PHÂN LOẠI PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN HỖN HỢP SẮT VÀ CÁC HỢP CHẤT CỦA SẮT
Chuyên đề phân loại và pp giải bài toán hỗn hợp sắt và các hợp chất của sắt SỞ GD – ĐT – NAM ĐỊNH TRƯỜNG THPT A NGHĨA HƯNG BÁO CÁO SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM “PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN HỖN HỢP SẮT VÀ CÁC HỢP CHẤT CỦA SẮT” Tác giả: Bùi Thị Huyền Trình độ chuyên môn: Cử nhân Hoá học Chức vụ: Giáo viên Nơi công tác: Trường THPT A Nghĩa Hưng Nghĩa Hưng, Ngày 10 tháng 02 năm 2011 Trang 1 Chuyên đề phân loại và pp giải bài toán hỗn hợp sắt và các hợp chất của sắt THÔNG TIN CHUNG VỀ SÁNG KIẾN 1. Tên sáng kiến: “Chuyền đề phân loại và phương pháp giải bài tập hỗn hợp sắt và các oxit sắt” 2. Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Trường THPT A Nghĩa Hưng 3. Thời gian áp dụng sáng kiến: Từ ngày 12 tháng 02 Năm 2010 đến ngày 15 tháng 11 năm 2010 4. Tác giả: Họ và tên: Bùi Thị Huyền Năm sinh: 07/07/1982 Nơi thường trú: Xóm Bắc TT Liễu Đề - H. Nghĩa Hưng – T. Nam Định Trình độ chuyên môn: Cử nhân Hoá học Chức vụ công tác: Giáo viên Nơi làm việc: Trường THPT A Nghĩa Hưng Địa chỉ liên hệ: Xóm Bắc TT Liễu Đề - H. Nghĩa Hưng – T. Nam Định Điện thoại: 0350.6562916 5. Đồng tác giả: (Không có) 6. Đơn vị áp dụng sáng kiến: Tên đơn vị: Trường THPT A Nghĩa Hưng Địa chỉ: Trường THPT A Nghĩa Hưng Điện thoại: 0350.6562916 Trang 2 Chuyên đề phân loại và pp giải bài toán hỗn hợp sắt và các hợp chất của sắt A. Điều kiện hoàn cảnh tạo ra sáng kiến: Trong những năm gần đây, với hình thức thi trắc nghiệm yêu cầu học sinh trong một khoảng thời gian ngắn các em phải giải quyết một số lượng bài tập tương đối lớn. Hầu như với khoảng thời gian đó các em chỉ đủ để phân tích đề phân loại bài toán. Do vậy, giáo viên phải có những hình thức phân chia các dạng bài để các em nhạy bén hơn trong việc nhận dạng và cách xử sự đối với mỗi dạng bài toán đó, đặc biệt là những bài toán hoá khá phức tạp có nhiều phản ứng xảy ra, hoặc có nhiều giai đoạn phản ứng. Để giải quyết tốt các bài toán trắc nghiệm trong hoá học, chúng ta phải biết vận dụng linh hoạt các định luật bảo toàn, có các mẹo thay thế chất để có thể chuyển đổi từ hỗn hợp phức tạp thành dạng đơn giản hơn, một trong số dạng bài toán hoá phức tạp hay gặp trong các đề tốt nghiệp, thi đại học hay thi học sinh giỏi là các bài toán về sắt và các oxit sắt. Trong chương trình phổ thông dạng bài toán hóa về sắt học sinh đã bắt đầu bắt gặp nhiều từ các lớp 10,11 và nhiều nhất ở lớp 12. Với lớp 10 học sinh chủ yếu giải theo phương pháp tự luận, lớp 11 học sinh đã tiếp cận dần đến các định luật, đặc biệt áp dụng định luật bảo toàn electron