Chuyên đề: DẠNG TOÁN VỀ Fe x O y Thường gặp là xác định công thức Fe x O y Hầu hết những bài toán dạng này là rút ra tỷ lệ x y Nếu 1 x y x Fe O y = ⇒ là FeO 2 3 x y x Fe O y = ⇒ là 2 3 Fe O 3 4 x y x Fe O y = ⇒ là 3 4 Fe O Tất nhiên cũng có thể giải bằng cách xét ba khả năng của Fe x O y (FeO; Fe 2 O 3 hoặc Fe 3 O 4 ) rồi tìm khả năng phù hợp. * Lưu ý: Nếu phản ứng của Fe x O y với HNO 3 hoặc H 2 SO 4 đặc nóng có giải phóng khí thì Fe x O y không thể là Fe 2 O 3 Bài 1: Hòa tan 10g hỗn hợp gồm Fe và Fe x O y bằng HCl được 1,12 lít H 2 (đktc). Cũng lượng hỗn hợp này nếu hòa tan hết bằng HNO 3 đặc nóng được 5,6 lít NO 2 (đktc). a) Viết các phương trình phản ứng xảy ra. b) Tìm công thức Fe x O y . Giải: a) Gọi a, b là số mol Fe và Fe x O y đã dùng. Ta có các phản ứng 2 2 Fe+ 2HCl FeCl + H→ ↑ (1) a a x y 2y/x 2 Fe O + 2 yHCl xFeCl + yH O→ (2) 3 3 3 2 2 Fe+ 6HNO Fe(NO ) + 3NO + 3H O→ (3) a 3a x y 3 3 3 2 2 Fe O + (6 x-2 y)HNO xFe(NO ) + (3x- 2 y) NO +(3x- y)H O→ (4) b b(3x – 2y) b) Theo đề bài ta có: hh m = 56a+ (56 x+16 y)b = 10(g) (I) 2 H 1,12 n = a = = 0,05 (mol) 22,4 (II) 2 NO 5,6 n = 3a+ (3x- 2 y)b = = 0,25 (mol) 22,4 (III) Từ (I), (II), (III) ta giải ra được x = y, do đó Fe x O y là FeO Bài 2: Hòa tan 12,8g hỗn hợp gồm Fe và Fe x O y bằng dung dịch HCl vừa đủ được dung dịch A và 2,24 lít H 2 (đktc). Cho NaOH dư vào dung dịch A được kết tủa B. Lọc lấy B rồi đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi được 16g chất rắn C. a) Viết các phương trình phản ứng xảy ra b) Tìm Fe x O y . Giải: a) Gọi a, b là số mol Fe và Fe x O y đã dùng Ta có các phản ứng 2 2 Fe+ 2HCl FeCl + H→ ↑ x y 2y/x 2 Fe O + 2 yHCl xFeCl + yH O→ 2 2 FeCl + 2NaOH Fe(OH) +2 NaCl→ ↓ 2y/x 2y/x 2 y 2 y FeCl + NaOH Fe(OH) + NaCl x x → ↓ 2 2 2 3 4Fe(OH) + O + 2H O 4Fe(OH)→ 2y/x 2 2 3 4 xFe(OH) + (3x- 2 y)O + (6x-4 y)H O 4 xFe(OH)→ o t 3 2 3 2 2Fe(OH) Fe O +3H O→ b) Ta có: hh m = 56a+ (56 x+16 y)b = 12,8 (I) 2 H 2,24 n = a = = 0,1(mol) 22,4 (II) Số mol Fe trong hỗn hợp đầu: a + bx (mol) Số mol Fe trong Fe 2 O 3 : 16 2. = 0,2(mol) 160 Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Fe, ta có: a + bx = 0,2 (mol) (III) Từ (I), (II) và (III) giải ra được: bx = 0,1; by = 0,1 Rút ra x : y = 1. Do đó Fe x O y là FeO Bài 3: Khử 3,48g một oxit của kim loại M cần 1,344 lít H 2 (đktc). Toàn bộ M thu được cho tan hết trong dung dịch HCl được 1,008 lít H 2 (đktc). Tìm kim loại M và công thức của oxit M. Đs: Fe và Fe 3 O 4 Bài 4: Hòa tan hoàn toàn một oxit Fe x O y bằng H 2 SO 4 đặc nóng được 2,24 lít SO 2 (đktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng được 120g muối khan. a) Tìm công thức