I,MỤC ĐÍCH Câu 1 Nung nóng 12,6 gam Fe ngoài không khí sau một thời gian thu được m gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 Hỗn hợp này phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được 4,2 lít k[.]
Câu 1: Nung nóng 12,6 gam Fe ngồi khơng khí sau thời gian thu m gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 Fe3O4 Hỗn hợp phản ứng hết với dung dịch HNO loãng (dư), thu 4,2 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) Tính m? Phân tích đề: Sơ đồ phản ứng FeO, Fe3O4 ) dn Fe O2 ( kk HNO Fe2O3và Fe du NO Fe2 ( SO4 )3 Fe phản ứng với Oxi cho sản phẩm oxit lượng sắt dư, sau hỗn hợp oxit phản ứng với HNO3 đặc nóng đưa lên sắt +3 Trong trình Oxi nhận e để đưa O 2- có oxit HNO3(+5) nhận e để đưa NO (+2) Như vậy: + Khối lượng oxit tổng khối lượng sắt oxi + Cả trình chất nhường e Fe chất nhận O HNO3 Giải: Ta có n NO = 0,1875 mol , nFe = 0,225 mol Gọi số mol oxi oxit x ta có: Chất khử Chất oxi hóa Fe Fe3 3e 0,225 0,225 * O 2e O 2 5 2x N 3e N 2 0,1875*3 Tổng electron nhường: 0,225*3 mol x Tổng electron nhận: 0,1875 2x + 0,375 (mol) Áp dụng định luật bảo tồn electron ta có:0,225*3= 2x + 0,5625 x = 0,05625 Mặt khác theo hệ BTKL ta có: m mFe mO2 nên: m = 12,6 + 0,05625*16 = 13,5(gam) ĐS: 13,5 gam (*)Ngồi cịn có cách giải khác: (chỉ áp dụng cho toán với Fe) Sử dụng công thức: 80*số mol Fe = m + 8*( số e trao đổi khí * số mol khí) Ta có: 80*0,225 = m + 8* (0,1875*3) m=13,5g (1) Câu 2: Nung nóng m gam bột sắt ngồi khơng khí, sau phản ứng thu 20 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 Fe3O4 Hòa tan hết X dung dịch HNO lỗng thu 5,6 lít hỗn hợp khí Y gồm NO NO2 có tỉ khối so với H2 19 Tính m thể tích HNO3 1M dùng? Phân tích đề: sơ đồ phản ứng FeO, Fe3O4 Fe HNO Fe O v Fe du O2 ( kk ) NO2 NO Fe( NO ) 3 + Hỗn hợp X gồm Fe O oxit + Xét q trình ta thấy có Fe nhường e, Chất nhận e Oxi HNO + HNO3 nhận e NO NO2 + Số mol HNO3 ban đầu số mol HNO3 muối chuyển khí Giải: Theo đề ta có: nNO nNO2 0,125mol Gọi số mol Fe O tương ứng X x y ta có: 56x + 16y = 20 (1) Quá trình nhường nhận e: chất khử Chất oxi hóa O 2e O 2 y Fe Fe3 3e x y4 2y 5 N 1e N O2 0,125 0,125 3x 2 5 N 3e N O 0,125 x3 Tổng electron nhường: 3x mol 0,125 Tổng electron nhận: 2y + 0,125+ 0,125x3 (mol) Áp dụng định luật bảo tồn electron ta có: 3x = 2y + 0,5 Từ (1) (2) ta có hệ 56 x 16 y 20 3 x y 0,5 Giải hệ ta có x = 0,3 y = 0,2 Như nFe = 0,3 mol m = 16,8 gam (2) Theo định luật bảo toàn nguyên tố ta có: mi Khí nHNO3 nNO n 3nFe nNO nNO2 NO 3 nên nHNO 0,3x3 0,125 0,125 1,15 mol 1,15 1,15(lít) Vậy VHNO (*)Áp dụng công thức (1) ta có:80* số mol Fe = 20 + 8*(0,125*3 + 0,125*1) số mol Fe = 0,3 (mol) mFe = 16,8 g 1,15 VHNO3 1,15(lít) Câu 3: Cho luồng khí CO qua ống sứ đựng m gam Fe 2O3 nung nóng Sau thời gian thu 10,44 gam chất rắn X gồm Fe, FeO, Fe 2O3 Fe3O4 Hòa tan hết X dung dịch HNO đặc, nóng thu 4,368 lít NO2 (sản phẩm khử đktc) Tính m ? Phân tích đề: Sơ đồ phản ứng FeO, Fe3O4 HNO3dn Fe2O3 CO to Fe2O3 , Fe NO2 Fe( NO2 )3 Trong trường hợp xét trình đầu cuối ta thấy chất nhường e CO, chất nhận e HNO Nhưng biết tổng số mol Fe oxit ta biết số mol Fe 2O3 Bởi ta dùng kiện tốn hịa tan x HNO3 đề tính tổng số mol Fe Giải: Theo đề ta có: nNO2 0,195mol Gọi số mol Fe O tương ứng X x y ta có: 56x + 16y = 10,44 (1) Quá trình nhường nhận e: Chất khử Chất oxi hóa 3 Fe Fe 3e O 2e O 2 y y4 2y 5 x 3x N 1e N O2 0,195 0,195 Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x = 2y + 0,195 (2) Từ (1) (2) ta có hệ 56 x 16 y 10, 44 3 x y 0,195 Giải hệ ta có x = 0,15 y = 0,1275 Như nFe = 0,15 mol nên nFe O 0, 075mol m = 12 gam Nhận xét: Dĩ nhiên toán ta giải theo cách tính số mol O bị CO lấy theo phương trình: CO O 2 2e CO2 4 N 5 1e N O2 Sau dựa vào định luật bảo tồn khối lượng ta có: m = 10,44 + mO Câu 4: Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe 2O3 Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO loãng (dư), thu 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu m gam muối khan Tính m ? Phân tích đề: Ta coi hỗn hợp X ban đầu gồm Fe O Như xét trình chất nhường e Fe chất nhận e O NO3 Nếu biết số tổng số mol Fe X biết số mol muối Fe(NO3)3 dung dịch sau phản ứng Do giải tốn sau: Giải: Số mol NO = 0,06 mol Gọi số mol Fe O tương ứng X x y ta có: 56x + 16y = 11,36 (1) Quá trình nhường nhận e: Chất khử Chất oxi hóa Fe Fe3 3e O 2e O 2 x 3x y 5 2y y 2 N 3e N O 0,18 0, 06 Tổng electron nhường: 3x (mol) Tổng electron nhận: 2y + 0,18 (mol) 0,18 Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x = 2y + (2) Từ (1) (2) ta có hệ 56 x 16 y 11,36 3 x y 0,18 Giải hệ ta có x = 0,16 y = 0,15 Như nFe nFe ( NO ) 0,16 mol m = 38,72 gam 3 Với toán ta quy tốn kinh điển: Đốt m gam sắt sau phản ứng sinh 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 Fe3O4 Hỗn hợp phản ứng hết với dung dịch HNO loãng (dư), thu 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) Chúng ta tính m từ suy số mol Fe từ tính số mol sắt Câu 5: ĐH 2008 KB: Thể tích dung dịch HNO3 1M lỗng cần dùng để hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,15 mol Fe; 0,15 mol Cu (Biết phản ứng tạo chất khử NO): A 0,8 lit B 1,0 lit C 1,2 lit D 0,6 lit Bài giải: Ý tưởng: Dựa vào ĐLBT electron tính nNO Dựa vào (2.1) tính naxit nitric phản ứng = 4nNO Vdd axit phản ứng Vì thể tích dung dịch HNO3 cần dùng nên Fe đạt đến hố trị II Phép tính: Vdd HNO3 phản ứng 4 0,15 0,15 = 0,8 (lit) Câu 2: Hoà tan m gam Fe3O4 vào dung dịch HNO3 lỗng dư thu khí NO Nếu đem khí NO trộn với O2 vừa đủ để hấp thụ hoàn toàn nước dung dịch HNO Biết thể tích oxi phản ứng 0,336 lit (đktc) Giá trị m là: A 34,8g B 13,92g C 23,2g D 20,88g Bài giải: - Ý tưởng: Chỉ có Fe O thay đổi số oxi hố, N khơng thay đổi số oxi hố Dựa vào ĐLBT electron tính số mol Fe 3O4 (1 nFe3O4 = nO2 ) Tính m = 232 nO2 0,336 13,92( g ) - Phép tính: m 232 4 22, Câu 7: Cho hỗn hợp gồm kim loại có hố trị khơng đổi: Mg, Ni, Zn, Al chia làm phần nhau: Phần 1: Tác dụng với dung dịch HCl dư thu 3,36 lit H2 Phần 2: Hoà tan hết dung dịch HNO loãng dư thu V lit khí khơng màu hố nâu ngồi khơng khí (các thể tích đo đkc) Giá trị V là: A 2,24 lit B 3,36 lit C 4,48 lit D 5,6 lit Bài giải: Vì kim loại có hố trị không đổi nên số mol electron nhường thí nghiệm giống → số mol electron nhận thí nghiệm Khí khơng màu, hố nâu ngồi khơng khí NO Từ ta có: nH 3 nNO hay VH 3 VNO 3,36 2, 24(lit ) Câu 8: Nung m gam bột Fe ngồi khơng khí thu 3g hỗn hợp chất rắn X Hoà tan hết hỗn hợp X dung dịch HNO3 dư thu 0,56 lit khí NO sản phẩm khử (đktc) Giá trị m là: A 2,22 B 2,52 C 2,32 D 2,62 Bài giải: Ý tưởng: Qui đổi 3g hỗn hợp X thành 3g hỗn hợp Fe (x mol) O (y mol) Từ khối