Xem mẫu
Dạng 2: Bài tập Sắt và hợp chất của sắt tác dụng với axit có tính oxi hóa
* Dãy điện hóa:
K+ Na+ ..... Al3+ Zn2+ Fe2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+ H+ Cu2+ Fe3+ Hg2+ Ag+....
Tính oxi hóa của ion kim loại tăng dần
K Na .... Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Fe2+ Hg Ag ....
Tính khử của kim loại giảm dần
Nếu sau quá trình phản ứng xảy ra hoàn toàn dư kim loại Fe thì:
Fe + 2 Fe+3 → 3 Fe+2
VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Nung 25,2 gam Fe trong không khí, sau phản ứng thu được m gam chất
rắn X gồm Fe, Fe2O3, Fe3O4, FeO. Hòa tan m gam hỗn hợp X vào dung dịch HNO3
dư thu được 6,76 lít khí NO2 (đktc) là sản phẩm khử duy nhất. Giá trị của m là
A. 33,6 gam.
B. 40,32 gam.
C. 28,2 gam.
D. 38,6 gam.
Lời giải
* Giải: nFe = 0,45 mol; nNO = 0,3 mol .
Từ (2) → nO(pứ) = 0,225 mol.
Từ (1) m = mFe + mO = 25,2 + 0,225.16 = 33,6 gam
(Đáp án A)
Ví dụ 2: Hòa tan hoàn toàn 49,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 bằng
H2SO4 đặc nóng thu được dung dịch Y và 8,96 lít khí SO2 (đktc). Khối lượng muối
trong dung dịch Y là
A. 160 gam.
B.140 gam.
C. 120 gam.
D.100 gam.
Lời giải
2
nSO2 =
8,96
0, 4 mol . Gọi số mol Fe, O trong X lần lượt là a, b:
22, 4
Từ (1) (2) ta có:
3a = 2b + 0,8
56a + 16b = 49,6
Giải hệ ta được: a = 0,7; b = 0,65.
Từ (3) m Fe (SO ) = 140 gam.
(Đáp án B)
Ví dụ 3: Cho 10,4 gam hỗn hợp X (gồm Fe, FeS, FeS2, S) tác dụng với dung dịch
HNO3 đặc nóng, dư thu được V lít khí NO2 (là sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc)
và dung dịch A. Cho A tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư được 45,65 gam kết
tủa. Giá trị của V:
A. 26,88
B. 13,44
C. 17,92
D. 16,8
Lời giải
+ ĐLBTKL: mX = mFe + mS = 10,4 (1)
2
4 3
Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!
1
3
Fe : amol HNO3 d Fe : amol Ba (OH )2 Fe(OH )3 amol
(2)
2
SO4 : bmol
S : bmol
BaSO4 bmol
Mặt khác:
+ Trong quá trình: Fe, S nhường electron; N nhận electron.
ĐLBTe ta có: 3nFe + 6nS = nNO (3)
2
56a 32b 10, 4
a 0,1mol
Từ (1) (2) ta có hệ:
107 a 233b 45, 65
b 0,15mol
Từ (3) ta có: n NO2 = 3 0,1 + 6 0,15 = 1,2 mol
→ V = 1,2 22,4 = 26,88 (lít)
Đáp án: A
Ví dụ 4:
Cho 18,5 gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4 tác dụng với 200ml dung dịch HNO3 a
(mol/lít). Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 2,24 lít khí NO duy nhất (đktc),
dung dịch B và 1,46 gam kim loại. Tìm khối lượng muối trong B và giá trị của a.
Lời giải
- Kim loại dư là Fe: 1,46 gam.
Đặt X gồm Fe, O:
+ ĐLBTKL: mX(pứ) = mFe(pứ) + mO =18,5 - 1,46 = 17,04 (1)
+ Trong quá trình: Fe nhường electron, vì sau phản ứng Fe dư nên trong
quá trình Fe chỉ nhường 2 electron; O, N nhận electron.