trong bài toán về axit nitric. Tuy nhiên đối tượng học sinh có thể vận dụng tốt phương pháp này là các học sinh khá, giỏi. Lớp 12 học sinh đã quen dần với cách làm bài trắc nghiệm, các em được trang bị rất nhiều phương pháp giải nhanh, tuy nhiên các em lại không thành thạo trong việc phân loại phương pháp để áp dụng trong các trường hợp cụ thể. Để giúp học sinh giải quyết tốt các bài toán về hỗn hợp sắt một cách nhanh chóng tôi thường giới thiệu phương pháp vận dụng các định luật bảo toàn: bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố và bảo toàn electron với từng dạng cụ thể. Đó là nội dung mà chuyên đề này tôi muốn đề cập đến. B. Thực trạng (trước khi tạo ra sáng kiến) - Chuyển từ hình thức thi tự luận sang trắc nghiệm, học sinh bối rối trước các loại bài tập liên quan đến phản ứng oxi hoá khử có nhiều trạng thái số oxi hoá. - Việc giải các loại bài tập này theo phương pháp truyền thống mất rất nhiều thời gian viết phương trình phản ứng, lập và giải hệ phương trình. Học sinh thường có thói quen viết và tính theo phương trình phản ứng nên ít nhanh nhạy với bài toán dạng trắc nghiệm. - Khi gặp hỗn hợp các chất học sinh không biết cách thay thế các chất để giảm bớt số lượng chất đưa bài toán về dạng đơn giản hơn Trang 3 Chun đề phân loại và pp giải bài tốn hỗn hợp sắt và các hợp chất của sắt C. Các giải pháp I. TÍNH CHẤT HỐ HỌC CỦA SẮT VÀ CÁC OXIT SẮT 1/. Tính chất hố học của sắt a/. Tác dụng với phi kim: Khi đun nóng sắt tác dụng trực tiếp với nhiều phi kim như O 2 , Cl 2 , S . tạo thành sắt oxit, sắt clorua, sắt sunfua ….(Fe 3 O 4 , FeCl 3 , FeS….). b/. Tác dụng với nước: 570 570 o o C 2 3 4 2 C 2 2 3Fe + 4H O Fe O + 4H Fe + H O FeO + H < > → → c/. Tác dụng với dung dịch axit: Với các dung dịch HCl, H 2 SO 4 lỗng, chỉ tạo khí H 2 và muối của ion Fe 2+ : Fe + 2H + → Fe 2+ + H 2 Với các dung dịch axit có tính oxi hóa mạnh như HNO 3 và H 2 SO 4 đặc, nóng khơng tạo H 2 mà là sản phẩm khử của gốc axit: 2Fe + 6H 2 SO 4 (đ, t o ) → Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O Fe + 4 HNO 3 → Fe(NO 3 ) 3 + NO + 2H 2 O d/. Tác dụng với dung dịch muối: Sắt đẩy được các kim loại đứng sau (trong dãy điện hóa) khỏi dung dịch muối (tương tự như phần điều chế kim loại bằng phương pháp thủy luyện): Fe + CuSO 4 → Cu + FeSO 4 2. Tính chất các hợp chất của sắt a/. Hợp chất sắt (II) * Sắt (II) oxit FeO: Là một oxit bazơ và vừa có tính oxi hố vừa có tính khử - Là oxit bazơ: FeO + 2H + → Fe 2+ + H 2 O - Là chất khử FeO + 4HNO 3 đ 0 t → Fe(NO 3 ) 3 + NO 2 + 2H 2 O - Là chất oxi hố FeO + CO 0 t → Fe + CO 2 * Sắt (II) hiđroxit - Là bazơ - Tính khử 4Fe(OH) 2 + 2H 2 O + O 2 → 4Fe(OH) 3 (lục nhạt) (đỏ nâu) * Muối