Skkn chuyên đề bài tập hỗn hợp sắt và oxít sắt với dung dịch axít

THÔNG TIN CHUNG VỀ CHUYÊN ĐỀ Tên chuyên đề: “Bài tập hỗn hợp sắt oxít sắt với dung dịch axít” Tác giả: - Họ tên: Phan Thanh Long - Chức vụ: Giáo viên - Đơn vị công tác: Trường THCS Lê Hồng Phong – Phúc Yên Đối tượng học sinh bồi dưỡng: Học sinh lớp tham gia kì thi HSG cấp huyện, cấp tỉnh Thời gian bồi dưỡng: tiết NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ I Lý chọn chuyên đề: Trước xu đổi đất nước nay, tiến hành công công nghiệp hóa - đại hóa đất nước Vấn đề “Nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài” vấn đề cấp bách cần giải Một trọng tâm đổi giáo dục, phương hướng giáo dục Đảng, Nhà nước ngành giáo dục & đào tạo thời gian trước mắt lâu dài, đào tạo người “Lao động, tự chủ, sáng tạo” có lực thích ứng với kinh tế thị trường, có lực giải vấn đề, động, linh hoạt có óc sáng tạo Để bồi dưỡng cho học sinh lực sáng tạo, lực giải vấn đề, lý luận dạy học đại khẳng định: Cần phải đưa học sinh vào vị trí chủ thể hoạt động nhận thức, học hoạt động Học sinh họat động tự lực, tích cực mà chiếm lĩnh kiến thức Quá trình lặp lặp lại nhiều lần góp phần hình thành phát triển cho học sinh lực tư sáng tạo skkn Tăng cường tính tích cực phát triển tư sáng tạo cho học sinh trình học tập yêu cầu cần thiết, địi hỏi người học tích cực, tự lực tham gia sáng tạo trình nhận thức Bộ mơn Hố học phổ thơng có mục đích trang bị cho học sinh hệ thống kiến thức bản, bao gồm kiến thức cấu tạo chất, phân loại chất tính chất, ứng dụng, cách điều chế chất Bên cạnh đó, cịn rèn cho học sinh kỹ thực hành, kỹ sử dụng chất thích hợp, hiệu quả, giải thích số tượng thực tế, vận dụng giải tập giúp học sinh củng cố khắc sâu kiến thức Dạy học hóa học trường đổi tích cực nhằm góp phần thực thắng lợi mục tiêu giáo dục trường THCS Ngoài nhiệm vụ nâng cao chất lượng hiểu biết kiến thức vận dụng kỹ năng, nhà trường cịn phải trọng đến cơng tác bồi dưỡng học sinh giỏi cấp; coi trọng việc hình thành phát triển tiềm lực trí tuệ cho học sinh Trong năm gần đây, vấn đề bồi dưỡng dự thi HSG quan tâm cấp quản lý, quý phụ huynh em học sinh Tuy nhiên bên cạnh cịn nhiều khó khăn cho thầy trị: Đối với thầy: Khơng có điểm mở đầu kết thúc nội dung bồi dưỡng, phạm vi kiến thức rộng, dạy để không thừa mà không thiếu, đáp ứng yêu cầu đề thi, vấn đề khó Đối với trị: Vấn đề học bồi dưỡng chưa thực vào chiều sâu, số em học bồi dưỡng theo phong trào, lúc tham gia bồi dưỡng nhiều lĩnh vực khác (HSG văn hóa, HSG giải tốn máy tính bỏ túi, Giải tốn qua mang ), ngồi em cịn học thêm nhiều mơn, từ dẫn đến quỹ thời gian không đủ để em tự học, tự nghiên cứu nhằm trang bị thêm kiến thức vững cho thân Qua tham khảo nhiều sách tập, sách nâng cao kiến thức, chuyên đề bồi dưỡng HSG, thấy sách biên soạn khơng theo trình tự định nào, học sinh phải lúc tham khảo