sau đây xin giới thiệu cho các bạn tham khảo tài liệu gồm tổng hợp lý thuyết và bài tập hóa học 12 học kì 2. gồm các lý thuyết + bài tập trắc nghiệm về lý thuyết và bài toán cho các bạn tham khảo. chúc các bạn thành công.
Trang 1CHUYÊN ĐỀ LTĐH: SẮT VÀ HỢP CHẤT p1
LÝ THUYẾT TỞNG HỢP
A Các phản ứng – khái niệm
1 Vị trí của Fe
Cấu hình electron Fe (Z = 26): 1s22s22p63s23p63d64s2 hay [Ar]3d64s2
Vị trí: ơ 26, chu kì 4, nhóm VIIIB
Fe2+: [Ar]3d6; Fe3+: [Ar]3d5
2 Tính chất vật lí của Fe
Là kim loại nặng, màu trắng xám, dẻo, khó nóng chảy, dẫn điện và dẫn nhiệt tớt (kém Ag, Cu, Al), có tính nhiễm tư
3 Các quặng sắt
5 loại quặng sắt:
Hematit nâu: Fe2O3.nH2O
Hematit đỏ: Fe2O3
Manhetit: Fe3O4
Xiđerit: FeCO3
Pirit sắt: FeS2
Quặng giàu sắt nhất: manhetit, quặng ít sắt nhất: pirit
Sản xuất gang: quặng hematit và manhetit
4 Các phản ứng
3Fe + 4H2O (hơi) Fe3O4 + 4H2↑ Fe + H2O (hơi) FeO + H2↑
Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag↓ Fe(NO3)2 + AgNO3 → Fe(NO3)3 + Ag↓
* HCl, H 2 SO 4 loãng: Fe bị oxi hóa lên Fe 2+
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑
Fe+ H2SO4 loãng → FeSO4 + H2↑
* H 2 SO 4 đặc:
H2SO4 đặc, nguợi: Fe thụ đợng giớng Al, Cr.
H2SO4 đặc, nóng: Fe bị oxi hóa lên mức cao nhất Fe 3+
2Fe + 6H2SO4 đặc Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O
* HNO 3 :
HNO3 đặc, nguợi: Fe thụ đợng giớng Al, Cr.
HNO3 loãng; HNO3 đặc, nóng: Fe bị oxi hóa lên mức cao nhất Fe 3+
Fe + 4HNO3 loãng → Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O
Fe + 6HNO3 đặc Fe(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O
5 Hợp kim của sắt
Gang là hợp kim của Fe và C (2 – 5%) và các nguyên tớ Si, Mn, S, …
Trang 1/112
Trang 2 Thép là hợp kim của Fe và C (0,01 – 2%) và rất ít các nguyên tố khác Si, Mn, Cr, Ni, …
Ví dụ: Fe + 2Fe(NO 3 ) 3 → 3Fe(NO 3 ) 2 Fe + Fe 2 (SO 4 ) 3 → 3FeSO 4
Phản ứng: Fe3O4 + 8HCl 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O
Fe3O4 + 4H2SO4 loãng Fe2(SO4)3 + FeSO4 + 4H2O
Ứng dụng:
Muối Fe2+ mất màu thuốc tím: 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 loãng 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
Muối Fe3+ hòa tan được Cu: 2FeCl3 + Cu → 2FeCl2 + CuCl2
Vd1 Hòa tan một oxit sắt vào dung dịch H2SO4 loãng dư thu được dung dịch A Dung dịch A hòa tan bột Cu và làm mất màu dung dịch KMnO4 Oxit đó là
Vd2 Cho hỗn hợp bột Fe, Cu vào dung dịch HNO3 loãng, phản ứng kết thúc thấy có bột Fe còn dư Dung dịch thu được sau phản ứng có chứa:
A Fe(NO3)3, Cu(NO3)2 B Fe(NO3)3, HNO3, Cu(NO3)2
C Fe(NO3)2 D Fe(NO3)2, Fe(NO3)3, Cu(NO3)2
Vd3 Cho 12,4 gam Fe vào dung dịch HNO3 đến khi phản ứng xong còn dư 4 gam Fe Thể tích NO thu được (ở đktc)là