sắt (II) Muối Fe 2+ làm phai màu thuốc tím trong mơi trường axit: 10FeSO 4 + 2KMnO 4 + 8H 2 SO 4 → 5Fe 2 (SO 4 ) 3 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O 2FeCl 2 + Cl 2 → 2FeCl 3 3FeO + 10HNO 3 → 3Fe(NO 3 ) 3 + NO + 5H 2 O Tuy nhiên khi gặp chất có tính khử mạnh hơn thì Fe 2+ thể hiện tính oxi hóa: Zn + Fe 2+ → Fe + Zn 2+ b. Hợp chất sắt (III) * sắt (III) oxit Fe 2 O 3 : Là oxit bazơ và là chất oxi hố - Là oxit bazơ: Fe 2 O 3 + 6H + → 2Fe 3+ + 3H 2 O - Là chất oxi hố Fe 2 O 3 + 2Al 0 t → 2Fe + Al 2 O 3 Trang 4 Chuyên đề phân loại và pp giải bài toán hỗn hợp sắt và các hợp chất của sắt * Sắt (III) hiđroxit - Là bazơ: Fe(OH) 3 + 3HCl → FeCl 3 + 3H 2 O * Muối sắt (III) Fe 3+ có cấu hình e: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 , ion Fe 3+ có mức oxi hóa cao nhất nên trong các phản ứng hóa học, chỉ thể hiện tính oxi hóa: Cu + 2FeCl 3 → CuCl 2 + 2FeCl 2 Fe + Fe 2 (SO 4 ) 3 → 3FeSO 4 c. Oxit sắt từ Fe 3 O 4 (là hỗn hợp FeO và Fe 2 O 3 theo tỉ lệ mol 1:1) - Là oxit bazơ Fe 3 O 4 + 8HCl → FeCl 2 + 2FeCl 3 + 4H 2 O - Là chất oxi hoá 4CO + Fe 3 O 4 → 3Fe + 4CO 2 - Là chất khử 3Fe 3 O 4 + 28 HNO 3 → 9Fe(NO 3 ) 3 + NO + 14H 2 O II. CÁC ĐỊNH LUẬT CẦN VẬN DỤNG 1. Định luật bảo toàn khối lượng: Nội dung: Khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng khối lượng các chất được tạo thành sau phản ứng. Hệ quả 1: Gọi m T là tổng khối lượng các chất trước phản ứng, m s là khối lượng các chất sau phản ứng. Dù phản ứng xảy ra với hiệu suất bất kỳ ta đều có: m T = m S . Hệ quả 2: Khi cation kim loại kết hợp với anion phi kim để tạo ra các hợp chất ta luôn có: Khối lượng chất = khối lượng của cation+khối lượng anion. Khối lượng của cation hoặc anion ta coi như bằng khối lượng của nguyên tử cấu tạo thành. 2. Định luật bảo toàn nguyên tố Nội dung định luật: Tổng khối lượng một nguyên tố trước phản ứng bằng tổng khối lượng của nguyên tố đó sau phản ứng. Nội dung định luật có thể hiểu là tổng số mol của một nguyên tố được bảo toàn trong phản ứng. 3. Định luật bảo toàn electron Trong phản ứng oxi hóa khử: Số mol electron mà chất khử cho đi bằng số mol electron mà chất oxi hóa nhận về. Khi vận dụng định luật bảo toàn electron vào dạng toán này cần lưu ý: - Trong phản ứng hoặc một hệ phản ứng chỉ cần quan tâm đến trạng thái đầu và trạng thái cuối mà không cần quan tâm đến trạng thái trung gian. - Nếu có nhiều chất oxi hóa và chất khử thì số mol electron trao đổi là tổng số mol của tất cả chất nhường hoặc nhận electron. III. MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP VẬN DỤNG 1. Dạng hỗn hợp sắt và các hợp chất phản ứng với chất oxi hóa mạnh: Loại 1: Hỗn hợp sắt và các oxit sắt tác dụng với