hay tự học nhiều sách khác (không đủ thời gian) skkn Bên cạnh chưa có chương trình thức bồi dưỡng HSG , người giáo viên nhận nhiệm vụ phải tự đề nội dung bồi dưỡng cho phù hợp với tình hình thực tế đơn vị, đồng thời phải đáp ứng yêu cầu đề thi nhằm đạt kết tốt Là giáo viên tham gia bồi dưỡng đội tuyển HS giỏi trường thấy nhiều vấn đề mà đội tuyển nhiều học sinh lúng túng, giải toán liên quan đến hỗn hợp sắt oxít sắt Trong loại tập khơng gặp sách nâng cao lớp mà chương trình THPT, đề thi ĐH-CĐ Để góp phần nhỏ giải khó khăn tơi lựa chọn chuyên đề “Bài toán hỗn hợp sắt oxít sắt với dung dịch axít” nhằm củng cố, nâng cao kiến thức cho học sinh đội tuyển tham gia kì thi HSG cấp thị ,cấp tỉnh giúp em sau học tốt hóa học THPT II Hệ thống kiến thức sử dụng chun đề 1.Kiến thức a Tính chất hóa học sắt - Tác dụng với phi kim: + Tác dụng với oxi: 3Fe(r) + 2O2(k)  Fe3O4(r) + Tác dụng với clo: 2Fe(r) + 3Cl2(k) 2FeCl3(r) Ở nhiệt độ cao sắt phản ứng với nhiều phi kim khác lưu huỳnh, brom tạo thành muối FeS, FeBr3 … Sắt tác dụng với nhiều phi kim tạo thành oxit muối - Tác dụng với dung dịch axit Sắt phản ứng với dung dịch HCl, H 2SO4 loãng … tạo thành muối sắt (II) giải phóng khí H2  FeSO4 + H2 Fe + H2SO4  skkn  FeCl2+ H2 Fe + 2HCl  *Lưu ý: Fe không tác dụng với HNO đặc, nguội H2SO4 đặc, nguội - Tác dụng với dung dịch muối  Fe(NO3)2 + 2Ag Fe + 2AgNO3   FeSO4 +Cu Fe + CuSO4   Kết luận: Sắt có đầy đủ tính chất hóa học kim loại b Tính chất hóa học oxit sắt 3Fe2O3 + CO Fe3O4 + CO FeO + CO 2Fe3O4 + CO2 3Fe + CO2 Fe + CO2  FeSO4 + H2O FeO + H2SO4   FeCl2+ H2O FeO+ 2HCl   Fe2( SO4)3 + 3H2O Fe2O3 +3H2SO4   2FeCl3+ 3H2O Fe2O3 + 6HCl   FeSO4 + Fe2( SO4)3 + 4H2O Fe3O4 +4H2SO4   FeCl2+ 2FeCl3+ 4H2O Fe3O4 + 8HCl  2.Kiến thức nâng cao a Tính chất hóa học sắt Tác dụng với dung dịch HNO3 H2SO4 đặc, nóng Fe khử HNO3 (dư)hoặc H2SO4 đặc, nóng (dư)đến số oxi hố thấp hơn, cịn Fe bị oxi hoá thành Fe bị thụ động axit HNO3 đặc, nguội H2SO4 đặc, nguội b Tính chất hóa học Oxit sắt skkn 3FeO + 10HNO3  3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O 3Fe3O4 + 28HNO3  9Fe(NO3)3 + NO +14H2O Fe2O3 + 6HNO3  2Fe(NO3)3 + 3H2O FeO +4HNO3  Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O Fe3O4 + 10HNO3 3Fe(NO3)3 + NO2 +5H2O Dãy khử chuẩn (Bảng tuần hồn Ngun tố hóa học) Một số trường hợp muối sắt(II) lên muối sắt (III) 10FeSO4 + 2KMnO4 +8H2SO4 2FeCl2 + Cl2 5Fe2(SO4)3 + K2SO4+2MnSO4+8H2O 2FeCl3 Một số cơng thức giải nhanh hóa học 68 cơng thức giải nhanh hóa học tác giả Ngô Xuân Quỳnh Các định luật cần vận dụng a Định luật bảo toàn khối lượng: Nội dung: Khối lượng chất tham gia phản ứng khối lượng chất tạo thành sau phản ứng Trong cần vận dụng hệ Hệ quả1: Gọi mT tổng khối lượng chất trước phản ứng, m s khối lượng chất sau phản ứng Dù phản ứng xảy với hiệu suất ta có: mT = mS Hệ 2: Khi cation kim loại