giai bai tao oxi kim loai

PHNG PHP GII BI TP HN HP ST V OXIT ST Qua nhng nm ging dy tụi nhn thy rng, kh nng gii toỏn Húa hc ca cỏc em hc sinh cũn nhiu hn ch, c bit l gii toỏn Húa Hc Vụ C vỡ nhng phn ng Hoỏ Hc Vụ C thng xy rt phc tp, nht l nhng bi toỏn v cỏc kim loi chuyn tip cú nhiu húa tr nh kim loi Fe, kim loi Cr Trong ú dng bi v cỏc oxớt ca kim loi Fe l mt vớ d Khi gii cỏc bi dng ny hc sinh thng gp nhng khú khn dn n thng gii rt di dũng, nng n v mt toỏn hc khụng cn thit thm khụng gii c vỡ quỏ nhiu n s Nguyờn nhõn l hc sinh cha tỡm hiu rừ, vng cỏc nh lut hoỏ hc v cỏc h s cõn bng phn ng hoỏ hc a phng phỏp gii hp lý Xut phỏt t suy ngh mun giỳp hc sinh khụng gp phi khú khn v nhanh chng tỡm c ỏp ỏn ỳng quỏ trỡnh hc m dng toỏn ny t Chớnh vỡ vy tụi xin gii thiu chuyờn PHNG PHP GII BI TP HN HP ST V OXIT ST trao i chia s vi quớ ng nghip Cỏc nh lut cn dng : a) nh lut bo ton lng : Khi lng cỏc cht tham gia phn ng bng lng cỏc cht c to thnh sau phn ng Vớ d: Hn hp X gm Fe, FeO v Fe2O3 Cho mt lung CO i qua ng s ng m gam hn hp X nung núng Sau kt thỳc thớ nghim thu c 64 gam cht rn Y ng s v 11,2 lớt khớ A (ktc) cú t so vi H l 20,4 Tớnh giỏ tr m A 105,6 gam B 35,2 gam C 70,4 gam Hng dn gii Cỏc phn ng kh st oxit cú th cú: t 3Fe2O3 + CO 2Fe3O4 + CO2 o Trang (1) D 140,8 gam t Fe3O4 + CO 3FeO + CO2 (2) t FeO + CO Fe + CO2 (3) o o Nh vy cht rn A cú th gm cht Fe, FeO, Fe 3O4 hoc ớt hn, iu ú khụng quan trng v vic cõn bng cỏc phng trỡnh trờn cng khụng cn thit, quan trng l s mol CO phn ng bao gi cng bng s mol CO2 to thnh nA = 11,2 = 0,5 mol 22,5 Gi x l s mol ca CO2 ta cú phng trỡnh v lng ca A: 44x + 28(0,5 x) = 0,5 ì 20,4 ì = 20,4 x = 0,4 mol Thc cht phn ng kh oxớt l phn ng: CO + O nO (oxớt) = nCO2 CO2 Ta cú s sau : Fe hhX FeO Fe O + CO hhY + CO hhA CO2 Theo LBTKL ta cú: b) mX + mCO = mY + mA(CO, CO2) mX = mY + mA(CO, CO2) mX = mY + mO mX = 64 + 0,4 16 - = mCO 70,4 gam (ỏp ỏn C) nh lut bo ton nguyờn t : Tng lng mt nguyờn t trc phn ng bng tng lng ca nguyờn t ú sau phn ng Ni dung nh lut cú th hiu l tng s mol ca mt nguyờn t c bo ton phn ng Vớ d 1: Cho 4,48 lớt CO ( ktc) t t i qua ng s nung núng ng gam mt oxit st n phn ng xy hon ton Khớ thu c sau phn ng cú t so vi hiro bng 20 Cụng thc ca oxit st v phn trm th tớch ca khớ CO hn hp khớ sau phn ng l A FeO; 75% B Fe2O3; 75% C Fe2O3; 65% Trang D Fe3O4; 65% Hng dn gii FexOy + yCO xFe + yCO2 Khớ thu c cú M = 40 gm khớ CO2 v CO d n CO 44 12 n CO2 = %VCO2 = 75% 40 n CO n CO 28 Mt khỏc: n CO ( p.