lượng hỗn hợp áp dụng phương pháp bảo toàn electron lập hệ Phép tính: 56x + 16y = x = 0,045 3x – 2y = 0,56/22,4 y = 0,03 mFe = 56x = 56 0,045 = 2,52g Câu 9: Cho 11,36g hỗn hợp X gồm: Fe; FeO; Fe 2O3 Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO lỗng dư 1,344 lít khí NO (đktc) (sản phẩm khử nhất) dung dịch Y Khối lượng muối khan thu cô cạn dung dịch Y là: A 49,09g B 35,50g C 38,72g D 34,36g Bài giải: Ý tưởng: - Qui đổi X thành 11,36g hỗn hợp Fe (x mol) O (y mol) - ĐLBT electron (3.Fe – 2.O = 3.NO) kết hợp với m hỗn hợp X giải hệ tìm x, y - Khối lượng muối Fe(NO3)3 = 242x Phép tính: 56x + 16y = 11,36 x = 0,16 3x – 2y = 1,344/22,4 y = 0,1 Khối lượng Fe(NO3)3 = 242 0,16 = 38,72(g) Phép tính: VNO = V = Câu 10: Để 6,72g Fe khơng khí thu m gam hỗn hợp X gồm chất rắn Để hoà tan X cần dùng vừa hết 255ml dung dịch HNO3 2M thu V lit khí NO2 (sản phẩm khử đktc) Giá trị m V là: A 8,4 3,360 B 10,08 3,360 C 8,4 5,712 D 10,08 5,712 Bài giải: Ý tưởng: Áp dụng công thức (2.1) tính số mol NO2 thể tích NO2 Áp dụng ĐLBT electron (3.Fe – 2.O = NO2) số mol O (a mol): m = 6,72 + 16.a 6, 72 6, 72 3 0,15 ) 3,36(lit ) ; Phép tính: VNO = 22, (2 0, 255 56 m 6, 72 16 10, 08( g ) 56 Câu 11: Hoà tan 0,1 mol Cu vào 120ml dung dịch X gồm HNO 1M H2SO4 0,5M Sau phản ứng kết thúc thu V lit khí NO Giá trị V: A 1,344 lit B 1,49 lit C 0,672 lit D 1,12 lit Lời giải: Ý tưởng : Tính nhanh nCu; nH ; nNO Viết PT ion thu gọn xác định chất (Cu; H+; NO3-) phản ứng hết ; Tính VNO Phép tính: nCu = 0,1; nH = 0,24; nNO = 0,12; 3Cu + 8H+ + 2NO3- 3Cu2+ + 2NO + 4H2O Từ PT ta có nCu nH nNO3 H+ phản ứng hết; VNO = 22, 0, 24 1,344(lit ) Câu 12: Hòa tan 9,6 gam Cu vào 180 ml dung dịch hỗn hợp HNO3 1M H2SO4 0,5M, kết thúc phản ứng thu V lít (ở đktc) khí khơng màu ra, hóa nâu ngồi khơng khí Giá trị V là: A 1,344 lít B 4,032 lít C 2,016 lít D 1,008 lít – + Hướng dẫn: nCu = 0,15 mol ; nNO3 = 0,18 mol ; Σ nH = 0,36 mol 3Cu + 8H+ + 2NO3– → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O 0,36 → 0,09 Do → H+ hết ; Cu dư → VNO = 0,09.22,4 = 2,016 lít → đáp án C Câu 13: 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 hoàn toàn, thu dung dịch X khí NO (sản phẩm khử nhất) Cho V ml dung dịch NaOH 1M vào dung dịch X lượng kết tủa thu lớn Giá trị tối thiểu V là: A 360 ml B 240 ml C 400 ml D 120 ml Hướng dẫn: nFe = 0,02 mol ; nCu = 0,03 mol → Σ ne cho = 0,02.3 + 0,03.2 = 0,12 mol ; nH+ = 0,4 mol ; nNO3– = 0,08 mol (Ion NO3– mơi trường H+ có tính oxi hóa mạnh HNO3) - Bán phản ứng: NO3– + 3e + 4H+ → NO + 2H2O 0,12→ 0,16 Do → kim loại kết H+ dư → nH+ dư = 0,4 – 0,16 = 0,24 mol → Σ nOH– (tạo kết tủa max) = 0,24 + 0,02.3 + 0,03.2 = 0,36 → V = 0,36 lít hay 360 ml → đáp án A ... 360 ml B 240 ml C 400 ml D 120 ml Hướng dẫn: nFe = 0,02 mol ; nCu = 0,03 mol → Σ ne cho = 0,02.3 + 0,03.2 = 0,12 mol ; nH+ = 0,4 mol ; nNO3– = 0,08 mol (Ion NO3– m? ?i trường H+ có tính oxi hóa m? ??nh... (sản ph? ?m khử nhất, đktc) Chúng ta tính m từ suy số mol Fe từ tính số mol sắt Câu 5: ĐH 2008 KB: Thể tích dung dịch HNO3 1M lỗng cần dùng để hồ tan hoàn toàn hỗn hợp g? ?m 0,15 mol Fe; 0,15 mol Cu... có Fe nhường e, Chất nhận e Oxi HNO + HNO3 nhận e NO NO2 + Số mol HNO3 ban đầu số mol HNO3 muối chuyển khí Giải: Theo đề ta có: nNO nNO2 0,125mol Gọi số mol Fe O tương ứng X x y ta có: 56x +