kết hợp với anion phi kim để tạo hợp chất ta ln có: Khối lượng chất = khối lượng cation+khối lượng anion Khối lượng cation anion ta coi khối lượng nguyên tử cấu tạo thành b Định luật bảo toàn nguyên tố Nội dung định luật: Tổng khối lượng nguyên tố trước phản ứng tổng khối lượng nguyên tố sau phản ứng Nội dung định luật hiểu tổng số mol nguyên tố bảo toàn phản ứng c Định luật bảo toàn electron skkn Trong phản ứng oxi hóa khử: Số mol electron mà chất khử cho số mol electron mà chất oxi hóa nhận Khi vận dụng định luật bảo toàn electron vào dạng toán cần lưu ý: Trong phản ứng hệ phản ứng cần quan tâm đến trạng thái đầu trạng thái cuối mà không cần quan tâm đến trạng thái trung gian Nếu có nhiều chất oxi hóa chất khử số mol electron trao đổi tổng số mol tất chất nhường nhận electron III.Hệ thống phương pháp bản, đặc trưng để giải dạng tập chuyên đề: Phương pháp đai số, phương pháp quy đổi, phương pháp bảo toàn e, Phương pháp bảo toàn khối lượng IV.Các dạng tập chuyên đề: 1.Dạng 1:Dạng hỗn hợp sắt oxit sắt phản ứng với dung dịchHNO3 ;H2SO4 đặc ,nóng Với giả thiết cho m gam hỗn hợp gồm Fe oxit FeO, Fe 3O4, Fe2O3 tác dụng với HNO3(dư) thu khí ta sử dụng nhiều phương pháp để giải, Nếu thu nhiều khí khơng nên dùng phương pháp đai số chất phản ứng với HNO sinh khí để viết phương trình hóa học Theo cá nhân với dạng nên dùng phương pháp quy đổi Ta coi hỗn hợp có x mol Fe, y mol O ta xét phản ứng có chất nhường electron Fe cịn chất nhận electron O HNO3 Ví dụ: Với giả thiết cho m gam hỗn hợp gồm Fe oxit FeO, Fe 3O4, Fe2O3 tác dụng với HNO3(dư) thu khí khí NO Ta coi hỗn hợp có x mol Fe, y mol O ta xét phản ứng chất nhường electron Fe cịn chất nhận electron O HNO3 Theo định luật bảo toàn khối lượng: 56x + 16y = m (1) Theo định luật bảo toàn electron Chất khử Chất oxi hóa skkn y x 2y y 3x Tổng electron nhường: 3x mol Tổng electron nhận: 2y + Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x = 2y + (2) Từ (1) (2) ta có hệ Việc giải hệ biết số yếu tố giải yêu cầu toán Trường hợp cho m gam hỗn hợp gồm Fe oxit FeO, Fe3O4, Fe2O3 tác dụng với HNO3(dư) thu khí NO2 tường hợp cho m gam hỗn hợp gồm Fe oxit FeO, Fe3O4, Fe2O3 tác dụng với H2SO4 đặc, nóng (dư) sinh khí SO2 hay khí khác làm tương tự Nếu đề yêu cầu tìm khối lượng muối thu sau phản ứng cần lưu ý liên hệ số mol sắt số mol muối 2.Dạng Dạng sắt hỗn hợp oxit sắt phản ứng với dung dịch axit HCl;H2SO4 loãng Với dạng cho hỗn hợp oxít sắt ( không chứa Fe) phản ứng với dung dịch axit HCl;H2SO4 lỗng Đây khơng phải phản ứng oxi hóa khử mà phản ứng trao đổi Trong phản ứng ta coi phản ứng của: tạo muối Fe2+ Fe3+ dung dịch Như biết số mol H+ ta biết khối lượng oxi hỗn hợp oxit từ tính tổng số mol sắt hỗn hợp ban đầu Với dạng sắt hỗn hợp oxit sắt phản ứng dung dịch axit HCl;H2SO4 loãng skkn Dạng giống dạng nhiên sản phẩm phản ứng cịn có H2 