chất oxi hoá mạnh Trang 5 Chun đề phân loại và pp giải bài tốn hỗn hợp sắt và các hợp chất của sắt Ví dụ1: Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe 2 O 3 và Fe 3 O 4 phản ứng hết với dung dịch HNO 3 lỗng (dư), thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch X. Cơ cạn dung dịch X thu được m gam muối khan. Tính m ? A. 38,7g B. 39,7g C. 40,25g D. 38g Phân tích đề: Ta coi như trong hỗn hợp X ban đầu gồm Fe và O. Như vậy xét cả q trình chất nhường e là Fe chất nhận e là O và HNO 3 . Nếu chúng ta biết được số tổng số mol Fe trong X thì sẽ biết được số mol muối Fe(NO 3 ) 3 trong dung dịch sau phản ứng. Do đó chúng ta sẽ giải bài tốn này như sau: Giải: Số mol NO = 0,06 mol. Gọi số mol Fe và O tương ứng trong X là x và y ta có: 56x + 16y = 11,36 (1). Q trình nhường và nhận e: Chất khử Chất oxi hóa 3 3Fe Fe e + → + 2 2 5 2 3 ( ) O e O N e N NO − + + + → + → Tổng electron nhường: 3x (mol) Tổng electron nhận: 2y + 0.18 (mol) Áp dụng định luật bảo tồn electron ta có: 3x = 2y + 0.18 (2) Từ (1) và (2) ta có hệ 56 16 11,36 3 2 0,18 x y x y + = − = Giải hệ trên ta có x = 0,16 và y = 0,15 Như vậy 3 3 ( ) 0,16 Fe Fe NO n n= = mol vậy m = 38,72 gam. Với bài tốn này ta cũng có thể quy về bài tốn kinh điển: Đốt m gam sắt sau phản ứng sinh ra 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe 2 O 3 và Fe 3 O 4 . Hỗn hợp này phản ứng hết với dung dịch HNO 3 lỗng (dư), thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Chúng ta sẽ tính m rồi từ suy ra số mol Fe và từ đó tính số mol của sắt. Ví dụ 2: Hỗn hợp X gồm (Fe, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , FeO) với số mol mỗi chất là 0,1 mol, hòa tan hết vào dung dịch Y gồm (HCl và H 2 SO 4 lỗng) dư thu được dung dịch Z. Nhỏ từ từ dung dịch Cu(NO 3 ) 2 1M vào dung dịch Z cho tới khi ngừng thốt khí NO. Thể tích dung dịch Cu(NO 3 ) 2 cần dùng và thể tích khí thốt ra ở đktc là? A. 25 ml; 1,12 lít. B. 0,5 lít; 22,4 lít. C. 50 ml; 2,24 lít. D. 50 ml; 1,12 lít. Hướng dẫn giải Quy hỗn hợp 0,1 mol Fe 2 O 3 và 0,1 mol FeO thành 0,1 mol Fe 3 O 4 . Hỗn hợp X gồm: (Fe 3 O 4 0,2 mol; Fe 0,1 mol) tác dụng với dung dịch Y Trang 6 0,06 0,18 2y y x 3x y Chun đề phân loại và pp giải bài tốn hỗn hợp sắt và các hợp chất của sắt Fe 3 O 4 + 8H + → Fe 2+ + 2Fe 3+ + 4H 2 O 0,2 → 0,2 0,4 mol Fe + 2H + → Fe 2+ + H 2 ↑ 0,1 → 0,1 mol Dung dịch Z: (Fe 2+ : 0,3 mol; Fe 3+ : 0,4 mol) + Cu(NO 3 ) 2 : 3Fe 2+ + NO 3 − + 4H + → 3Fe 3+ + NO ↑ + 2H 2 O 0,3 0,1 0,1 mol ⇒ V NO = 0,1×22,4 = 2,24 lít. 3 2 3 Cu(NO ) NO 1 n n 0,05 2 − = = mol ⇒ 3 2 dd Cu( NO ) 0,05 V 0,05 1 = = lít (hay 50 ml). (Đáp án C) Phát triển bài tốn: Trường hợp 1: Cho nhiều sản phẩm sản phẩm khử như NO 2 , NO ta có vẫn đặt hệ bình thường tuy nhiên chất nhận e bây giờ là HNO 3 thì cho 2 sản phẩm. Trường hợp 2: Nếu đề ra u cầu tính thể tích hoặc khối lượng của HNO 3 thì ta tính số mol dựa vào bảo tồn ngun tố N khi đó ta sẽ có: 3 2 3 3 ơi í 3 ( ) mu Kh HNO Fe NO NO NO NO n n n n n n − − = + = + Ví dụ 1. Hỗn hợp A gồm ba oxit sắt (FeO, Fe 3 O 4 , Fe 2 O 3 ) có số mol bằng nhau. Hòa tan hết m gam hỗn hợp A này bằng dung dịch HNO 3 thì thu được hỗn hợp K gồm hai khí NO 2 và NO có thể tích 1,12 lít (đktc) và tỉ khối hỗn hợp K so với hiđro bằng 19,8. Trị số của m là: A. 20,88 gam B. 46,4 gam C. 23,2 gam D. 16,24 gam Ví dụ 2: Cho a gam hỗn hợp A gồm oxit Fe, FeO, Fe 3 O 4 , Fe 2 O 3 tác dụng hồn tồn với lượng vừa đủ là 250 ml dung dịch HNO 3 khi đun nóng nhẹ, thu được dung dịch B và 3,136 lít (đktc) hỗn hợp khí C gồm NO 2 và NO có tỉ khối so với hiđro là 20,143. C ơ cạn dung dịch sau phản ứng thu được 48,4 g một muối khan duy nhất. Tính a. A. 13,44gam. B. 13,21 gam. C. 15,68 gam. D. Kết quả khác. Loại 2: Hỗn hợp sắt và hợp chất với lưu huỳnh phản ứng với chất oxi hố mạnh Ví dụ 1: Hồ tan 20,8 gam hỗn hợp gồm FeS, FeS 2 , S bằng dung dòch HNO3 đac nóng dư thu được 53,76 lít NO2 (sản phẩm khử duy nhất)đkc, và dung dòch A. Cho dd A tác dụng vớii dung dòch NaOH dư, lọc lấy tồn bộ kêt tủa nung trong khơng khí đên khối lượng khơng đoi thì khơi lượng chất rắn thu đđược là: A. 16 gam B. 9 gam C. 8,2 gam D. 10,7 gam Ví dụ 2: Hồ tan hồn tồn 25,6 gam chất rắn X gồm Fe, FeS, FeS 2 và S bằng dung dịch HNO 3 dư, thốt ra V lít khí NO duy nhất (đktc) và dung dịch Y. Thêm Ba(OH) 2 dư vào Y thu được 126,25 gam kết tủa. Giá trị của V là: A. 17,92. B. 19,04. C. 24,64. D. 27,58. Ví dụ 3: Cho 6,51 gam hỗn hợp X gồm FeS 2 và MS có số mol bằng nhau (M là kim loại có hóa trị khơng đổi) tác dụng hồn tồn với lượng dư dung dịch HNO 3 đun nóng thu được dung dịch A và Trang 7 Chun đề phân loại và pp giải bài tốn hỗn hợp sắt và các hợp chất của sắt 13,216 lít (đktc) hỗn hợp khí X có khối lượng là 26,34 gam gồm NO 2 và NO. Thêm dung dịch BaCl 2 dư vào dung dịch A thấy có m gam kết tủa trắng, khơng tan trong axit dư. 1. Kim loại M là: A. Cu B. Mg C. Fe D. Zn 2. Giá trị của m là: A. 20,97g B. 13,98g C. 20,79g D. 13,89g. 2. Dạng đốt cháy Sắt trong khơng khí rồi cho sản phẩm phản ứng với chất oxi hóa Ví dụ 1: Nung nóng 12,6 gam Fe ngồi khơng khí sau một thời gian thu được m gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe 2 O 3 và Fe 3 O 4 . Hỗn hợp này phản ứng hết với dung dịch H 2 SO 4 đặc nóng (dư), thu được 4,2 lít khí SO 2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Tính m? A. 12g B. 12,25g C. 15g D. 20g Phân tích đề: Sơ đồ phản ứng 