DẠNG 1 SẮT VÀ HỢP CHẤT CỦA SẮT TÁC DỤNG VỚI HNO3 HOẶC H2SO4 ĐẶC A Lý thuyết trọng tâm Fe thụ động với H2SO4 đặc nguội và HNO3 đặc nguội → có thể dùng thùng làm bằng Fe chuyên chở axit HNO3 đặc nguội v[.]
DẠNG 1: SẮT VÀ HỢP CHẤT CỦA SẮT TÁC DỤNG VỚI HNO3 HOẶC H2SO4 ĐẶC A Lý thuyết trọng tâm - Fe thụ động với H2SO4 đặc nguội HNO3 đặc nguội → dùng thùng làm Fe chuyên chở axit HNO3 đặc nguội H2SO4 đặc nguội - Với dung dịch HNO3 loãng: tạo muối sắt (III) + NO + H2O Fe + 4HNO3 (loãng) → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O - Với dung dịch HNO3 đậm đặc: tạo muối muối sắt (III) + NO2 + H2O Fe + 6HNO3 → Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O - Với dung dịch H2SO4 đậm đặc, nóng: tạo muối sắt (III) + SO2 + H2O 2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (**) Chú ý : sản phẩm sinh phản ứng Fe với HNO3 H2SO4 đậm đặc muối sắt (III), sau phản ứng có Fe dư có Cu tiếp tục xảy phản ứng: 2Fe3+ + Fe → 3Fe2+ 2Fe3+ + Cu → 2Fe2+ + Cu2+ B Phương pháp giải Phương pháp giải tập dạng chủ yếu sử dụng định luật bảo toàn electron Ngồi sử dụng định luật bảo tồn khối lượng, bảo tồn ngun tố, bảo tồn điện tích, phương pháp đường chéo tính tốn theo phương trình phản ứng Fe tác dụng với chất oxi hóa mạnh dung dịch HNO3, H2SO4 đặc nóng, kim loại dư muối sắt tạo thành dung dịch muối sắt (II) C Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Cho a gam Fe tác dụng với dung dịch HNO3 thu 2,24 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc), dung dịch X cịn dư 5,6 gam Fe Cơ cạn X thu b gam muối khan Giá trị a, b A 14,0; 27,0 B 8,4; 27,0 C 14,0; 36,3 D 11,2; 27,0 Lời giải chi tiết 2,24 n NO 0,1 mol 22,4 Do sau phản ứng dư Fe nên muối thu muối sắt (II) Quá trình cho nhận electron: 2 Fe Fe 2e 5 2 N 3e N Bảo toàn electron: 2nFe phản ứng = 3nNO 3.0,1 0,15 mol Ta có: a = mFe phản ứng + mFe dư = 0,15.56 + 5,6 = 14 gam Bảo toàn nguyên tố: n Fe( NO ) n Fe phan ung 0,15 mol n Fe phan ung b mFe( NO ) 0,15.180 27 gam Chọn A Ví dụ 2: 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 Lời giải chi tiết n HNO 0,08 mol;n Cu 0,1 mol 2 n H n NO 0,08 mol Gọi số mol Fe phản ứng x mol Quá trình cho nhận electron: Fe Fe2 2e x 2x 4H NO3 3e NO 2H 2O 0,08 0,06 Cu 2 2e Cu 0,1 0,2 0,1 Bảo toàn electron: 2x = 0,06 + 0,2 → x = 0,13 Ta có: mgiảm = a – 0,92a = 0,08a gam Lại có mgiảm = mFe phản ứng – mCu = 0,13.56 – 0,1.64 = 0,88 gam → 0,08a = 0,88 → a = 11 Chọn B Ví dụ 3: Cho m gam bột Fe vào dung dịch HNO3 lấy dư, ta hỗn hợp gồm hai khí NO2 NO tích 8,96 lít (đktc) tỉ khối O2 1,3125 Thành phần phần trăm theo thể tích NO, NO2 khối lượng m Fe dùng A 25% 75%; 1,12 gam B 25% 75%; 11,2 gam C 35% 65%; 11,2 gam D 45% 55%; 1,12 gam Lời giải chi tiết Đặt số mol NO2 NO x y 46x 30y 1,3125.32.0,4 x 0,3 %NO 75% x y 0,4 y 0,1 %NO 25% Áp dụng định luật bảo toàn electron cho chất khử oxi hóa ta có: 3n Fe n NO 3n NO n Fe 0,2 mol mFe 0,2.56 11,2 gam Chọn B C Bài tập tự luyện Câu 1: Cho m gam Fe vào dung dịch chứa 1,38 mol HNO3, đun nóng đến kết thúc phản ứng cịn 0,75m gam chất rắn khơng tan có 0,38 mol hỗn hợp NO, NO2 (khơng cịn sản phẩm khử khác) đktc Giá trị m A 70 B 56 C 84 D 112 Câu 2: Cho 8,4 gam Fe vào dung dịch HNO3 loãng Sau phản ứng xảy hồn tồn thu 2,688 lít khí NO (đktc, sản phẩm khử nhất) dung dịch A Khối lượng Fe(NO3)3 dung dịch A A 14,95 gam B 21,95 gam C 16,54 gam D 14,52 gam Câu 3: Cho 27,75 gam hỗn hợp A gồm Fe, Fe3O4 tác dụng với 300 ml dung dịch HNO3 aM Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu 3,36 lít khí NO, sản phẩm khử (đktc), dung dịch B 2,19 gam kim loại chưa tan Giá trị a A 3,2 B 1,2 C 2,4 D 1,6 Câu 4: Hòa tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu (tỉ lệ mol 1:1) axit HNO3, thu V lít (đktc) hỗn hợp khí X (gồm NO NO2) dung dịch Y (chỉ chứa hai muối axit dư) Tỉ khối X H2 19 Giá trị V A 2,24 lít B 4,48 lít C 5,60 lít D 3,36 lít Câu 5: Cho 12 gam hỗn hợp hai kim loại Fe, Cu tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO3 63% Sau phản ứng thu dung dịch A 11,2 lít NO2 (đktc) Nồng độ % chất có dung dịch A A 33,66% 28,48% B 27,19% 21,12% C 27,19% 72,18% D 78,88% 21,12% Câu 6: Hịa tan hồn tồn 11,2 gam Fe vào HNO3 dư, thu dung dịch A 6,72 lít hỗn hợp khí B gồm NO khí X, với tỉ lệ thể tích 1:1 Khí X A NO2 B N2 C N2O D NO Câu 7: Cho hỗn hợp gồm 1,12 gam Fe 1,92 gam Cu vào 400 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm H2SO4 0,5M NaNO3 0,2M Sau phản ứng xảy hồn tồn, thu dung dịch X khí NO (sản phẩm khử nhất) Cho V ml dung dịch NaOH 1M vào dung dịch X khối lượng kết tủa thu lớn Giá trị tối thiểu V A 240 B 120 C 360 D 400 Câu 8: Cho m gam Fe vào dung dịch chứa đồng thời H2SO4 HNO3 thu dung dịch X 4,48 lít NO (duy nhất) Thêm tiếp H2SO4 vào X lại thu thêm 1,792 lít khí NO dung dịch Y Dung dịch Y hịa tan vừa hết 8,32 gam Cu khơng có khí bay (các khí đo đktc) Khối lượng Fe cho vào A 11,2 gam B 16,24 gam C 16,8 gam D 9,6 gam Câu 9: Cho m gam bột Fe vào 800 ml dung dịch hỗn hợp gồm AgNO3 0,2M HNO3 0,25M Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu 1,4m gam hỗn hợp kim loại V lít khí NO (duy nhất, đktc) Giá trị m V A 21,50 1,12 B 25,00 2,24 C 8,60 1,12 D 28,73 2,24 Câu 10: Hịa tan hồn tồn lượng hỗn hợp X gồm Fe3O4 FeS2 63 gam HNO3, thu 1,568 lít NO2 (đktc) Dung dịch thu cho tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch NaOH 2M, lọc kết tủa đem đến khối lượng không đổi thu 9,76 gam chất rắn Nồng độ % dung dịch HNO3 có giá trị A 47,2% B 46,2% C 46,6% D 44,2% ĐÁP ÁN Câu Câu Câu Câu Câu Câu Câu Câu Câu D D A C B A C B A Câu 10 B ... 5: Cho 12 gam hỗn hợp hai kim loại Fe, Cu tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO3 63% Sau phản ứng thu dung dịch A 11,2 lít NO2 (đktc) Nồng độ % chất có dung dịch A A 33,66% 28,48% B 27,19% 21 ,12% C... m V A 21 ,50 1 ,12 B 25,00 2,24 C 8,60 1 ,12 D 28,73 2,24 Câu 10: Hịa tan hồn tồn lượng hỗn hợp X gồm Fe3O4 FeS2 63 gam HNO3, thu 1,568 lít NO2 (đktc) Dung dịch thu cho tác dụng vừa đủ với 200 ml... 78,88% 21 ,12% Câu 6: Hịa tan hồn tồn 11,2 gam Fe vào HNO3 dư, thu dung dịch A 6,72 lít hỗn hợp khí B gồm NO khí X, với tỉ lệ thể tích 1:1 Khí X A NO2 B N2 C N2O D NO Câu 7: Cho hỗn hợp gồm 1 ,12 gam