ư ) = n CO2 = 75 ì 0,2 = 0,15 mol nCO d = 0,05 mol 100 CO + O (trong oxit st) CO2 Thc cht phn ng kh oxit st l do: nCO = nO = 0,15 mol mO = 0,15ì16 = 2,4 gam mFe = 2,4 = 5,6 gam nFe = 0,1 mol n Fe x 0,1 = = = Fe2O3 n CO2 y 0,15 Theo phng trỡnh phn ng ta cú: (ỏp ỏn B) Vớ d 2: Kh ht m gam Fe3O4 bng CO thu c hn hp A gm FeO v Fe A tan va 0,3 lớt dung dch H2SO4 1M cho 4,48 lớt khớ (ktc) Tớnh m ? A 23,2 gam B 46,4 gam C 11,2 gam D.16,04 gam Hng dn gii Fe3O4 (n mol) (FeO, Fe) p dng nh lut bo ton nguyờn t Fe: n Fe ( Fe3O4 ) = n Fe ( FeSO4 ) c) 3Fe2+ n Fe ( FeSO ) = n SO2 = 0,3 mol 3n = 0,3 n = 0,1 m Fe3O4 = 23,2 gam (ỏp ỏn A) nh lut bo ton electron : Trong phn ng oxi húa kh: S mol electron m cht kh cho i bng s mol electron m cht oxi húa nhn v Khi dng nh lut bo ton electron vo dng toỏn ny cn lu ý: - Trong phn ng hoc mt h phn ng ch cn quan tõm n trng thỏi u v trng thỏi cui m khụng cn quan tõm n trng thỏi trung gian Trang - Nu cú nhiu cht oxi húa v cht kh thỡ s mol electron trao i l tng s mol ca tt c cht nhng hoc nhn electron Vớ d: Trn 0,81 gam bt nhụm vi hn hp X gm bt Fe 2O3 v CuO ri t núng tin hnh phn ng nhit nhụm thu c hn hp A Ho tan hon ton A dung dch HNO3 un núng thu c V lớt khớ NO (sn phm kh nht) ktc Giỏ tr ca V l: A 0,224 lớt B 0,672 lớt C 2,24 lớt D 6,72 lớt Hng dn gii Túm tt theo s : Fe O to hòa tan hoàn toàn 0,81 gam Al + hỗn hợp A VNO = ? dung dịch HNO3 CuO Thc cht bi toỏn ny ch cú quỏ trỡnh cho v nhn electron ca nguyờn t Al v N +5 Al Al3+ + 3e 0,81 27 N + 3e +2 NO 0,09 mol 0,03 mol 0,09 mol VNO = 0,03 ì 22,4 = 0,672 lớt (ỏp ỏn D) Dng bi hn hp oxớt Fe : a) Bi toỏn cho hn hp cỏc oxớt Fe : Cho hn hp X gm FeO, Fe2O3 v Fe3O4 ta cú th bin hn hp X thnh hn hp gm FeO v Fe2O3 vỡ thc cht Fe3O4 = FeO + Fe2O3 FeO FeO : ưaưmolư hhX ưư Fe2O3 ưưưưư ưưưưưhhX ưư Fe 2O3 : ưbưmolư Fe O Ta cú h phng trỡnh : m X = ưm FeO + ưm Fe2O3 72a + ư160b = ưm X ưưưư ưưư a = ưn e ưnhan n e ưnhuong = ưn e (Fe) Trang Vi cỏch bin i nh trờn thỡ bi toỏn tr nờn n gin vỡ ch cũn n s l s mol ca FeO v Fe2O3 m thụi Vớ d : Hũa tan hon ton 15,2 gam hn hp X gm FeO, Fe 2O3 v Fe3O4 dung dch HNO3 c, núng d, thy thoỏt 2,24 lớt khớ NO ( ktc) v dung dch A Cụ cn dung dch A thỡ thu c bao nhiờu gam mui khan ? Ta cú th chuyn bi toỏn trờn thnh bi toỏn sau : Hũa tan hon ton 15,2 gam hn hp X gm FeO, Fe 2O3 dung dch HNO3 c, núng d, thy thoỏt 2,24 lớt khớ NO2 ( ktc) v dung dch A Cụ cn dung dch A thỡ thu c bao nhiờu gam mui khan ? b) Bi toỏn cho hn hp gm Fe v cỏc oxớt Fe : Bi toỏn cho hn hp X gm Fe, FeO, Fe2O3 v Fe3O4 tỏc dng vi cỏc cht oxihúa mnh nh HNO3 hay H2SO4 c núng Vi trng hp ny thỡ c FeO, Fe v Fe3O4 u th hin tớnh kh, sau phn ng u to thnh Fe3+ n gin ta bin hn hp trờn thnh hn hp ú ch cú mt cht kh nht Cú nhiu cỏch