2 2 4 3 4 ( ) 2 2 3 2 4 3 , à Fe du ( ) O kk H SO dn FeO Fe O SO Fe Fe O v Fe SO ↑ → → Fe phản ứng với Oxi cho 3 sản phẩm oxit và lượng sắt dư, sau đó hỗn hợp oxit này phản ứng với H 2 SO 4 đặc nóng đưa lên sắt +3. Trong q trình Oxi nhận e để đưa về O 2- có trong oxit và H 2 SO 4 (S +6 ) nhận e để đưa về SO 2 (S +4 ). Như vậy: + Khối lượng oxit sẽ là tổng của khối lượng sắt và oxi. + Cả q trình chất nhường e là Fe chất nhận là O và H 2 SO 4 . Giải: Ta có 2 SO n = 0,1875 mol , n Fe = 0,225 mol Gọi số mol oxi trong oxit là x ta có: Chất khử Chất oxi hóa 3 3Fe Fe e + → + 2 6 4 2 2 2 ( ) O e O S e S SO − + + + → + → 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 Mặt khác ta có: 2 Fe O m m m − = + nên: m = 12,6 + 0,15x16 = 15 (gam). ĐS: C Ví dụ 2: Nung nóng m gam bột sắt ngồi khơng khí, sau phản ứng thu được 20 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe 2 O 3 và Fe 3 O 4 . Hòa tan hết X trong dung dịch HNO 3 lỗng thu được 5,6 lít hỗn hợp khí Y gồm NO và NO 2 có tỉ khối so với H 2 là 19. Tính m và thể tích HNO 3 1M đã dùng? A. 16,8g; 1,15 lít B. 14g; 1,15 lít C. 16,8g; 1,5 lít D. 14g; 1,5 lít Phân tích đề: sơ đồ phản ứng Trang 8 2x x 0,225 0,225 x 3 0,1875 0,1875.2 Chuyên đề phân loại và pp giải bài toán hỗn hợp sắt và các hợp chất của sắt + Hỗn hợp X gồm Fe và O trong oxit. + Xét cả quá trình ta thấy chỉ có Fe nhường e, Chất nhận e là Oxi và HNO 3 . + HNO 3 nhận e để cho NO và NO 2 . + Số mol HNO 3 ban đầu bằng số mol HNO 3 trong muối và chuyển về các khí. Giải: Theo đề ra ta có: 2 0,125 NO NO n n mol = = Gọi số mol Fe và O tương ứng trong X là x và y ta có: 56x + 16y = 20 (1). Quá trình nhường và nhận e: Chất khử Chất oxi hóa 3 3Fe Fe e + → + 2 4 5 2 5 2 1 3 O e O N e N N e N − + + + + + → + → + → Tổng electron nhường: 3x mol Tổng electron nhận: 2y + 0,125+ 0,125x3 (mol) Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x = 2y + 0,5 (2) Từ (1) và (2) ta có hệ 56 16 20 3 2 0,5 x y x y + = − = Giải hệ trên ta có x = 0,3 và y = 0,2 Như vậy n Fe = 0,3 mol vậy m = 16,8 gam. Theo định luật bảo toàn nguyên tố ta có: 3 2 3 3 ôi í 3 mu Kh HNO Fe NO NO NO NO n n n n n n − − = + = + + nên 3 0,3 3 0,125 0,125 1,15 HNO n x= + + = mol. Vậy 3 1,15 1,15( ít) 1 HNO V l= = Ta có thể khái quát hoá bài toán như sau: Để m gam phoi bào sắt A ngoài không khí sau một thời gian biến thành hỗn hợp B có khối lượng m 1 gam gồm sắt và các oxit săts. Cho B tác dụng hoàn toàn với HNO 3 dư thấy giải phóng V lít khí N x O y (sản phẩm khử duy nhất). Tính khối lượng m của A, khối lượng muối tạo thành, khối lượng HNO 3 tham gia phản ứng? Trang 9 2y y x 3x 0,125 0,125 3x y 0,1250,125 3 2 2 3 4 ( ) 2 3 3 3 , à Fe du ( ) HNOO kk