Fe x O y b) Trộn 21,6g Al với 69,6g oxit trên rồi tiến hành phản ứng nhiệt nhôm. Chất rắn sau phản ứng đem hòa tan hết bằng dung dịch HCl được 23,52 lít H 2 (đktc). - Viết các phản ứng xảy ra. - Tính hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm. Đs: a) Fe 3 O 4 (áp dụng phương pháp bảo toàn nguyên tố + bảo toàn khối lượng) b) 50% Bài 5: Cho hỗn hợp A có khối lượng m(g) gồm Al và Fe x O y . Thực hiện hoàn toàn phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp A (trong điều kiện không có không khí) được hỗn hợp B. Nhiền nhỏ, trộn đều, chia hỗn hợp B làm hai phần: Phần 1: 14,49g được hòa tan hết trong dung dịch HNO 3 đun nóng được dung dịch C và 3,696 lít NO duy nhất (đktc). Phần 2: Cho tác dụng NaOH dư đun nóng được 0,336 lít H 2 (đktc) và còn lại 2,52g chất rắn. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tìm m và công thức phân tử của Fe x O y Đs: m = 19,32g; Fe 3 O 4 Bài 6: Hoàn tan hoàn toàn a gam Fe x O y bằng dung dịch H 2 SO 4 đặc nóng vừa đủ, có chứa 0,075 mol H 2 SO 4 , thu được b gam một muối và có 168 ml khí SO 2 (đktc) duy nhất thoát ra. Tính a, b và xác định công thức của Fe x O y . Đs: a = 3,48g, b = 9g, Fe 3 O 4 Bài 7: Hòa tan hết 44,08g Fe x O y bằng dung dịch HNO 3 loãng, thu được dung dịch A. Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch A. Kết tủa thu được đem nung ở nhiệt độ cao cho đến khối lượng không đổi. Dùng H 2 để khử hết lượng oxit tạo thành sau khi nung thì thu được 31,92g chất rắn. Xác định công thức Fe x O y . Đs: Fe 3 O 4 Bài 8: Chia 9,76g hỗn hợp X gồm Cu và oxit của sắt là hai phần bằng nhau. Hòa tan hoàn toàn phần thứ nhất vào dung dịch HNO 3 thu được dung dịch A và 1,12 lít (đktc) hỗn hợp khí B (gồm NO và NO 2 ) có tỉ khối đối với hiđro bằng 19,8. Cô cạn dung dịch A thu được 14,78g hỗn hợp muối khan. Xác định công thức phân tử oxit của sắt và khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp X ban đầu. Đs: 3 4 3 4 Cu Fe O Fe O ,m = 5,12g,m = 4,64g ( dùng phương pháp bảo toàn electron ) . Cho hỗn hợp A có khối lượng m(g) gồm Al và Fe x O y . Thực hiện hoàn toàn phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp A (trong điều kiện không có không khí) được hỗn hợp B. Nhiền nhỏ, trộn đều, chia hỗn hợp B. (đktc) hỗn hợp khí B (gồm NO và NO 2 ) có tỉ khối đối với hiđro bằng 19,8. Cô cạn dung dịch A thu được 14,78g hỗn hợp muối khan. Xác định công thức phân tử oxit của sắt và khối lượng mỗi chất trong. cũng có thể giải bằng cách xét ba khả năng của Fe x O y (FeO; Fe 2 O 3 hoặc Fe 3 O 4 ) rồi tìm khả năng phù hợp. * Lưu ý: Nếu phản ứng của Fe x O y với HNO 3 hoặc H 2 SO 4 đặc nóng có giải