Fe phản ứng Nếu trường hợp có H sinh Fe phản ứng liên quan đến H+ có phản ứng sau: Như dựa vào tổng số mol H+ số mol H2 để tìm số mol O2- từ tính tổng số mol Fe V.Các tập vận dụng Dạng một: hỗn hợp sắt oxit sắt phản ứng với dung dịchHNO3 ;H2SO4 dặc ,nóng Bài tập1 : Đốt m gam sắt ngồi khơng khí sau thời gian phản ứng sinh 12 gam hỗn hợp A gồm Fe, FeO, Fe 2O3 Fe3O4 Hỗn hợp phản ứng hết với dung dịch HNO3 lỗng (dư), thu 2,24 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) Tính m Giải: Cách1: Quy đổi hỗn hợp A Fe O Sơ đồ phản ứng Quy đổi hỗn hợp A Fe O.Như xét trình Fe đóng vai trị chất khử, O HNO3 đóng vai trị chất oxi hóa Số mol NO = 0,1 mol Gọi số mol Fe O tương ứng A x y ta có: 56x + 16y = 12 (1) Quá trình nhường nhận e: Tổng electron nhường: 3x (mol) Tổng electron nhận:( 2y + 0,3)mol Áp dụng định luật bảo tồn electron ta có: 3x = 2y + 0,3 (2) skkn Từ (1) (2) ta có hệ phương trình Giải hệ phương trình ta có x = 0,18 y = 0,12 => mFe =0,18.56 = 10,08g Cách2: Qui đổi hỗn hợp A thành hỗn hợp gồm Fe: x mol, FeO: y mol Ta có hệ phương trình sau:  mFe = (0,06 + 0,12).56 = 10,08 gam Cách3: Qui đổi hỗn hợp A thành hỗn hợp gồm Fe: x mol, Fe 3O4: y mol Ta có hệ phương trình sau:  mFe = (0,09 + 3.0,03).56 = 10,08 gam Cách4:Qui đổi hỗn hợp A thành hỗn hợp gồm Fe: x mol, Fe 2O3: y mol Ta có hệ phương trình sau:  mFe = (0,1 + 2.0,4).56 = 10,08 gam Cách5:Qui đổi hỗn hợp A thành hỗn hợp gồm FeO: x mol, Fe 3O4: y mol Ta có hệ phương trình sau:  mFe = 0,36 + 3.(-0,06).56 = 10,08g Cách6: Qui đổi hỗn hợp A thành hỗn hợp gồm FeO: x mol, Fe2O3: y mol Ta có hệ phương trình sau:  mFe = 0,3 + 2.(-0,06).56 = 10,08g skkn Cách7: Qui đổi hỗn hợp A thành hỗn hợp gồm Fe 3O4: x mol, Fe2O3: y mol Ta có hệ phương trình sau:  mFe =3.0,3 + 2.(-0,36).56 = 10,08g Cách8:Qui đổi hỗn hợp A thành hỗn hợp gồm chất Fe:x mol; FeO:y mol; Fe2O3: z mol Ta có hệ phương trình sau:  x + y+ 2z = 0,18  mFe = (x+y+2z).56 = 0,18.56 = 10,08 gam Cách9: Qui đổi hỗn hợp A thành hỗn hợp gồm chất Fe:x mol,Fe 3O4: y mol,Fe2O3:z mol Ta có hệ phương trình sau:  x + 3y + 2z = 0,18  mFe = (x+3y+2z).56 = 0,18.56 = 10,08 g Cách10: Qui đổi hỗn hợp A thành hỗn hợp gồm chất FeO:x mol,Fe3O4:y mol, Fe2O3:z mol Ta có hệ phương trình sau:  x + 3y + 2z = 0,18  mFe = (x+3y+2z).56 = 0,18.56 = 10,08 gam Cách11: Do hỗn hợp A gồm nguyên tố sắt oxi nên qui đổi chất có cơng thức qui đổi là: thức qui đổi: 10 skkn Viết PTHH phản ứng với công mmuối = (mhh + 24nNO +8nNO2 +64nN2O + 80nN2) sau áp dụng với ý khơng có khí coi số mol khí khơng Bài tập3: Nung nóng m gam bột sắt ngồi khơng khí, sau phản ứng thu 20 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe 2O3 Fe3O4 Hịa tan hết X dung dịch HNO3 lỗng (dư) thu 5,6 lít hỗn hợp khí Y gồm NO NO2 có tỉ khối so với H2 19 Tính khối lượng HNO3 tham gia phản ứng? Giải: Sơ đồ phản ứng Quy đổi hỗn