bin i, theo kinh nghim ca tụi thỡ nờn ỏp dng cỏch sau : - Cỏch : Fe FeO 3+ Fe : ưaưmol Fe HNO3 ưhay ưH 2SO hhX ưư ưưhhX x x Fe O Fe O : ưbưmolư N (hay ưS ) Fe3O (ch cú Fe úng vai trũ l cht kh xy phn ng) Vi trng hp ny : n Fe ưưư = ưưưn Fe ưưư + ưưưn Fe(Fe2O3 ) Ta cú h phng trỡnh : m X = ưm Fe + ưm Fe2O3 56a + ư160b = ưm X ưư ưư n e(Fe ưnhuong) = ưn e( N ưnhan ưhay ưS ưnhan ) 3a = ưn e( N ưnhan ưhay ưS ưnhan ) Trang Cỏch : Fe Fe3+ Fe : ưaưmol FeO HNO3 ưhay ưH 2SO hhX ưư ưưư ưưưhhX ưư ưư ưư O O : ưbưmolư Fe2O3 N x (hay ưSx ) Fe3O4 Vi trng hp ny cho hn hp X tỏc dng vi dung dch HNO hay H2SO4 c núng thỡ Fe l cht kh, cũn O v HNO3 (hay H2SO4) l cht oxihúa Ta cú h phng trỡnh : m X = ưm Fe + ưmO 56a + ư16b = ưm X 3a = ưn e( N ưnhan ưhay ưS ưnhan ) + ưn e(O ưnhan ) n e(Fe ưnhuong) = ưn e( N ưnhan ưhay ưS ưnhan) + ưn e(O ưnhan ) MT S DNG BI TP VN DNG: a) Hn hp st v cỏc oxit phn ng vi cht oxi húa mnh: Vớ d: Cho 11,36 gam hn hp gm Fe, FeO, Fe 2O3 v Fe3O4 phn ng ht vi dung dch HNO3 loóng (d), thu c 1,344 lớt khớ NO (sn phm kh nht, ktc) v dung dch X Cụ cn dung dch X thu c m gam mui khan Tớnh m ? Phõn tớch : õy l bi toỏn thuc dng 2: hn hp Fe v cỏc oxớt Fe tỏc dng vi cht oxihúa mnh tớnh c lng mui Fe(NO 3)3 thu c sau phn ng ta chi cn tỡm s mol Fe hn hp ban u T phõn tớch trờn chỳng ta cú th gii bi toỏn ny theo cỏch nh sau: Cỏch 1: S mol NO = 0,06 mol Fe FeO Fe3+ Fe : ưaưmol HNO3 ưloang hhX ưư ưưhhX +2 Fe O Fe O : ưbưmolư N O : ư0,06ưmol Fe3O Quỏ trỡnh nhng v nhn e: +5 Fe ưưư ưưư3e ưưư ưưưFe3+ a ưưư ưưư3aưmol +2 N ưưư + ưưư3e ưưưưư ưưư N O ưưưưưưưưư 0,18ưmol ưư ưưư0,06ưmol Trang Ta cú h phng trỡnh: 56a + ư160b = ư11,36 a = 0,06 ưmol ưưưưư ưưưưư ưưưưư n Fe = a + 2b = 0,16 ưmol 3a = 0,18ưmol b = 0,05ưmol Nh vy n Fe( NO3 )3 = n Fe = 0,16 mol m = 38,72 gam Cỏch 2: S mol NO = 0,06 mol Fe Fe3+ Fe : ưaưmol FeO HNO3 ưloang hhX ưư ưưư ưưưhhX ưư ưư ưư O Fe O O : ưbưmolư +2 Fe3O4 N O ư:ư0,06ưmolư Quỏ trỡnh nhng v nhn e: Fe ưưư ưưư3e ưưư ưưưFe3+ a ưưư ưưư3aưmol +5 +2 N ưưư + ưưư3e ưưưưư ưưư N O ưưưưưưưưư 0,18ưmol ưư ưưư0,06ưmol O ưưư + ưưư 2e ưưưưư ưưư O b ưư ưưư2bưmol Ta cú h phng trỡnh: 56a + ư16b = ư11,36 a = 0,16ưmol ưưư ưưư ưưư ưn Fe = 0,16ưmol 3a = 0,18ư + 2b b = 0,15ưmol Nh vy n Fe( NO3 )3 = n Fe = 0,16 mol m = 38,72 gam b) t chỏy St khụng khớ ri cho sn phm phn ng vi cht oxi húa Vớ d 1: Nung núng 12,6 gam Fe ngoi khụng khớ sau mt thi gian thu c m gam hn hp X gm Fe, FeO, Fe2O3 v Fe3O4 Hn hp ny phn ng ht vi dung dch H2SO4 c núng (d), thu c 4,2 lớt khớ SO (l sn phm kh nht, ktc) Tớnh m ? Phõn tớch : S phn ng FeO,Fe3O O (kk ) Fe hhX Fe 2O3 v Fe du H 2SO dn SO2 Fe2 (SO )3 Fe phn ng vi Oxi cho sn phm oxit v lng st d, sau ú hn hp oxit ny phn ng vi H2SO4 c núng a lờn st +3 Trong quỏ trỡnh Oxi nhn e a v O2- cú oxit v H2SO4(+6) nhn e a v SO2 (+4) Nh vy: + Khi lng oxit s l tng ca lng st v oxi Trang + C quỏ trỡnh cht nhng e l Fe cht nhn l O v H2SO4 Thc cht ca bi toỏn trờn cng cú th xem l bi toỏn hn hp Fe v cỏc oxớt tỏc dng vi cht oxihúa nờn cú th cú cỏch gii nh sau: Cỏch 1: Ta cú n SO2 = 0,1875 mol , nFe = 0,225 mol Fe FeO Fe3+ Fe : ưaưmol + O2 H 2SO4 Fe ưhhX ưưhhX +2 Fe O Fe O : ưbưmolư S O2 : ư0,1875ưmol Fe3O Quỏ trỡnh nhng v nhn e: +6 +4 Fe ưưư ưưư3e ưưư ưưưFe3+ S ưưư + ưưưư 2e ưưưưư ưưưưư S O a ưưư ưưư3aưmol ưưưưưưưư 0,375ưmol ưư ư0,1875ưmol Ta cú h phng trỡnh: n Fe = a + 2b = 0,225 a = 0,125ưmol ưưưưư ưưưưư ưưư n = 3a = 0,375 mol b = 0,05 mol e Nh vy m X = m Fe + m Fe2O3 = 0,125 56 + 0,05 160 = 15 gam Cỏch 2: Ta cú n SO2 = 0,1875 mol , nFe = 0,225 mol Fe Fe3+ Fe : ưaưmol FeO H 2SO hhX ưư ưưư ưưưhhX ưư ưư ưư O O : ưbưmolư Fe2O3 +4 Fe3O4 S O ư:ư0,06ưmolư Quỏ trỡnh nhng v nhn e: +6 Fe ưưư ưưư3e ưưư ưưưFe3+ a ưưư ưưư3aưmol +4 S ưưư + ưưưư 2e ưưưưưư ưưưư S O ưưưưưưưư 0,375ưmol ưư ưư0,1875ưmol O ưưư + ưưư 2e ưưưưư ưưư O b ưư ưưư2bưmol Ta cú h phng trỡnh: n Fe = a = ư0,225 a = 0,225ưmol ưưư ưưư n = 3a = 0,375 + 2b b = 0,15 mol e Nh vy m X = m Fe + m O = 12,6 + 0,15 16 = 15 gam Trang Vớ d 2: Nung núng m gam bt st ngoi khụng khớ, sau phn ng thu c 20 gam hn hp X gm Fe, FeO, Fe 2O3 v Fe3O4 Hũa tan ht X dung dch HNO3 loóng thu c 5,6 lớt hn hp khớ Y gm NO v NO cú t so vi H2 l 19 Tớnh m v th tớch HNO3 1M ó dựng ? Phõn tớch : S phn ng O (kk ) Fe FeO,Fe3O4 Fe 2O3 v Fe du HNO3 NO NO Fe(NO ) 3 - Hn hp X gm Fe v O oxit - Xột c quỏ trỡnh ta thy ch cú Fe nhng e, Cht nhn e l Oxi v HNO3 - HNO3 nhn e cho NO v NO2 - S mol HNO3 ban u bng s mol HNO3 mui v chuyn v cỏc khớ õy cng l bi toỏn hn hp Fe v oxớt tỏc dng vi cht oxihúa mnh, nờn chỳng ta cú th gii theo cỏch sau: Cỏch 1: Theo ta cú: n NO = n NO2 = 0,125 mol Fe3+ +2 Fe : ưaưmol HNO3 ưloang 20ưgamưhhX N O : ư0,125ưmol Fe 2O3 : ưbưmolư +4 N O : ư0,125ưmol Quỏ trỡnh nhng v nhn e: Fe ưưư ưưư3e ưưư ưưưFe3+ a ưưư ưưư3aưmol +5 +2 +5 +4 N ưưư + ưưư3e ưưưưưư ưưưư N O ưưưưưưưưư 0,375ưmol ưư ưư0,125ưmol N ưưư + ưưưư1e ưưưưưư ưưưư N O ưưưưưưưưư 0,125ưmol ưư ưư0,125ưmol Ta cú h phng trỡnh: a = 0,5 ưmol 56a + ư160b = 20 ưưưưư ưưưưư ưưưưư n Fe = a + 2b = 0,3ưmol ưmol 3a = 0,125 + 0,375 b = 15 Nh vy n Fe = 0,3 mol mFe = 16,8 gam p dng LBT nguyờn t N ta cú: Trang n HNO3 = n N = n N(Muụi) + n N(Khớ) = 3n Fe + n NO + n NO2 n HNO3 = 0,3 + 0,125 + 0,125 = 1,15 mol VHNO3 = 1,5 lớt Cỏch 2: