.11,36 56.0,06.3 m hh e 8,96gam Fe 10 10 8,96 n n 0,16mol m 0,16.242 38,72gam Fe(NO3 )3 Fe 56 , Fe(NO3 )3 => D đúng Cách 6. Lấy các đáp án đem chia cho khối lượng mol của muối là 242 thì các số đều lẽ nhưng chỉ có đáp án D là số không lẽ là 0,16 Bài toán 5: Để m gam bột sắt ngoài không khí 1 thời gian thu được 11,8 gam hỗn hợp các chất rắn FeO, Fe2O3, Fe, Fe3O4 . Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp đó bằng dung dịch HNO3 loãng thu được 2,24 lít khí NO duy nhất (đktc). Giá trị m gam là: A: 9,52 gam B: 9,94 gam C: 8,96 gam D: 8,12 gam Bài giải: m 11,8 m n ; n ; n 0,1mol Fe 56 O2 (pư) 32 NO(gp) Chất khử là Fe; Chất oxi hoá gồm O2 và HNO3 FeO - 3e Fe3+ 2- O2 + 4e 2O m 3m 56 56 11, 8 m 11, 8 m .4 32 8.4 N+5 + 3e N+2 (NO) 0,3 0,1 ne nhường = ne chất oxi hoá nhận (O2 , NO3 ) 3m 11,8 m 0,3 m = 9,94 gam B đúng 56 8 Bài toán 6: : Chia 44 gam hỗn hợp gồm Fe và kim loại M có hoá trị không đổi thành 2 phần bằng nhau. Thạc sỹ: Nguyễn Văn Phú: ĐT 098 92 92 117. Email: phueuro@gmail.com
6. - Download tài liệu học tập tại, xem Video bài giảng tại : - P1 tan hết trong 2 lít dung dich HCl tạo ra 14.56 lít H2 đktc. - P2 tan hoàn toàn trong dung dich HNO3 loãng nóng thấy thoát ra 11.2 lít khí NO duy nhất ở đktc. 1. Nồng độ mol của dung dich HCl là: A. 0.45 M B. 0.25 M C. 0.55 M D. 0.65 M. 2. Khối lượng hỗn hợp muối clorua khan thu được khi cô cạn dung dịch sau pư ở P1 là: A. 65.54 gam B. 68.15 gam C. 55.64 gam D. 54.65 gam. 3. Phần trăm khối lượng của Fe trong hỗn hợp ban đầu là: A. 49.01 % B. 47.97 % C. 52.03 % D. 50.91 %. 4. Kim loại M là: A. Mg B. Zn C. Al D. Cu. Bài giải: a) n 0,65mol n 2n 2.0,65 1,3mol H2 HCl H2 1,3 C 0,65M Đáp án D đúng M 2 b) m m m . Trong đó: n n 1,3mol muối KL Cl Cl HCl mmuói = 22 + 1,3 . 35,5 = 68,15g Đáp án B c) áp dụng định luật bảo toàn e: 2+ P1: Fe: Fe - 2e Fe x 2x M - ae Ma+ y ay + 2H + 2e H2 1,3 0,65 Fe 3e Fe3 x 3x 2x ay 1,3 x 0,2 M - ae Ma+ 3x ay 1,5 ay 0,9 N+5 + 3e N+2 (NO) 1,5 0,5 0,2.56 nFe = 0,2 % mD đúng .100% 50,91% Fe 22 d) mM = 22 - 0,2 . 56 = 10,8 gam 0,9 m 10,8.a n y ; M 12a Vậy a = 2; M = 24(Mg) là phù hợp M a n 0,9 Bài toán 7: Cho tan hoàn toàn 3.6 gam hỗn hợp gồm Fe và Mg trong dung dịch HNO 3 2M loãng nóng thu được dung dịch D, 0.04 mol khí NO và 0.01 mol NO2 . Cho dung dịch D tác dụng với NaOH lấy dư, lọc và nung kết tủa đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn. 1. Giá trị m là A. 2.6 gam B. 3.6 gam C. 5.2 gam D. 7.8 gam. 2. Thể tích HNO3 đã phản ứng là: A. 0.5 lít B. 0.24 lít C. 0.26 lít D. 0.13 lít. Bài giải: +5 a) HNO3 là chất oxi hoá: N + 3e NO 0,12 0,04 mol Thạc sỹ: Nguyễn Văn Phú: ĐT 098 92 92 117. Email: phueuro@gmail.com