hợp X gồm Fe O Như xét trình Fe đóng vai trị chất khử , O HNO3 đóng vai trị chất oxi hóa Theo đề ta có: Gọi số mol Fe O tương ứng X x y ta có: 56x + 16y = 20 (1) Quá trình nhường nhận e: y x 2y 3x Tổng electron nhường: 3x mol Tổng electron nhận: (2y + 0,125+ 0,125x3) mol Áp dụng định luật bảo tồn electron ta có: 3x = 2y + 0,5 (2) Từ (1) (2) ta có hệ phương trình 0,3 y = 0,2 Như nFe = 0,3 mol Theo định luật bảo toàn nguyên tố ta có: 15 skkn Giải hệ ta có x = nên mol Vậy Nhận xét :Chúng ta hướng dẫn học sinh giải theo cách chứng minh hai công thức: Sau áp dụng vào ; = Vậy Bài tập4: Nung nóng 12,6 gam Fe ngồi khơng khí sau thời gian thu m gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe 2O3 Fe3O4 Hỗn hợp phản ứng hết với dung dịch H2SO4 đặc nóng (dư), thu 4,2 lít khí SO (sản phẩm khử nhất, đktc) Tính m? Giải: Sơ đồ phản ứng Quy đổi hỗn hợp X gồm Fe O Như xét q trình Fe đóng vai trị chất khử , O H2SO4 đóng vai trị chất oxi hóa Ta có , nFe = 0,225 mol Gọi x số mol O X Các trình cho nhận e x 0,225 0,225 x 16 skkn 2x Tổng electron nhường: 0,675 mol Tổng electron nhận: ( 2x + 0,375)mol Áp dụng định luật bảo tồn electron ta có: 0,675 = 2x + 0,375 x= 0,15 Từ ta có: m = 12,6 + 0,15x 16 = 15 (gam) Nhận xét : toán giải theo nhiều cách - Nếu sử dụng phương pháp đai số viết bốn PTHH, đặt ẩn : Đặt x, y, z, t số mol Fe, FeO, Fe 3O4, Fe2O3 ta có phương trình Theo số mol SO2: 3x+y+z = 0,375(1) Theo số mol Fe : x+y+3z+2t = Từ (1) (2) ta tìm (2) mhh = 56x + 72y +232z + 160t = 15 (gam) - Chúng ta hướng dẫn học sinh giải theo cách chứng minh công thức sau áp dụng Dạng hai: sắt hỗn hợp oxit sắt phản ứng vớidung dịch axit HCl;H2SO4 loãng Khi cho hỗn hợp gồm Fe; FeO; Fe 2O3 Fe3O4 tác dụng với dung dịch HCl H2SO4 loãng - Đầu tiên xảy phản ứng oxit: FeO; Fe 2O3 Fe3O4 với dung dịch HCl , H2SO4 loãng tạo dung dịch muối Fe2+ ; Fe3+ - Kim loại Fe phản ứng sau Do vị trí cặp oxi hóa - khử dãy điện hóa: Phản ứng xảy là: Fe + 2Fe3+  3Fe2+ Như 17 skkn + Khi cho hỗn hợp: Fe; FeO; Fe 2O3 Fe3O4 tác dụng với dung dịch HCl H2SO4 lỗng có khí H2 dung dịch thu gồm có muối Fe2+ + Khi cho hỗn hợp: Fe; FeO; Fe 2O3 Fe3O4 tác dụng với dung dịch HCl H2SO4 lỗng dung dịch thu có muối Fe 2+.thì khơng có khí H2 Bài tập1: Hịa tan hoàn toàn 11,2 gam hỗn hợp X gồm: Fe; FeO; Fe2O3 Fe3O4 dung dịch HCl dư, sau phản ứng thấy tạo 12,7 gam FeCl Tính khối lượng FeCl3 thu Giải: Phương pháp đại số Phương trình phản ứng: Gọi x, y, z, t số mol FeO; Fe2O3; Fe3O4 Fe mX = 11,2  72x + 160y + 232z + 56t = 11,2 (*) Theo phương trình phản ứng (1), (2), (3), (4): Từ (*) (**) ta có: 18 skkn Lấy (a) – (b): 160y + 160z – 160t =  2y + 2z – 2t = 0,05 Theo trên: Phương pháp bảo toàn khối lượng Sơ đồ phản ứng: Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: Đặt Bảo tồn ngun tố Cl: = 0,2 + 3x Bảo toàn nguyên tố H: Thay vào biểu