Theo ta cú: n NO = n NO2 = 0,125 mol Fe Fe3+ FeO Fe : ưaưmol +2 HNO3 ưloang 20gam ưhhX ưư ưưư ưưưhhX ưư ưư N O : ư0,125ưmol Fe O O : ưbưmolư +4 Fe3O N O : ư0,125ưmol Quỏ trỡnh nhng v nhn e: Fe ưưư ưưư3e ưưư ưưưFe3+ a ưưư ưưư3aưmol +5 +2 +5 +4 N ưưư + ưưư3e ưưưưưư ưưưư N O ưưưưưưưưư 0,375ưmol ưư ưư0,125ưmol N ưưư + ưưưư1e ưưưưưư ưưưư N O ưưưưưưưưư 0,125ưmol ưư ưư0,125ưmol O ưưư + ưưư 2e ưưưưư ưưư O b ưư ưưư2bưmol Ta cú h phng trỡnh: 56a + ư16b = 20 a = 0,3ưmol ưưư ưưư ưưư ưn Fe = 0,3ưmol 3a = 0,125 + 2b + ư0,375 b = 0,0,575 mol Nh vy n Fe = 0,3 mol mFe = 16,8 gam p dng LBT nguyờn t N ta cú: n HNO3 = n N = n N(Muụi) + n N(Khớ) = 3n Fe + n NO + n NO2 n HNO3 = 0,3 + 0,125 + 0,125 = 1,15 mol VHNO3 = 1,5 lớt c) Dng kh khụng hon ton Fe2O3 sau cho sn phm phn ng vi cht oxi húa mnh l HNO3 hoc H2SO4 c núng: Vớ d: Cho mt lung khớ CO i qua ng s ng m gam Fe 2O3 nung núng Sau mt thi gian thu c 10,44 gam cht rn X gm Fe, FeO, Fe 2O3 v Fe3O4 Hũa tan ht X dung dch HNO c, núng thu c 4,368 lớt NO (sn phm kh nht ktc) Tớnh m ? Phõn tớch : S phn ng Trang 10 Fe 2O3 CO to FeO,Fe3O Fe 2O3 , Fe HNO3dn NO2 Fe(NO )3 Trong trng hp ny xột quỏ trỡnh u v cui ta thy cht nhng e l CO, cht nhn e l HNO3 Nhng nu bit tng s mol Fe oxit ta s bit c s mol Fe2O3 Bi vy ta dựng chớnh d kin bi toỏn hũa tan X HNO tớnh tng s mol Fe õy cng l bi toỏn hn hp Fe v oxớt tỏc dng vi cht oxihúa mnh, nờn chỳng ta cú th gii theo cỏch sau: Cỏch 1: Theo ta cú: n NO2 = 0,195 mol Fe 3+ FeO Fe : ưaưmol Fe HNO3 ưdac hhX ưư ưưhhX +4 Fe O Fe O : ưbưmolư 3 N O : ư0,195ưmol Fe3O Quỏ trỡnh nhng v nhn e: +5 +4 Fe ưưư ưưư3e ưưư ưưưFe3+ N ưưư + ưưư1e ưưưưưư ưưư N O a ưưư ưưư3aưmol ưưưưưưưưư 0,195ưmol ưư ưư0,195ưmol Ta cú h phng trỡnh: 56a + ư160b = ư10,44 a = 0,065ưmol ưưư ưưư ưư n Fe = a + 2b = 0,15ưmol 3a = 0,195 mol b = 0,0425 mol Nh vy n Fe2O3 = n Fe 0,15 = = 0,075 mol m = 0,075 x 160 = 12 gam 2 Cỏch 2: Theo ta cú: n NO2 = 0,195 mol Fe Fe3+ Fe : ưaưmol FeO HNO3 ưdn 10,44gam ưhhX ưư ưưư ưưưhhX ưư ưư ưư O Fe O O : ưbưmolư +4 Fe3O N O ư:ư0,195ưmolư Quỏ trỡnh nhng v nhn e: Fe ưưư ưưư3e ưưư ưưưFe3+ a ưưư ưưư3aưmol +5 +4 N ưưư + ưưư1e ưưưưưư ưưưư N O ưưưưưưưưư 0,195ưmol ưư ưư0,195ưmol Trang 11 O ưưư + ưưư 2e ưưưưư ưưư O b ưư ưưư2bưmol Ta cú h phng trỡnh: 56a + ư16b = ư10,44 a = 0,15ưmol ưưư ưưư ưưư ưn Fe = 0,15ưmol 3a = 0,195ư + 2b b = 0,1275ưmol Nh vy n Fe2O3 = n Fe 0,15 = = 0,075 mol m = 0,075 x 160 = 12 gam 2 Nhn xột: D nhiờn bi toỏn trờn ta cng cú th gii theo cỏch tớnh s mol O b CO ly theo phng trỡnh: CO + O 2e CO v N +5 Sau ú da vo nh lut bo ton lng ta cú: d) +4 + 1e N O m = 10,44 + mO Dng hn hp oxit st