7. - Download tài liệu học tập tại, xem Video bài giảng tại : +5 +1 2N + 8e 2M (N2O) 0,08 0,02 0,01mol ne nhận = 0,12 + 0,08 = 0,2mol . - Mg và Fe là chất khử. Gọi x, y là số mol Mg và Fe trong hỗn hợp Mg - 2e Mg3+ x 2x mol ne nhường = 2x + 3y Fe - 3e Fe3+ y 3y mol 24x 56y 3,6 x 0,01molMg 0,01molMgO Ta có hệ phương trình: 2x 3y 0,2 y 0,06molFe 0,03molFe2O3 m m m 0,01.40 0,03.160 5,2g MgO Fe2O3 Chú ý: Ta có thể tính theo cách sau: Ta có sơ đồ: Mg MgO; Fe Fe2O3. Trong đó Mg và Fe là chất khử, oxi là chất oxi hoá, số mol e nhân vẫn là 0,2mol: O + 2e O2- 0,1 0,2 m = mMg, Fe + MO = 3,6 + 16. 0,1 = 5,2gam C đúng b) Theo định luật bảo toàn nguyên tố N ta có: n n n n N(HNO3 ) N(NO3 ) N(NO) N(N2O) Hay n 2n 3n n 2n HNO3 Mg(NO3 )2 Fe(NO3 )3 NO N2O 2.0,01 3.0,06 0,04 2.0,01 0,26 0,26 V 0,13 lít D đúng HNO3 2 Bài toán 8: Cho luồng khí CO qua m gam bột Fe2O3 nung nóng thu được 14 gam hỗn hợp X gồm 4 chất rắn . Cho hỗn hợp X hòa tan hoàn toàn bằng HNO3 dư, thu được 2.24 lít khí NO (đktc) là sản phẩm khử duy nhất. Giá trị m là: A. 16.4 gam. B. 14.6 gam. C. 8.2 gam D. 20.5 gam. Bài giải: CO là chất khử (ta coi Fe2O3 không tham gia vào phản ứng oxi hoá khử) m 14 moxi(trong oxit) = m - 14g. nCO = nO(oxit) = 16 C+2 + 2e C+4 m 14 m 14 16 8 +5 +2 - HNO3 là chất oxi hoá: N + 3e N 0,3 0,1mol m 14 Ta có: A đúng 0,3 m 16,4g 8 Thạc sỹ: Nguyễn Văn Phú: ĐT 098 92 92 117. Email: phueuro@gmail.com
8. - Download tài liệu học tập tại, xem Video bài giảng tại : Bài toán 9: Cho luồng khí CO qua m gam bột Fe 2O3 nung nóng thu được X gồm 4 chất rắn. chia X thành 2 phần bằng nhau. - Phần 1 hoà tan bằng HNO3 dư, thu được 0.02 mol khí NO và 0.03 mol N2O. - Phần 2 hoà tan hoàn toàn trong dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được V lít SO2 (đktc). Giá trị V là: A. 2.24 lít B. 3.36 lít C. 4.48 lít D. 6.72 lít. Bài giải: HNO3 là chất ôxi hóa: N+5 + 3e N+2 0,06 0,02mol ne nhận = 0,06 + 0,24 = 0,3mol +5 +1 2N + 8e 2N (N2O) 0,24 0,06 0,03 - Chất ôxi hóa ở hai phần là như nhau, do đó số mol eletron H2SO4 nhận bằng số mol eletron HNO3 nhận. Ta có S 6 2e S 4 (SO ) 2 V 0,15.22,4 3,36lít B đúng  SO2 0,3 0,15  Bài toán 10: Cho tan hoàn toàn 7.2 gam FexOy trong HNO3 thu được 0.1 mol NO2 . Công thức phân tử của ôxit là: A. FeO, B. Fe2O3 C. Fe3O4 D. kết quả khác. Bài giải: +5 +4 N + 1e N (NO2) , FexOy là chất khử 0,1 0,1 0,1 2y 2y 3 7,2 x.Fe x x. 3 e x.Fe (3x 2y) 0,1 x 56x 16y 7,2 7,2 (3x 2y) 16x 16y x y FeO A đúng 56x 16y 56x 16y Bài toán 11: Cho tan hoàn toàn 3.76 gam hỗn hợp X ở dạng bột gồm: S, FeS và FeS2 trong dung dịch HNO3 thu được 0.48 mol NO2 và dung dịch dung dịch D. Cho dung dịch D tác dụng dung dịch Ba(OH)2 dư, lọc và nung kết tủa đến khối lượng không đổi được m gam