ĐLBTe ta có: 2nFe = 2nO(pứ) + 3 nNO (2)
+ mmuối = mFe ( NO ) nFe .180 (3)
+ nHNO 2nFe ( NO ) nNO
(4)
56a + 16b = 17,04
Từ (1) (2) ta có hệ
2a = 2b + 0,3
Giải hệ ta được: a = 0,27; b = 0,12.
Từ (3) mMuối thu được = m Fe ( NO ) =0,27. 180= 48,6 gam.
Từ (4) nHNO 2.0,27 + 0,1 = 0,64 mol
3 2
3
3 2
3 2
3
→
a =
0, 64
0, 2
3, 2 .
=> mMuối thu được =48,6 gam; a = 3,2.
Ví dụ 5: Hỗn hợp X gồm (Fe, Fe2O3, Fe3O4, FeO) với số mol mỗi chất là 0,15 mol,
hòa tan hết vào dung dịch Y gồm (HCl và H2SO4 loãng) dư thu được dung dịch Z.
Nhỏ từ từ dung dịch Cu(NO3)2 1M vào dung dịch Z cho tới khi ngưng thoát khí
NO. Thể tích dung dịch Cu(NO3)2 cần dùng và thể tích khí thoát ra ở đktc là
A. 75 ml; 3,36 lít.
B. 50 ml; 22,4 lít
C. 75 ml; 2,24 lít. D.50ml; 4,48 lít.
Lời giải
+ ĐLBTNT, BTKL: X gồm có: Fe, O. Với:
Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!
2
Fe: n Fe + n FeO + 2 n Fe O + 3 n Fe O = 1,05 mol
O: n FeO + 3 n Fe O + 4 n Fe O = 1,2 mol
+ Trong quá trình: Fe nhường electron; O, H, N nhận electron.
ĐLBTe ta có: 3nFe = 3nNO + 2nO + 2 nH (1)
- Hỗn hợp X gồm (Fe, Fe2O3, Fe3O4, FeO) với số mol mỗi chất là 0,15 mol, hòa
tan hết vào dung dịch H+ dư nên: nH =n kl Fe = 0,15 mol.
2
2
3
3
3
3
4
4
2
2
+
+ Vì H dư, phản ứng đến khi ngừng khí NO thoát ra nên:
Từ (1)
Từ (2)
n Cu ( NO3 )2
1
n (2)
2 NO
3,15 = 3nNO + 2,4 + 0,3
x = 0,15 mol
VNO = 0,1522,4 = 3,36 lít.
nCu ( NO ) = 0,075mol.
3 2
→ Vd
2
Cu ( NO3 )2
0, 075
= 0,07lít = 75ml.
1
(Đáp án A)
Ví dụ 6: Dung dịch A gồm 0,4 mol HCl và 0,05 mol Cu(NO3)2. Cho m gam bột Fe
vào dung dịch A khuấy cho đến khi phản ứng kết thúc thu được chất rắn X gồm hai
kim loại, có khối lượng 0,8m gam. Tìm m (biết sản phẩm khử duy nhất
của quá trình chỉ là NO).
Lời giải
+ Vì rắn X gồm 2 kim loại nên theo bài ra, X gồm: Fe(dư), Cu: 0,05 mol và
dung dịch sau phản ứng chỉ có muối của ion Fe+2.
0,8m = mFe(dư) + 0,05.64 →mFe(dư)= 0,8m-3,2.
mFe(pứ)= m - (0,8m - 3,2)= 0,2m+3,2 (1)
+
+ Vì: 4H + NO3 + 3e→ NO + 2H2O
0,4
0,1
0,1
mol( vừa đủ )(2)
2+
+ Trong quá trình: Fe nhường electron; Cu , N nhận electron.
- ĐLBT e:
2nFe = 2 nCu +3 nNO (3)
2
Từ (1) (2) (3) (
0, 2m 3, 2
).2 = 0,1+0,3
56
m = 40 gam
Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!