Vd4 Cho hỗn hợp Fe3O4 và Cu vào dung dịch HCl dư Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn người ta thu được dungdịch X và chất rắn Y Như vậy trong dung dịch X có chứa:
Vd5 CÑ – 2012 Cho 42,4 gam hỗn hợp gồm Cu và Fe3O4 (có tỉ lệ mol tương ứng là 3 : 1) tác dụng với dung dịch HCl dư, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn còn lại m gam chất rắn Giá trị của m là
B Bài tập vận dụng
1 Cho 100 ml dung dịch gồm FeCl2 0,6M và FeCl3 0,2M tác dụng với dung dịch NaOH dư Lọc kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi được chất rắn B Khối lượng B là
2 Cho hỗn hợp X gồm 0,1 mol Fe3O4 và 0,4 mol Cu vào 400 ml dung dịch HCl 2M Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được chất rắn có khối lượng là
3 Cho m gam hỗn hợp gồm Fe và Zn có tỉ lệ mol 1 : 1 vào 100 ml dung dịch CuSO4 0,9M thu được m gam chất rắn
Y Giá trị m là
4 Cho m gam bột sắt tác dụng với 100 ml dung dịch gồm CuSO4 0,1M và AgNO3 0,2M, sau khi phản ứng kết thúc thu được phần rắn A có khối lượng là 1,62 gam Vậy trong A gồm:
5 Cho hỗn hợp X gồm Fe và FeO tan hết vào dung dịch H2SO4 loãng dư thu được dung dịch A và 1,12 lít khí (ở đktc) Dung dịch A làm mất màu vưa đúng 30 ml dung dịch KMnO4 1M Khối lượng hỗn hợp X là
Trang 3A 13,6g B 18g C 10,8g D 10g
6 Cần bao nhiêu tấn quặng manhetit chứa 80% Fe3O4 để luyện thành 800 tấn gang có hàm lượng sắt 95%, biết H = 99%
A 1060,13 tấn B 1039,03 tấn C 1298,79 tấn D 1325,16 tấn
7 Nung nóng 16,8 gam bột sắt trong không khí, sau một thời gian thu được m gam hỗn hợp x gồm các oxit sắt và sắt
dư Hòa tan hết hỗn hợp X bằng H2SO4 đậm đặc nóng thu được 5,6 lít SO2 (đktc) Giá trị m là
8 Cho 12,4 gam Fe vào dung dịch HNO3 đến khi phản ứng xong còn dư 4 gam Fe Thể tích NO thu được (ở đktc) là
9 Cho 2,16 gam FeO tác dụng hết với dung dịch HNO3 loãng dư, thu được dung dịch X và V lít (đktc) khí NO duy nhất Tính V?
10 Cho m gam hỗn hợp gồm Fe, Ni, Cu vào dung dịch HNO3 dư Sau khi phản ứng kết thúc thu được 9,57 gam muốivà 0,672 lít khí NO ở đktc (sản phẩm khử duy nhất) Giá trị m là
11 Nguyên tắc chung của quá trình sản xuất gang trong công nghiệp là khử oxit sắt ở nhiệt độ cao bằng:
12 Cho dãy các chất: FeO, MgO, Fe3O4, Al2O3, CaCO3, FeCO3 Số chất trong dãy bị oxi hóa bởi dung dịch H2SO4
đặc, nóng là:
13 Cho hỗn hợp gồm Al, Na, Al(OH)3, Al2O3, FeO vào dung dịch NaOH dư thu được chất rắn X X gồm
A Na, FeO B Al2O3, Al, Al(OH)3 C Al, Na D FeO
14 Khử a gam một oxit sắt bằng CO ở nhiệt độ cao, thu được 1,68 gam Fe và 1,76 gam CO2 CTHH của oxit sắt là
15 Để sản xuất 10 tấn gang chứa 95% Fe và 5% C phải cần a tấn Fe2O3 và b tấn than cốc (cacbon) Giá trị của a và b là: (H = 100%)
A 13,57 tấn và 3,05 tấn B 8,7 tấn và 1,95 tấn.
C 27,1 tấn và 0,425 tấn D 16,96 tấn và 0,625 tấn.