chất hỗn hợp rắn. Giá trị m gam là: A. 11.650 B. 12.815 C. 13.980 D. 19.945. Bài giải: 2 1 2+ -2 0 Fe S2 tương đương với Fe . S . S , Vì vậy có thể coi hỗn hợp X gồm hai chất S và FeS có số mol a và b ta có: Số gam: X = 32a + 88b = 3,76 (I) Chất khử: S0 - 6e S+6 a 6a FeS-2 - 9e Fe3+ + S+6 b 9b Chất oxi hoá: +5 +4 N + 1e N (NO2) 0,48 0,48 Thạc sỹ: Nguyễn Văn Phú: ĐT 098 92 92 117. Email: phueuro@gmail.com
9. - Download tài liệu học tập tại, xem Video bài giảng tại : Ta có: 6a + 9b = 0,4 8 (II) Từ (I) và (II): a = 0,035 mol S b = 0,03 mol FeS nBaSO n 2 nS nFeS 0,035 0,03 0,065mol 4 SO4 m 0,065.233 15,145g chất rắn còn có Fe O . ta có BaSO4 2 3 m 0,015.2.160 4,8gam m= 15,145+ 4,8=19,945 gam (D đúng) Fe2O3 Bài toán 12: Hỗn hợp chất rắn A gồm 16 gam Fe2O3 và 23.2 gam Fe3O4. Hoà tan hoàn toàn A bằng dung dịch HCl dư thu được dd B. Cho NaOH dư vào B, thu được kết tủa C. Lọc lấy kết tủa, rữa sạch rồi đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn D. Giá trị m là: A. 80 gam. B. 32.8 gam. C. 40 gam D. 16 gam. Bài giải: Fe2O3 6HCl 2FeCl3 3H2O  Fe3O4 8HCl FeCl2 2FeCl3 4H2O 16 n 0,1mol Fe2O3 HCl NaOH NaCl H2O 160 FeCl 2 2NaOH Fe(OH)2 2NaCl  23,2 nFe O 0,1mol FeCl 3NaOH Fe(OH) 3NaCl 3 4 3 3 232 4Fe(OH) 2H O O 4Fe(OH) 2 2 2 3 2Fe(OH)3 Fe2O3 3H2O  áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố đối với sắt ta có: 0,5 nFe (trong D) = 0,1 . 2 + 0,1 . 3 = 0,5 mol n 0,25mol D 2 mD = 0,25 x 160 = 40 gam C đúng Chú ý: + Nếu mD = 0,5 . 160 = 80 gam A sai + Nếu mD = 0,1 . 112 + 0,1 . 168 + 0,1 . 48 = 32,8 gam B sai + Nếu mD = 0,1 . 160 = 16 gam D sai Bài toán 13: Hoà tan hết m gam hỗn hợp gồm FeO, Fe2O3 và Fe3O4 bằng HNO3 đặc, nóng thu được 4.48 lít khí NO2 (đktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng được 145.2 gam muối khan. Giá trị m là: A. 23.2 gam. B. 46.4 gam. C. 64.2 gam D. 26.4 gam. Bài giải: Đặt a, b, c là số mol của FeO, Fe2O3, Fe3O4 N 5 1e N 4 (NO ) Fe2 1e Fe3 2 4,48 a c (a c)mol 0,2 0,2mol 22,4 a + c = 0,2 mol: muối Fe(NO3)3 có số mol là: n n 2n 3Fe O a 2b 3c (a c) 2(b c) Fe(NO3 )3 FeO Fe2O3 3 4 Thạc sỹ: Nguyễn Văn Phú: ĐT 098 92 92 117. Email: phueuro@gmail.com
10. - Download tài liệu học tập tại, xem Video bài giảng tại : 145,2 + Theo định luật bảo toàn nguyên tố sắt: n 0,6mol Fe(NO3 )3 242 0,6 0,2 (a + c) + 2 (b + c) = 0,6 b c 0,2mol 2 m m m m 72a 160b 232c FeO Fe3O4 FeO = 72(a + c) + 160 (b + c) = 72.0,2 + 160 . 