thức (1): 11,2 + 36,5(0,2 + 3x) = 12,7 + 162,5x + 18  x = 0,05  Phương pháp bảo toàn electron Giả sử ban đầu có a gam Fe tác dụng với O2 thu hỗn hợp X, ta có sơ đồ sau: Các q trình: 19 skkn Theo định luật bảo tồn electron: 0,2 + =  a = 8,4  Bảo toàn nguyên tố Fe:  Phương pháp quy đổi Cách 1: Quy đổi hỗn hợp X FeO Fe2O3 Sơ đồ phản ứng: Gọi x; y số mol FeO Fe2O3 Theo ra: Mặt khác: (1)  x = 0,1 (2) Từ (1) (2)  y = 0,025 Theo sơ đồ phản ứng: Cách 2: Quy đổi hỗn hợp X FeO Fe3O4 Sơ đồ phản ứng: Gọi x; y số mol FeO Fe3O4 20 skkn Theo ra: Mặt khác: mol (2) Từ (1) (2)  Theo sơ đồ phản ứng: Cách 3: Quy đổi hỗn hợp X Fe2O3 Fe3O4 Sơ đồ phản ứng: Gọi x; y số mol Fe2O3 Fe3O4 Theo ra: Mặt khác: Từ (1) (2) mol (2)  x = - 0,075 Theo sơ đồ phản ứng: Cách 4: Quy đổi hỗn hợp X Fe Fe2O3 Sơ đồ phản Gọi x; y số mol Fe Fe2O3 Theo ra: Mặt khác: mol  3x = 0,1 (2) Từ (1) (2)  21 skkn ứng: Theo sơ đồ phản ứng: Cách 5: Quy đổi hỗn hợp X Fe Fe3O4 Sơ đồ phản ứng: Gọi x; y số mol Fe Fe3O4 Theo ra: Mặt khác: mol  3x + y = 0,1 (2) Từ (1) (2)  Theo sơ đồ phản ứng: Cách 6: Quy đổi hỗn hợp X FexOy Sơ đồ phản ứng: Theo ra:  Theo sơ đồ phản ứng: Cách 7: Quy đổi hỗn hợp X Fe O Sơ đồ phản ứng: 22 skkn Gọi x; y số mol Fe O Theo ra: Ta có q trình: Theo định luật bảo tồn electron: 0,2 + 3(x – 0,1) = 2y  3x – 2y = 0,1 (2) Từ (1) (2)  Theo sơ đồ phản ứng: Ngoài cách giải cịn giải theo cách quy đổi hỗn hợp X FeOx Hoặc sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng Bài tập2:Cho 20 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe 3O4, Fe2O3 tác dụng vừa hết với 700 ml HCl 1M thu dung dịch X 3,36 lít khí H (đktc) Cho X phản ứng với dung dịch NaOH dư thu kết tủa Y Nung Y ngồi khơng khí đến khối lượng khơng đổi thu đến khối lượng không đổi m(g) chất rắn Tính m Giải: Sơ đồ phản ứng + Ta coi H+ axit vừa nhận electron để thành H2 phản ứng với O2- oxit + Toàn Fe oxit cuối chuyển Fe2O3 Ta có Ta có phương trình phản ứng theo H+ 23 skkn (vì số mol H2=0,15mol) số mol H+ phản Từ (1) ta có ứng theo phản ứng (2) 0,4 mol( tổng 0,7 mol) Vậy số mol O2- là: 0,2 mol mà theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: mFe + mO =20g Nên mFe = 20 – 0,2x16 =16,8 (gam) Ta lại có 2Fe 0,3 nFe = 0,3 mol Fe2O3 0,15 Vậy m = 0,15x160 = 24 gam Và từ toán 2, biến đổi thành nhiều tốn khác tương đương:ví dụ xét tập3 Bài tập3: Cho 20 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4 Fe2O3 hòa tan vừa đủ 600ml dung dịch HCl aM, thu V lít H2 (ở đktc) dung dịch D Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc kết tủa đem nung khơng khí đến khối lượng khơng đổi thu 24 gam chất rắn Xác định giá trị V a Giải : Sơ đồ phản ứng + Ta coi H+ axit vừa nhận electron để thành H2 phản ứng với O2- oxit + Toàn Fe oxit cuối chuyển Fe2O3 Ta có phương trình phản ứng theo H+ Ta có Q trình nhường nhận e 24 skkn Theo (1) (2) : Bài