phn ng vi axit thng: H+ Vớ d: Cho 7,68 gam hn hp gm FeO, Fe 3O4, Fe2O3 tỏc dng va ht vi 260 ml HCl 1M thu c dung dch X Cho X phn ng vi dung dch NaOH d thu c kt ta Y Nung Y ngoi khụng khớ n lng khụng i thu c n lng khụng i c m gam cht rn Tớnh m ? Phõn tớch : S bi toỏn FeO FeCl HCl NaOH Fe 2O3 FeCl Fe O Fe(OH) nungtrongkk Fe 2O3 Fe(OH) - Ta coi H+ ca axit ch phn ng vi O2- ca oxit - Ton b Fe oxit chuyn v Fe2O3 - T s mol H+ ta cú th tớnh c s mol O oxit t ú cú th tớnh c lng Fe cú oxit - Nung cỏc kt ta ngoi khụng khớ u thu c Fe2O3 Trang 12 Bi gii: Ta cú n H + = n HCl = 0,26 mol Theo phng trỡnh: 2H + 0,26 + [O ] H 2O 0,13 mol Theo nh lut bo ton lng ta cú: mFe + mO = 7,68 mFe = 7,68 0,13 x 16 = 5,6 gam nFe = 0,1 mol Ta cú: n Fe2O3 = n Fe = 0,1 = 0,05 mol m = 0,05 x 160 = gam Nhn xột: Ngoi cỏch gii trờn ta cng cú th quy hn hp v ch cũn FeO v Fe2O3 vỡ Fe3O4 coi nh l hn hp ca FeO + Fe2O3 vi s mol nh e) Dng st v hn hp oxit st phn ng vi axit thng: H+ Dng ny c bn ging dng th nhiờn sn phm phn ng ngoi H2O cũn cú H2 Fe phn ng Nh vy liờn quan n H+ s cú nhng phn ng sau: 2H + + [O ] H 2O 2H + + 2e H2 Nh vy chỳng ta cú th da vo tng s mol H+ v s mol H2 tỡm s mol ca O2- t ú tớnh c tng s mol ca Fe Vớ d: Cho 20 gam hn hp gm Fe, FeO, Fe 3O4, Fe2O3 tỏc dng va ht vi 700 ml HCl 1M thu c dung dch X v 3,36 lớt khớ H (ktc) Cho X phn ng vi dung dch NaOH d thu c kt ta Y Nung Y ngoi khụng khớ n lng khụng i thu c n lng khụng i c m (g) cht rn Tớnh m Phõn tớch : S bi toỏn Fe H FeO Fe(OH) HCl NaOH nungtrongkk Fe 2O3 FeCl Fe O Fe(OH) FeCl Fe3O Trang 13 + Ta coi H+ ca axit va nhn electron thnh H2 v phn ng vi O2- ca oxit + Ton b Fe oxit cui cựng chuyn v Fe2O3 + T tng s mol H+ v s mol H2 ta cú th tớnh c s mol O oxit t ú tớnh c lng Fe cú oxit Bi gii: Ta cú n H+ = n HCl = 0,7 mol v n H2 = 0,15 mol Ta cú phng trỡnh phn ng theo H+ 2H + 2a + [O ] H 2O (1) a mol 2H + + 2e 0,3 mol Ta cú: n H+ = n H + (1) + n H + (2) H2 (2) 0,15 mol 2a + 0,3 = 0,7 a = 0,2 mol Theo nh lut bo ton lng ta cú: mFe + mO = 20 gam mFe = 20 0,2 x 16 = 16,8 (gam) nFe = 0,3 mol Ta cú: n Fe2O3 = n Fe = 0,3 = 0,15 mol m = 0,15 x 160 = 24 gam f) Dng chuyn i hn hp tng ng: Trong s oxit st thỡ ta coi Fe3O4 l hn hp ca FeO v Fe2O3 cú s mol bng Nh vy cú th cú hai dng chuyn i Khi cho s mol FeO v Fe2O3 cú s mol bng thỡ ta coi nh hn hp ch l Fe3O4 cũn nu khụng cú d kin ú thỡ ta coi hn hp l FeO v Fe2O3 Nh vy hn hp t cht ta cú th chuyn thnh hn hp cht hoc cht tng ng Vớ d 1: Hn hp A gm FeO, Fe2O3, Fe3O4 (trong ú s mol FeO bng s mol Fe2O3) Hũa tan 4,64 gam dung dch H2SO4 loóng d c 200ml dung dch X Tớnh th tớch dung dch KMnO4 0,1M