NO FeO Fe O Fe NO Fe O v Fe NO ↑ → → ↑ Chuyên đề phân loại và pp giải bài toán hỗn hợp sắt và các hợp chất của sắt Phân tích bài toán: Sơ đồ: Fe Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có 2 32 hh O m m m − = 3 3 3 x x Fe Fe e + → + 2 2 4 2 8 hh O e O m m − + → − x NO 3 - + (5x-2y)e → N x O y x.a (5x-2y).a a Áp dụng định luật bảo toàn e ta có: 3 0,7 5,6 56 8 hh m m m n m n n − = + ⇒ = + Vậy ta đã chứng minh được biểu thức tính: Khối lượng muối tạo thành: .242 56 muoi m m = Số mol HNO 3 phản ứng: 3 3 56 HNO m n xa = + Nhận xét: Sau khi đã làm quen với HNO 3 giáo viên có thể thay thế bằng H 2 SO 4 đặc nóng cho kết quả tương tự. Trang 10 3 2 3 3 3 3 4 ( ) ( ) HNO KK x y FeO Fe O Fe Fe NO N O amol Fe O Fe + → → + m=0,7n+5,6n m=0,7n+5,6n [...]... Chuyên đề phân loại và pp giải bài toán hỗn hợp sắt và các hợp chất của sắt TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Dương Hoàng Giang, 2008 Thể loại và phương pháp giải Hoá Học đại cương vô cơ 12 NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội 2 Phạm Đoan Trinh, Nguyễn Thế Khoa , 2008 Bộ đề ôn luyện bằng phương pháp trắc nghiệm hoá học 12 NXB Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh 3 Lê Ngọc Sáng, 2008 Phương pháp giải nhanh các bài toán trắc nghiệm... đề phân loại và pp giải bài toán hỗn hợp sắt và các hợp chất của sắt Bài 3 Để khử hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp Y (gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3) thí cần 0,05 mol H2 Mặt khác hoà tan hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp Y trong dung dịch H2SO4 đặc thì thu được khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất) Tính thể tích SO2 (đktc)? Bài 4 Đốt cháy m gam sắt ngoài không khí sau một thời gian thu được 5,04 gam hỗn hợp X gồm sắt và các. ..Chuyên đề phân loại và pp giải bài toán hỗn hợp sắt và các hợp chất của sắt mmuoi = Khối lượng muối tạo thành: nH 2 SO4 = Số mol H2SO4 phản ứng: m 200 56 3m + nSO2 112 Mở rộng bài toán: Để m gam hỗn hợp A gồm phoi bào sắt và một kim loại M có hoá trị không đổi ngoài không khí sau một thời giạn biến thành hốn hợp B có khối lượng m 1 gam gồm Fe và các oxit sắt FeO, Fe2O3, Fe3O4, M2On và M Cho B tác... Chuyên đề phân loại và pp giải bài toán hỗn hợp sắt và các hợp chất của sắt V í dụ 2: Cho một luồng khí CO đi qua ống đựng 0,01 mol FeO và 0,03 mol Fe 2O3 (hỗn hợp A) đốt nóng Sau khi kết thúc thí nghiệm thu được 4,784 gam chất rắn B gồm 4 chất Hoà tan chất rắn B bằng dung dịch HCl dư thấy thoát ra 0,6272 lít H2 (ở đktc) Tính số mol oxit sắt từ trong hỗn hợp B Biết rằng trong B số mol oxit sắt từ bằng... kiến đem lại: Trong khi giảng dạy và ôn thi đại học tôi đã có rất