tập4: Cho m gam hỗn hợp oxit sắt gồm FeO, Fe3O4 Fe2O3 tan vừa hết dung dịch H2SO4 tạo thành dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu 70,4 gam muối, mặt khác cho Clo dư qua X cạn thu 77,5 gam muối Tính m? Giải: Coi hỗn hợp gồm FeO Fe2O3 ta có phương trình phản ứng: FeO + H2SO4 Fe2O3 + 3H2SO4 FeSO4 + H2O Fe2(SO4)3 + 3H2O Khối lượng tăng lên khối lượng Cl - có muối theo phương trình: 2Fe2+ + Cl2 2Fe3+ + 2Cl- Mặt khác : Nên Vậy m = 30,4 gam Bài tập 5: Hỗn hợp A gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 (trong số mol FeO số mol Fe2O3) Hòa tan 4,64 gam dung dịch H 2SO4 lỗng dư 200 ml dung dịch X Tính thể tích dung dịch KMnO 0,1M cần thiết để chuẩn độ hết 100 ml dung dịch X 25 skkn Giải: Vì số mol FeO số mol Fe 2O3 nên ta coi hỗn hợp có Fe3O4 Ta có Ptpư: Fe3O4 + 4H2SO4 FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O 0,02 0,02 Trong 100 ml X có 0,01 mol FeSO4 nên: 10FeSO4 + 2KMnO4 +8H2SO4 0,01 5Fe2(SO4)3 + K2SO4+2MnSO4+8H2O 0,002 Như ta có hay 20 ml VI Bài tập tự giải Bài 1: Nung m gam bột sắt oxi, thu gam hỗn hợp chất rắn X Hòa tan hết hỗn hợp X dung dịch HNO3 (dư), 0,56 lít (ở đktc) NO (là sản phẩm khử nhất) Tính giá trị m Bài 2: Hịa tan hồn tồn 20,88 gam oxit sắt dung dịch H 2SO4 đặc, nóng thu dung dịch X 3,248 lít khí SO (sản phẩm khử nhất, đktc) Cô cạn dung dịch X, thu m gam muối sunfat khan.Tính giá trị m Bài 3: Để hoà tan hoàn toàn 2,32 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe 3O4 Fe2O3 (trong số mol FeO số mol Fe 2O3 ), cần dùng vừa đủ V lít dung dịch HCl 1M Tính giá trị V Bài 4: Cho 9,12 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe3O4 Fe2O3 tác dụng với dung dịch HCl (dư) Sau phản ứng xảy hồn tồn, dung dịch Y; cạn Y thu 7,62 gam FeCl2 m gam FeCl3 Tính giá trị m Bài 5: Hỗn hợp A gồm ba oxit sắt (FeO, Fe3O4, Fe2O3) có số mol Hòa tan hết m gam hỗn hợp A dung dịch HNO thu hỗn hợp K gồm hai khí NO2 NO tích 1,12 lít (đktc) tỉ khối hỗn hợp K so với hiđro 19,8 Tính giá trị m Bài 6: Cho 11,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 vào dung dịch HNO3 loãng dư thu V lít (đktc) khí Y gồm NO NO có tỉ khối so với H2 19 26 skkn Mặt khác lượng hỗn hợp X tác dụng với CO dư thu 9,52 gam Fe.Tính giá trị V Bài 7: Để hoà tan hoàn toàn 11,6 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 (trong số mol FeO số mol Fe2O3), cần dùng vừa đủ V lít dung dịch H2SO4 1M Tính giá trị V Bài 8: Cho 16,8 gam Fe tác dụng với O thu 21,6 gam chất rắn A Hòa tan hoàn toàn chất rắn A HNO3 dư thu V lít khí NO (đktc) sản phẩm khử Tính V Bài 9: Hịa tan hồn tồn 13,6 gam hỗn hợp gồm Fe,Fe2O3,FeO, Fe3O4 HNO3 loãng dư thu V lít NO 2(đktc) sản phẩm khử dung dịch A Cô cạn dung dịch A thu 48,4 gam muối Tính V Bài 10: Cho 37,6 gam hỗn hợp gỗm Fe,Fe2O3,FeO, Fe3O4 tác dụng hoàn toàn với HNO3 đặc dư thu dung dịch A 6,72 lít khí NO2 (đktc) Cô