0,2 = 46,4g B đúng Bài toán 14: Để khử hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3, cần 0,05 mol H2. Mặt khác hoà tan hoàn toàn 3,04 gam X trong dung dịch H2SO4 đặc thu được V ml SO2 (đktc). Giá trị V là: A.112 ml B. 224 ml C. 336 ml D. 448 ml. Bài giải: Cách 1: Quy đổi hỗn hợp X về hỗn hợp hai chất FeO và Fe2O3 với số mol là x, y t0 Ta có: FeO H2  Fe H2O (1) x x x Fe2O3 + 3H2 2Fe + 3H2O (2) y 3y 2y x 3y 0,05 x 0,02mol Từ (1) và (2) ta có: 72x 160y 3,04 y 0,01mol 2FeO + 4 H2SO4 Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O (3) 0,02mol 0,01mol Vậy V 0,01 22,4 = 0,224 lít hay 224ml B đúng SO2 Chú ý: Nếu (3) không cân bằng: V = 0,02 22,4 = 0,448 lít = 448ml D sai SO2 Cách 2: áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Gọi x, y z là số mol của FeO, Fe3O4 , Fe2O3 : Bản chất của quá trình khử trên là H2 sẽ lấy O trong oxít để tạo thành nước theo sơ đồ: O (trong oxít) + H2 H2O 0,05 0,05 0,05 áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố đối với oxi ta có: x + 4y + 3z = 0,05 (1) áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố đối với sắt ta có: 3,04 16.0,05 x 2y 2z 0,04mol (2) 56 Lấy (1) - (2) ta có: y + z = 0,01 Từ đó ta thế vào (1) hoặc (2) x + y = 0,02 Trong các oxit sắt thì chỉ có FeO, Fe3O4 phản ứng với H2SO4 đặc SO2 2FeO + 4 H2SO4 Fe2(SO4)3 + SO2 + 4 H2O (3) x x/2 2Fe3O4 + 10 H2SO4 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10 H2O (4) y y/2 x y 0,02 Từ (3) và (4) ta suy ra: n 0,01mol SO2 2 2 Thạc sỹ: Nguyễn Văn Phú: ĐT 098 92 92 117. Email: phueuro@gmail.com
11. - Download tài liệu học tập tại, xem Video bài giảng tại : V 0,01.22,4 0,224l 224ml B đúng SO2 Chú ý: Nếu không cân bằng (3) và (4) n x y 0,02 SO2 V = 448ml D sai Cách 3: áp dụng công thức giải nhanh. nO nH 0,05mol,mO 0,05.16 0,8gam 10.22,4 7.3,04 ne 0,01mol mFe = môxit – mO =2,24 gam => 56.2 Vso2 0,01.22,4 0,224lit 224ml B đúng Bài toán 15: Cho 7.68 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 vào 260 ml dung dịch HCl 1M vừ đủ ta thu được dung dịch Y. Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch Y thu được kết tủa Z. Đem nung Z trong khồng khí đến khối lượng không đổi thì thu được m gam chất rắn G. Giá trị m là. A. 18 gam B. 8 gam. C. 32 gam D. kết quả khác. Bài giải: Khi cho hỗn hợp gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 tác dụng với HCl thì bản chất + 2- 2H + O H2O 0,26 0,13 0,13 mO = 0,13 . 16 = 2,08 gam 5,6 mFe (trong oxít) = 7,68 - 16. 0,13 = 5,6 gam n 0,1mol Fe 56 Sản phẩm cuối cùng của quá trình trên là: Fe2O3 FeO Fe2O3 FeCl2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Fe2O3 Fe3O4 FeCl3 Fe(OH)3 0,1 n 0,05mol m 0,05.160 8gam B đúng Fe2O3 2 Fe2O3 Chú ý: - Nếu n 0,1mol m 16gam A sai Fe2O3 Fe2O3 - Nếu n C sai 0,2mol m 32gam Fe2O3 Fe2O3 7,68 32.0,13 - Nếu mO = 0,13 . 