3
nguon tai.lieu . vn
* Dãy điện hóa:
K+ Na+ ..... Al3+ Zn2+ Fe2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+ H+ Cu2+ Fe3+ Hg2+ Ag+....
Tính oxi hóa của ion kim loại tăng dần
K Na .... Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Fe2+ Hg Ag ....
Tính khử của kim loại giảm dần
Nếu sau quá trình phản ứng xảy ra hoàn toàn dư kim loại Fe thì:
Fe + 2 Fe+3 → 3 Fe+2
VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Nung 25,2 gam Fe trong không khí, sau phản ứng thu được m gam chất
rắn X gồm Fe, Fe2O3, Fe3O4, FeO. Hòa tan m gam hỗn hợp X vào dung dịch HNO3
dư thu được 6,76 lít khí NO2 (đktc) là sản phẩm khử duy nhất. Giá trị của m là
A. 33,6 gam.
B. 40,32 gam.
C. 28,2 gam.
D. 38,6 gam.
Lời giải
* Giải: nFe = 0,45 mol; nNO = 0,3 mol .
Từ (2) → nO(pứ) = 0,225 mol.
Từ (1) m = mFe + mO = 25,2 + 0,225.16 = 33,6 gam
(Đáp án A)
Ví dụ 2: Hòa tan hoàn toàn 49,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 bằng
H2SO4 đặc nóng thu được dung dịch Y và 8,96 lít khí SO2 (đktc). Khối lượng muối
trong dung dịch Y là
A. 160 gam.
B.140 gam.
C. 120 gam.
D.100 gam.
Lời giải
2
nSO2 =
8,96
0, 4 mol . Gọi số mol Fe, O trong X lần lượt là a, b:
22, 4
Từ (1) (2) ta có:
3a = 2b + 0,8
56a + 16b = 49,6
Giải hệ ta được: a = 0,7; b = 0,65.
Từ (3) m Fe (SO ) = 140 gam.
(Đáp án B)
Ví dụ 3: Cho 10,4 gam hỗn hợp X (gồm Fe, FeS, FeS2, S) tác dụng với dung dịch
HNO3 đặc nóng, dư thu được V lít khí NO2 (là sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc)
và dung dịch A. Cho A tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư được 45,65 gam kết
tủa. Giá trị của V:
A. 26,88
B. 13,44
C. 17,92
D. 16,8
Lời giải
+ ĐLBTKL: mX = mFe + mS = 10,4 (1)
2
4 3
Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!
1
3
Fe : amol HNO3 d Fe : amol Ba (OH )2 Fe(OH )3 amol
(2)
2
SO4 : bmol
S : bmol
BaSO4 bmol
Mặt khác:
+ Trong quá trình: Fe, S nhường electron; N nhận electron.
ĐLBTe ta có: 3nFe + 6nS = nNO (3)
2
56a 32b 10, 4
a 0,1mol
Từ (1) (2) ta có hệ:
107 a 233b 45, 65
b 0,15mol
Từ (3) ta có: n NO2 = 3 0,1 + 6 0,15 = 1,2 mol
→ V = 1,2 22,4 = 26,88 (lít)
Đáp án: A
Ví dụ 4:
Cho 18,5 gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4 tác dụng với 200ml dung dịch HNO3 a
(mol/lít). Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 2,24 lít khí NO duy nhất (đktc),
dung dịch B và 1,46 gam kim loại. Tìm khối lượng muối trong B và giá trị của a.
Lời giải
- Kim loại dư là Fe: 1,46 gam.
Đặt X gồm Fe, O:
+ ĐLBTKL: mX(pứ) = mFe(pứ) + mO =18,5 - 1,46 = 17,04 (1)
+ Trong quá trình: Fe nhường electron, vì sau phản ứng Fe dư nên trong
quá trình Fe chỉ nhường 2 electron; O, N nhận electron.