cạn dung dịch A thu m gam muối Tính m Bài 11: Đốt cháy m gam sắt ngồi khơng khí sau thời gian thu 5,04 gam hỗn hợp X gồm sắt oxit sắt Hòa tan hỗn hợp X HNO loãng dư thu 0,784 lít khí(đktc) gồm NO NO2 có tỉ khối so với H2 19 Tính m Bài12: Đốt cháy 16,8 gam bột sắt ngồi khơng khí, sau thời gian thu hỗn hợp X gồm sắt oxit Cho hòa tan hết X dung dịch H 2SO4 đặc nóng(dư) thu 5,6 lít khí SO2 (sản phẩm khử đktc) Tính m Nếu thay dung dịch H2SO4 dung dịch HNO3 lỗng dư thể tích NO2 thu (đktc) bao nhiêu? Bàì13: Cho luồng khí CO qua ống sứ đựng m gam Fe 2O3 nung nóng Sau thời gian thu hỗn hợp X nặng 44,64 gam gồm Fe, FeO, Fe 3O4, Fe2O3 Hòa tan X HNO3 lỗng dư thu 3,136 lít khí NO (đktc) Tính m Bài14: Cho luồng khí CO qua ống sứ đựng 18,08 gam Fe 2O3 nung nóng Sau thời gian thu hỗn hợp X nặng 13,92 gam gồm Fe, FeO, Fe 3O4, Fe2O3 Hịa tan X HNO3 lỗng dư thu V lít khí NO2 (đktc) Tính V 27 skkn KẾTLUẬN Bài tập hỗn hợp sắt oxít phản ứng với dung dịch axít khơng q khó Tuy nhiên dạng đề có nhiều trường hợp xảy khiến cho khơng học sinh cịn lúng túng gặp dạng Với mong muốn góp phần nhỏ giúp em tự tin gặp tập dạng chọn chuyên đề “Bài tập hỗn hợp sắt oxít sắt với dung dịch axít” Với thời gian không dài kinh nghiệm thân cịn hạn chế nên chun đề khơng thể tránh khỏi thiếu sót Tơi kính mong nhận ý kiến đóng góp ý kiến bạn đồng nghiệp, ý kiến đạo phận chuyên môn nhà trường ; Phòng giáo dục sở giáo dục để chuyên đề tơi hồn thiện TÀI LIỆU THAM KHẢO 1, PGS Đào Hữu Vinh - 250 toán Hoá học chọn lọc- NXB GD 2, PGS - TS Lê Xuân Trọng – Bài tập Hoá học nâng cao THPT NXB GD 3, Cao Thị Tặng- Hình thành kỹ giải tập Hoá học - NXB GD 4, Cao Thị Thiên An – Phương pháp giải nhanh bai tập Hoá học NXB GD 5, Đề thi học sinh giỏi tỉnh , Đề thi tuyến sinh vào lớp 10 chuyên hóa 6, Nguyễn Xuân Trường - Bài tập nâng cao Hố học 7,Hóa học 12- Nhà xuất giáo dục 2009 8,Hóa học 12(Nâng cao)- Nhà xuất giáo dục 2009 9, Đề tuyển sinh hóa học- NXBGD 1996 28 skkn MỤC LỤC Trang Thông tin chung chuyên đề Nội dung chuyên đề I.Lý chọn chuyên đề 1-3 II Hệ thống kiến thức sử dụng chuyên đề 3-6 III Hệ thống phương pháp , đặc trưng 6-8 IV Các dạng tập 8-28 V Các tập vận dụng VI Các tập tự giải 28-29 Kết luận 30 Tài liệu tham khảo 31 29 skkn ... góp phần nhỏ giúp em tự tin gặp tập dạng chọn chuyên đề ? ?Bài tập hỗn hợp sắt oxít sắt với dung dịch axít? ?? Với thời gian khơng dài kinh nghiệm thân hạn chế nên chun đề khơng thể tránh khỏi thiếu... (đktc) Tính V 27 skkn KẾTLUẬN Bài tập hỗn hợp sắt oxít phản ứng với dung dịch axít khơng q khó Tuy nhiên dạng đề có nhiều trường hợp xảy khiến cho khơng học sinh lúng túng gặp dạng Với mong muốn... phản ứng với dung dịchHNO3 ;H2SO4 dặc ,nóng Bài tập1 : Đốt m gam sắt ngồi khơng khí sau thời gian phản ứng sinh 12 gam hỗn hợp A gồm Fe, FeO, Fe 2O3 Fe3O4 Hỗn hợp phản ứng hết với dung dịch HNO3