32 = 4,16 n lẽ , kết quả khác 0,06 Fe 56 Bài toán 16: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 11.2 gam Fe và 16 gam Fe2O3 vào HNO3 loảng dư thì thu được dung dịch A. Cho A tác dụng với NaOH rồi lọc kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi thì thu được m gam chất rắn. Giá trị m là: A. 16 gam B. 32 gam C. 64g D. kết quả khác. Bài giải: áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Fe ta có: nFe = 0,2 + 0,1 .2 = 0,4M 1 0,4 n n 0,2mol m 0,2.160 32gam B đúng Fe2O3 2 Fe 2 Fe2O3 Thạc sỹ: Nguyễn Văn Phú: ĐT 098 92 92 117. Email: phueuro@gmail.com
12. - Download tài liệu học tập tại, xem Video bài giảng tại : Bài toán 17: Cho tan hoàn toàn 8 gam hỗn hợp X gồm FeS và FeS2 trong 290 ml dung dịch HNO3 thu được khí NO và dng dịch Y. Để tác dụng hết với các chất trong dung dịch Y cần 250 ml dung dịch Ba(OH)2 1M. Kết tủa tạo thành đem nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi được 32.03 gam chất rắn Z. 1. Khối lượng FeS và FeS2 lần lượt là: A. 3.6 gam và 4.4 gam B. 4.4 gam và 3.6 gam C.2.2 gam và 5.8 gam D. 4.6 gam và 3.4 gam. 2. Thể tích lít khí NO đktc thu được là: A. 1.12 B. 2.24 C. 3.36 D. 6.72. 3. Nồng độ mol của dung dịch HNO3 đã dùng là: A. 0.5 M B. 1 M C. 1.5 M D. 2 M. Bài giải: Đối với bài này áp dụng rất nhiều phương pháp: BTKL, BTNT, BT E 1. áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố đối Fe và S. Ta có: xmol - FeS và y mol FeS2 0,5(x + y)mol Fe2O3 và (x + 2y)mol BaSO4 88x + 120y = 8 88x + 120y = 8 x 0,05 160 . 0,5(x + y) + 233 (x +2y) = 32,03 313 +546y = 32,03 y 0,03 mFeS = 88x = 88 . 0,05 = 4,4g; m = 8-4,4 = 3,6 B đúng FeS2 2.áp dụng ĐLBT E: FeS 9e Fe 3 S 6  0,05 0,45mol 3x 0,45 0,45 3 6 FeS2 15e Fe 2S D đúng  x 0,3 VNO 6,72 0,03 0,45mol NO 3e NO 3 3x xmol  3: n x y 0,08 . Để làm kết tủa hết lượng Fe3+ cần 0,24 mol OH- hay 0,12mol Fe3 2 2+ Ba(OH)2, kết tủa (x + 2y) = 0,11 mol SO cần 0,11 mol Ba hay 0,11mol Ba(OH)2, n 4 Ba(OH)2 đã dùng = 0,11 + 0,12 = 0,23 < 0,25mol Còn: 0,25 - 0,23 = 0,02mol Ba(OH)2 trung hoà 0,04 mlol HNO3 dư nHNO (pư) n n NO nHNO (dư) 0,08.3 0,3 0,04 0,58mol 3 NO3 3 0,58 C 2M D đúng M(HNO3 ) 0,29 Bài toán 18: Thổi 8.96 khí CO qua ống sứ đựng 16 gam FexOy, nung nóng thu được m gam chất rắn. Toàn bộ khí thoát ra sục vào nước vôi trong dư thấy có 30 gam kết tủa trắng. Giá trị m gam là: A. 9.2 gam B. 9.6 gam C. 6.5 gam D. 11.2 gam Bài giải: Thạc sỹ: Nguyễn Văn Phú: ĐT 098 92 92 117. Email: phueuro@gmail.com
13. - Download tài liệu học tập tại, xem Video bài giảng tại : yCO FexOy xFe yCO2 (1) 8,96 ; n 0,4mol ymol 1mol xmol ymol CO 22,4 CO2 Ba(OH)2 CaCO3  H2O (2); 30 n n 0,3mol n 0,3mol CO2 CaCO3 100 CO2 n 0,4 n 0,3 CO dư còn FexOy hết CO CO2 áp dụng ĐLBTKL ta có: m m m m FexOy CO Fe CO2 16 + 28. 0,3 = mFe +0,3 . 44 mFe = 11,2g D đúng Phân tích bài toán: Nếu ta áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ngay: m m m m CO FexOy Fe CO2 mFe = 16 + 28 . 