cn thit chun ht 100ml dung dch X ? Trang 14 Phõn tớch : Theo s mol FeO bng s mol ca Fe 2O3 nờn ta coi nh hn hp ch cú Fe3O4 Sau phn ng vi H 2SO4 s thu c mui l FeSO v Fe2(SO4)3 Dung dch KMnO4 tỏc dng vi FeSO4 H2SO4 d Nh vy t s s mol ca Fe3O4 ta cú th tớnh c s mol ca FeSO t ú tớnh s mol KMnO4 theo phng trỡnh phn ng hoc phng phỏp bo ton electron Bi gii: Vỡ s mol ca FeO bng s mol ca Fe2O3 nờn ta coi hn hp l Fe3O4 Ta cú nFe O = 4, 64 = 0, 02mol 232 Phng trỡnh phn ng: Fe3O4 + 4H2SO4 FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O 0,02 0,02 Trong 100 ml X s cú 0,01 mol FeSO4 nờn: 5Fe2(SO4)3 + K2SO4+2MnSO4+8H2O 10FeSO4 + 2KMnO4 +8H2SO4 0,01 0,002 Nh vy ta cú VKMnO = 0, 002 = 0, 02 (lit) hay 20 ml 0,1 Vớ d 2: Cho m gam hn hp oxit st gm FeO, Fe 3O4 v Fe2O3 tan va ht dd H2SO4 to thnh dung dch X Cụ cn dung dch X thu c 70,4 gam mui, mt khỏc cho Clo d i qua X ri cụ cn thỡ thu c 77,5 gam mui Tớnh m ? Phõn tớch : Cho oxit tỏc dng vi H2SO4 ta s thu c mui FeSO4 v Fe2(SO4)3 Do ú ta cú th coi hn hp ban u ch gm hai oxit FeO v Fe 2O3 Ta thy lng mui tng lờn ú l phn ng: 2Fe2+ + 2Fe3+ Cl2 + 2Cl- Nh vy lng tng lờn ú l lng ca Clo Vy t lng ca Clo ta cú th tớnh s mol ca Fe 2+ t ú tớnh c s mol FeO, mt khỏc ta Trang 15 cú tng lng mui FeSO4 v Fe2(SO4)3 m bit c FeSO4 vy t õy ta tớnh c Fe2(SO4)3 v nh vy bit c s mol ca Fe2O3 Bi gii: Coi hn hp gm FeO v Fe2O3 ta cú phng trỡnh phn ng: FeO + H2SO4 FeSO4 + Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + H2 O 3H2O Khi lng tng lờn ú chớnh l lng ca Cl- cú mui theo phng trỡnh: 2Fe2+ + Vy n Cl = Cl2 2Fe3+ + 2Cl- 77,5 70,4 = 0,2 mol n Fe2+ = n FeSO4 = n FeO = 0,2 mol 35,5 M m FeSO4 + m Fe2 (SO4 )3 = 70,4 n Fe2 (SO4 )3 = 70,4 0,2 152 = 0,1 mol 400 n Fe2 (SO4 )3 = n Fe2O3 = 0,1 mol m = m FeO + m Fe2O3 = 0,2 72 + 0,1 160 = 30,4 gam .HT Trong bi vit cú s dng t liu su tm trờn internet t ng nghip Trang 16 [...]... 2O3 →  FeCl 3  Fe O  3 4 Fe(OH) 2 ↓ nungtrongkk → Fe 2O3  Fe(OH) ↓ 3  - Ta coi H+ của axit chỉ phản ứng với O2- của oxit - Toàn bộ Fe trong oxit chuyển về Fe2O3 - Từ số mol H+ ta có thể tính được số mol O trong oxit từ đó có thể tính được lượng Fe có trong oxit - Nung các kết tủa ngoài không khí đều thu được Fe2O3 Trang 12 Bài giải: Ta có n H + = n HCl = 0,26 mol Theo phương trình: 2H... Fe(OH) ↓ 2 3   FeCl 3  3  Fe3O 4 Trang 13 + Ta coi H+ của axit vừa nhận electron để thành H2 và phản ứng với O2- của oxit + Toàn bộ Fe trong oxit cuối cùng chuyển về Fe2O3 + Từ tổng số mol H+ và số mol H2 ta có thể tính được số mol O trong oxit từ đó tính được lượng Fe có trong oxit Bài giải: Ta có n H+ = n HCl = 0,7 mol và n H2 = 0,15 mol Ta có phương trình phản ứng theo H+ 2H + 2a + [O 2− ] ... ml 0,1 Ví dụ 2: Cho m gam hỗn hợp oxit sắt gồm FeO, Fe 3O4 và Fe2O3 tan vừa hết trong dd H2SO4 tạo thành dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu được 70,4 gam muối, mặt khác cho Clo dư đi qua X rồi cô cạn thì thu được 77,5 gam muối Tính m ? 