ĐLBTe ta có: 2nFe = 2nO(pứ) + 3 nNO (2)
+ mmuối = mFe ( NO ) nFe .180 (3)
+ nHNO 2nFe ( NO ) nNO
(4)
56a + 16b = 17,04
Từ (1) (2) ta có hệ
2a = 2b + 0,3
Giải hệ ta được: a = 0,27; b = 0,12.
Từ (3) mMuối thu được = m Fe ( NO ) =0,27. 180= 48,6 gam.
Từ (4) nHNO 2.0,27 + 0,1 = 0,64 mol
3 2
3
3 2
3 2
3
→
a =
0, 64
0, 2
3, 2 .
=> mMuối thu được =48,6 gam; a = 3,2.
Ví dụ 5: Hỗn hợp X gồm (Fe, Fe2O3, Fe3O4, FeO) với số mol mỗi chất là 0,15 mol,
hòa tan hết vào dung dịch Y gồm (HCl và H2SO4 loãng) dư thu được dung dịch Z.
Nhỏ từ từ dung dịch Cu(NO3)2 1M vào dung dịch Z cho tới khi ngưng thoát khí
NO. Thể tích dung dịch Cu(NO3)2 cần dùng và thể tích khí thoát ra ở đktc là
A. 75 ml; 3,36 lít.
B. 50 ml; 22,4 lít
C. 75 ml; 2,24 lít. D.50ml; 4,48 lít.
Lời giải
+ ĐLBTNT, BTKL: X gồm có: Fe, O. Với:
Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!
2
Fe: n Fe + n FeO + 2 n Fe O + 3 n Fe O = 1,05 mol
O: n FeO + 3 n Fe O + 4 n Fe O = 1,2 mol
+ Trong quá trình: Fe nhường electron; O, H, N nhận electron.
ĐLBTe ta có: 3nFe = 3nNO + 2nO + 2 nH (1)
- Hỗn hợp X gồm (Fe, Fe2O3, Fe3O4, FeO) với số mol mỗi chất là 0,15 mol, hòa
tan hết vào dung dịch H+ dư nên: nH =n kl Fe = 0,15 mol.
2
2
3
3
3
3
4
4
2
2
+
+ Vì H dư, phản ứng đến khi ngừng khí NO thoát ra nên:
Từ (1)
Từ (2)
n Cu ( NO3 )2
1
n (2)
2 NO
3,15 = 3nNO + 2,4 + 0,3
x = 0,15 mol
VNO = 0,1522,4 = 3,36 lít.
nCu ( NO ) = 0,075mol.
3 2
→ Vd
2
Cu ( NO3 )2
0, 075
= 0,07lít = 75ml.
1
(Đáp án A)
Ví dụ 6: Dung dịch A gồm 0,4 mol HCl và 0,05 mol Cu(NO3)2. Cho m gam bột Fe
vào dung dịch A khuấy cho đến khi phản ứng kết thúc thu được chất rắn X gồm hai
kim loại, có khối lượng 0,8m gam. Tìm m (biết sản phẩm khử duy nhất
của quá trình chỉ là NO).
Lời giải
+ Vì rắn X gồm 2 kim loại nên theo bài ra, X gồm: Fe(dư), Cu: 0,05 mol và
dung dịch sau phản ứng chỉ có muối của ion Fe+2.
0,8m = mFe(dư) + 0,05.64 →mFe(dư)= 0,8m-3,2.
mFe(pứ)= m - (0,8m - 3,2)= 0,2m+3,2 (1)
+
+ Vì: 4H + NO3 + 3e→ NO + 2H2O
0,4
0,1
0,1
mol( vừa đủ )(2)
2+
+ Trong quá trình: Fe nhường electron; Cu , N nhận electron.
- ĐLBT e:
2nFe = 2 nCu +3 nNO (3)
2
Từ (1) (2) (3) (
0, 2m 3, 2
).2 = 0,1+0,3
56
m = 40 gam
Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!
3