0,4 - 0,4. 44 = 9,6 B sai Bài toán 19: Cho hòa tan hoàn toàn a gam Fe3O4 trong dung dịch HCl, thu được dung dịch D. Cho D tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc kết tủa để ngoài không khí đến khối lượng không đổi nữa, thấy khối lượng kết tủa tăng lên 3,4 gam. đem nung kết tủa đến khối lượng không đổi được b gam chất rắn. Giá trị của a, b lần lượt là: A. 48 gam và 46,4 gam B. 69,6 gam và 32 gam C. 32 gam và 69,6 gam D. 46,4 gam và 48 gam Bài giải: Phương trình phản ứng: Fe3O4 + 8HCl 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O FeCl2 + 2NaOH Fe(OH)2 + 2NaOH FeCl3 + 3NaOH Fe(OH)3 + 3NaOH 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3 t0 2Fe(OH)3  Fe2O3 + 3H2O Ta có: 1mol Fe(OH)2 1mol Fe(OH)3 thêm 1mol OH khối lượng tăng lên 17gam 0,2mol Fe(OH)2 0,2mol Fe(OH)3 thêm 1mol OH khối lượng tăng lên 3,4gam n n n 0, 2mol; 0, 2mol Fe O 0,3molFe O FeO Fe2O3 Fe(OH)2 3 4 2 3 a = 232 . 0,2 = 46,4 gam; b = 160 . 0,3 = 48gam D đúng Bài toán 20: Cho dòng khí CO qua một oxit sắt ở nhiệt độ cao, sau khi phản ứng xẫy ra hoàn toàn khối lượng chất rắn giảm đi 27,58 %. Công thức oxit sắt đã dùng là: A. FeO B. Fe3O4 C. Fe2O3 D. Fe4O3. Bài giải: áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng: Khối lượng chất rắn giảm đi 27,58% chính là oxi. 16y x 3 Công thức oxit sắt: FexOy: 27 Fe,58 .100 3O4 B đúng 56x 16y y 4 16 Chú ý : + A: FeO: %O .100 22, 22% (không thoả mãn) 72 64 + B: Fe3O4: %O .100 27,58% (thoả mãn dữ kiện) 232 Thạc sỹ: Nguyễn Văn Phú: ĐT 098 92 92 117. Email: phueuro@gmail.com
14. - Download tài liệu học tập tại, xem Video bài giảng tại : 48 + C: Fe2O3: %O .100 30% (không thoả mãn) 160 48 + D: Fe4O3: %O .100 17,64% (không thoả mãn) 272 Bài toán 21: X là quặng hematit chứa 6% Fe2O3, Y là quặng manhetít chứa 69,9% Fe3O4. Trộn m1 tấn quặng X với m2 tấn quặng Y thu được quặng Z, mà từ một tấn quặng Z có thể điều chế được 0,5 tấn gang chứa 4% cacbon. Tỉ lệ m1/m2 là A) 5:2 B) 5:6 C) 2:5 D) 2:2,9 Bài giải: Số gam Fe trong 1 tấn của mỗi quặng là: 60 112 + Quặng X chứa: .1000. 420(kg) 100 160 69,6 168 + Quặng Y chứa: .1000. 504(kg) 100 232 4 + Quặng Z chứa: 500 1 480(kg) 100 áp dụng phương pháp đường chéo: M = 420 504-480=24 mX X M =480 mZZ mMY = 504 480-420=60 Y m 24 2 X đáp án C đúng mY 60 5 m 5 Chú ý: + Nếu X A sai mY 2 m 420 5 + Nếu XB sai mY 504 6 m 160 + Nếu XD sai 2: 2,6 mY 232 + Bài này có thể sử dụng nhiều phương pháp song phương pháp đường chéo nhanh và đơn giản hơn nhiều. Như vậy ta xem quặng như một dung dịch mà chất tan là kim loại đang xét, và nồng độ của chất tan chính là hàm lượng % về khối lượng của kim loại trong quặng. III. bài t0án