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 Fe 2O3 Ta thấy khối lượng... này xét quá trình đầu và cuối ta thấy chất nhường e là CO, chất nhận e là HNO3 Nhưng nếu biết tổng số mol Fe trong oxit ta sẽ biết được số mol Fe2O3 Bởi vậy ta dùng chính dữ kiện bài toán hòa tan X trong HNO 3 đề tính tổng số mol Fe Đây cũng là bài toán hỗn hợp Fe và oxít tác dụng với chất oxihóa mạnh, nên chúng ta có thể giải theo 2 cách sau: Cách 1: Theo đề ra ta có: n NO2 = 0,195 mol Fe 3+ FeO Fe... có thể giải theo cách tính số mol O bị CO lấy theo phương trình: CO + O 2−  − 2e  → CO 2 và N +5 Sau đó dựa vào định luật bảo toàn khối lượng ta có: d) +4 + 1e → N O 2 m = 10,44 + mO Dạng hỗn hợp oxit sắt phản ứng với axit thường: H+ Ví dụ: Cho 7,68 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe 3O4, Fe2O3 tác dụng vừa hết với 260 ml HCl 1M thu được dung dịch X Cho X phản ứng với dung dịch NaOH dư thu được kết tủa Y... lượng ta có: mFe + mO = 20 gam ⇒ mFe = 20 – 0,2 x 16 = 16,8 (gam) ⇒ nFe = 0,3 mol Ta có: n Fe2O3 = n Fe 2 = 0,3 = 0,15 mol ⇒ m = 0,15 x 160 = 24 gam 2 f) Dạng chuyển đổi hỗn hợp tương đương: 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 Khi đề ra cho số mol FeO và Fe2O3 có số mol bằng nhau thì ta coi như trong hỗn hợp chỉ là... mol ⇒ m = 0,05 x 160 = 8 gam 2 Nhận xét: Ngoài cách giải trên ta cũng có thể quy hỗn hợp về chỉ còn FeO và Fe2O3 vì Fe3O4 coi như là hỗn hợp của FeO + Fe2O3 với số mol như nhau e) Dạng sắt và hỗn hợp oxit sắt phản ứng với axit thường: H+ Dạng này cơ bản giống dạng thứ 4 tuy nhiên sản phẩm phản ứng ngoài H2O còn có H2 do Fe phản ứng Như vậy liên quan đến H+ sẽ có những phản ứng sau: 2H + + [O 2− ]  ... ng vi Oxi cho sn phm oxit v lng st d, sau ú hn hp oxit ny phn ng vi H2SO4 c núng a lờn st +3 Trong quỏ trỡnh Oxi nhn e a v O2- cú oxit v H2SO4(+6) nhn e a v SO2 (+4) Nh vy: + Khi lng oxit s... Fe(OH) - Ta coi H+ ca axit ch phn ng vi O2- ca oxit - Ton b Fe oxit chuyn v Fe2O3 - T s mol H+ ta cú th tớnh c s mol O oxit t ú cú th tớnh c lng Fe cú oxit - Nung cỏc kt ta ngoi khụng khớ u thu c... electron thnh H2 v phn ng vi O2- ca oxit + Ton b Fe oxit cui cựng chuyn v Fe2O3 + T tng s mol H+ v s mol H2 ta cú th tớnh c s mol O oxit t ú tớnh c lng Fe cú oxit Bi gii: Ta cú n H+ = n HCl = 0,7