nhiều trăn trở khi dạy phần hỗn hợp sắt và hợp chất của sắt Tôi nhận thấy kể cả đề thi học sinh giỏi và đề thi đại học số lượng câu hỏi về sắt và hợp chất sắt luôn chiếm một tỉ lệ nhất định và đặc biệt là những bài toán kinh điển Trên thực tế như vậy tôi đã mạnh dạn đưa các phương pháp giải bài tập này vào và qua giảng dạy tôi thấy học sinh... phân loại và pp giải bài toán hỗn hợp sắt và các hợp chất của sắt Theo bảo toàn nguyên tố m = mFe + mO (oxit) = (0,01+0,03).56 + 0,04.16 = 2,88 g Đáp án A 6 Dạng chuyển đổi hỗn hợp tương đương: Nhận xét: Trong số oxit sắt thì ta coi Fe3O4 là hỗn hợp của FeO và Fe2O3 có số mol bằng nhau Như vậy có thể có hai dạng chuyển đổi • Nếu cho số mol FeO và Fe2O3 có số mol bằng nhau thì ta coi như trong hỗn hợp. .. dẫn giải 4 Dạng hỗn hợp oxit sắt phản ứng với axit thường: H+ Nhận xét: Trang 13 Chuyên đề phân loại và pp giải bài toán hỗn hợp sắt và các hợp chất của sắt Đây không phải là phản ứng oxi hóa khử mà chỉ là phản ứng trao đổi Trong phản ứng này ta + 2− coi đó là phản ứng của: 2H + O → H 2O và tạo ra các muối Fe2+ và Fe3+ trong dung dịch Như vậy nếu biết số mol H+ ta có thể biết được khối lượng của. .. D 35,5g Phân tích đề: Cho oxit tác dụng với H2SO4 ta sẽ thu được 2 muối FeSO4 và Fe2(SO4)3 Do đó ta có thể coi hỗn hợp ban đầu chỉ gồm hai oxit FeO và Fe2O3 Ta thấy khối lượng muối tăng lên đó là do phản ứng: Trang 17 Chuyên đề phân loại và pp giải bài toán hỗn hợp sắt và các hợp chất của sắt 2Fe2+ + Cl2 2Fe3+ + → 2Cl- Như vậy khối lượng tăng lên đó là khối lượng của Clo Vậy từ khối lượng của Clo... Fe2O3 và Fe3O4 tác dụng với dung dịch HCl dư phản ứng kết thúc thu được 7,62 g FeCl2 và m gam FeCl3 Tính m? A 8,75 B 7,80 C 6,50 Trang 14 D 9,75 Chuyên đề phân loại và pp giải bài toán hỗn hợp sắt và các hợp chất của sắt Ví dụ 3: Hoà tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 trong 425 ml dung dịch HCl 2,0M thu được một dung dịch X chứa Fe2+ và Fe3+ với tỉ lệ số mol 1:2 Sục một lượng O2 vào dung... trong đó c là số mol của NxOy Áp dụng định luật bảo toàn e ta có: 3a nb mhh − m + = + u ⇔ 3aM + 56n.b = 7 mhh M − 7 n.M + 56 M u 56 M 8 Kết hợp với a+b=m →a = m-b ta tính được biểu thức: Trang 11 m = 0, 7 mhh + 5, 6u + 0,3b − 5, 6nb M Chuyên đề phân loại và pp giải bài toán hỗn hợp sắt và các hợp chất của sắt Trong đó: M: Là khối lượng mol của M n: Là hoá trị b: Khối lượng kim loại M u: số mol e trao . Loại 1: Hỗn hợp sắt và các oxit sắt tác dụng với chất oxi hoá mạnh Trang 5 Chun đề phân loại và pp giải bài tốn hỗn hợp sắt và các hợp chất của sắt. phân loại và pp giải bài tốn hỗn hợp sắt và các hợp chất của sắt C. Các giải pháp I. TÍNH CHẤT HỐ HỌC CỦA SẮT VÀ CÁC OXIT SẮT 1/.