tự giải. Bài 1: Để khử hoàn toàn 30 gam hỗn hợp gồm CuO, FeO, Fe2O3, Fe, MgO cần dùng 5.6 lít khí CO (đktc). Khối lượng chất rắn thu được sau phản ứng là: A. 22 gam B. 24 gam C. 26 gam D. 28 gam Bài 2: Hoà tan hoàn toàn 20 gam hỗn hợp Fe và Mg trong dung dịch HCl dư thu được 1 gam khí H2. Khi cô cạn dung dịch muối thu được khối lượng gam muối khan là: A. 54.5 gam B. 55.5 gam C. 56.5 gam D. 57.5 gam. Thạc sỹ: Nguyễn Văn Phú: ĐT 098 92 92 117. Email: phueuro@gmail.com
15. - Download tài liệu học tập tại, xem Video bài giảng tại : Bài 3: Hoà tan hỗn hợp gồm 0.5 gam Fe và một kim loại hoá trị II trong dung dịch HCl dư thu được 1.12 lít khí H2 (đktc). Kim loại hoá trị II đó là: A. Mg B. Ca C. Zn D. Be. Bài 4: Để khử hoàn toàn 23.2 gam một oxit kim loại, cần dùng 8.96 lít hiđrô(đktc). Kim loại đó là: A. Mg. B. Cu.C. Fe. D. Ba. Bài 5: Hoà tan hoàn toàn 0.28 gam Fe vào dung dịch Ag NO3 dư thì khối lượng chất rắn thu được là: A. 1.08 gam. B. 2.16 gam. C. 3.24 gam. D. 1.56 gam. Bài 6: Cho 0.56g sắt tác dụng với dung dịch HCl dư thu được thể tích khí H2 (đktc) là: A. 0.112 lít B. 0.224 lít C. 0.336 lít D. 6.72 lít Bài 7: Cho khí Clo (đktc) tác dụng vừa đủ với 11.2 gam sắt để tạo thành muối FeCl3. Thể tích khí Cl2 cần dùng là: A. 2.24 lít B. 3.36 lít C. 6.72 lít D. 8.96 lít Bài 8: Cho 1.6 gam Fe2O3 tác dụng với axit HCl dư. Khối lượng muối trong dung dịch sau phản ứng là: A. 3.25 gam B. 1.62 gam C. 2.12 gam D. 4.24 gam Bài 9: Hoà tan m gam hh bột Fe và FeO bằng một lượng dung dịch HCl vừ đủ thấy thoát ra 1.12 lít khí (đktc) và thu được dung dịch D. Cho D tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc lấy kết tủa tách ra đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được chất rắn nặng 12 gam: Giá trị của m là: A. 4.6 gam B. 5.0 gam C. 9.2 gamD. 10.0 gam Bài 10: Hoà tan 2.4 gam một oxit sắt vừa đủ 90 ml dd HCl 1M. Công thức của oxit sắt nói trên là: A. FeO B. Fe2O3 C. Fe3O4 D. Fe3O2. Bài 11: Để 9,94 gam bột sắt ngoài không khí một thời gian thu được a gam hỗn hợp các chất rắn FeO, Fe2O3, Fe, Fe3O4 . Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp đó bằng dung dịch HNO3 loãng thu được 2,24 lít khí NO duy nhất (đktc). Giá trị a gam là: A: 11,8 gam B: 16,2 gam C: 23,2 gam D: 13,6 gam Bài 12: Hoà tan hoàn toàn 1,74 gam hỗn hợp 3 kim loại Al, Fe, Mg trong dung dịch HCl thấy thoát ra 1,344 lít khí, nếu cho một lượng gấp đôi hỗn hợp trên tác dụng với dung dịch CuSO4 dư, lọc lấy toàn bộ chất rắn thu được sau phản ứng tác dụng với dung dịch HNO3 nóng dư, thu được V lít khí NO2 đktc. Giá trị V là: A. 16,128 lit B. 26,88 lít C. 53.76 lít D. 8,046 lít. Thạc sỹ: Nguyễn Văn Phú: ĐT 098 92 92 117. Email: phueuro@gmail.com