16 Cho hỗn hợp Fe3O4 và Cu vào dung dịch HCl dư Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn người ta thu được dung dịch
X và chất rắn Y Như vạy trong dung dịch X có chứa:
A HCl, FeCl2, FeCl3 B HCl, CuCl2 C HCl, FeCl3, CuCl2 D HCl, CuCl2, FeCl2
17 Nhúng một lá sắt nhỏ vào dung dịch chứa một trong những chất sau: FeCl3, AlCl3, CuSO4, Pb(NO3)2, NaCl, HCl,HNO3 dư, H2SO4 đặc nóng, dư, NH4NO3 Số phản ứng tạo muối Fe(II) là
18 X và Y là hai kim loại trong số các kim loại sau: Al, Fe, Ni, Cu, Ag, Zn.
- X phản ứng với dung dịch HCl, phản ứng với dung dịch NaOH nhưng không phản ứng với nước, không phản ứng với dung dịch H2SO4 đặc nguội
- Y không phản ứng với dung dịch HCl, không phản ứng với dung dịch NaOH nhưng phản ứng với dung dịch
AgNO3, phản ứng với dung dịch HNO3
X và Y lần lượt là:
19 Phản ứng giữa cặp chất nào dưới đây không thể sử dụng để điều chế muối Fe(II)?
A Fe(OH)2 + H2SO4 (loãng) B FeCO3 + HNO3 (loãng)
Trang 3/112
Trang 420 Hòa tan mợt oxit sắt vào dung dịch H2SO4 loãng dư thu được dung dịch A dung dịch A hòa tan bợt Cu và làm mất màu dung dịch KMnO4 Oxit đó là
CHUYÊN ĐỀ LTĐH: SẮT VÀ HỢP CHẤT p2
LÝ THUYẾT TỞNG HỢP
A Tóm tắt kiến thức
1 Hợp chất Fe(II) có tính khử, hợp chất Fe(III) chỉ có tính oxi hóa
* Lưu ý hợp chất Fe(II) vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử trong đó tính khử là chủ yếu.
Mợt sớ phản ứng thể hiện tính khử của hợp chất Fe(II)
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3↓ (nâu đỏ)
4Fe(OH)2 + O2 2Fe2O3 + 4H2O
3Fe(OH)2 + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO↑ + 8H2O
2Fe(OH)2 + 4H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 6H2O
3FeO + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO↑ + 5H2O
2FeO + 4H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 4H2O
4FeCO3 + O2 2Fe2O3 + 4CO2
Mợt sớ phản ứng thể hiện tính oxi hóa của hợp chất Fe(III)
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
2 Điều chế hợp chất sắt
* FeO
Fe2O3 + CO 2FeO + CO2
Fe + H2O (hơi) FeO + H2↑
Fe(OH)2 FeO + H2O
3 Màu hợp chất sắt
Sắt là kim loại nặng, màu trắng xám, dẻo, khó nóng chảy, dẫn điện và dẫn nhiệt tớt (kém Ag, Cu, Al), có tính nhiễm tư
Cấu hình electron Fe (Z = 26): 1s22s22p63s23p63d64s2 hay [Ar]3d64s2
Vị trí: ơ 26, chu kì 4, nhóm VIIIB
Fe2+: [Ar]3d6; Fe3+: [Ar]3d5
Nung sắt trong khơng khí sẽ sinh oxit sắt tư: 3Fe + 2O2 Fe 3 O 4
FeO: chất rắn màu đen, khơng tan trong nước, có tính khử, tính oxi hóa, tính bazơ.
Fe(OH)2: kết tủa màu trắng xanh, bị nhiệt phân, có tính khử, tính bazơ.
FeS (sắt (II) sunfua) là chất rắn màu đen.
Trang 5 FeS2 (sắt (II) đisunfua) là chất rắn màu vàng, có vẻ sáng kim loại.
FeCO 3 là chất rắn, màu trắng, bị nhiệt phân, có tính khử
Dung dịch muối Fe 2+ có màu lục nhạt, có tính khử, tính oxi hóa
Fe 2 O 3 là chất rắn, màu nâu đỏ, không tan trong nước, có tính bazơ, tính oxi hóa
Fe(OH) 3 là chất kết tủa nâu đỏ, bị nhiệt phân, có tính bazơ
Các muối Fe 3+ đều tan trong nước, dung dịch có màu vàng nâu
Fe 3 O 4 ↔ FeO.Fe2O3 ↔ oxit kép, chất rắn màu đen, không tan trong nước, có tính bazơ, tính khử, tính oxi hóa
4 Các phản ứng
FeCl2 + 3AgNO3 Fe(NO3)3 + 2AgCl + Ag
10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 loãng 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
4Fe(NO3)2 2Fe2O3 + 8NO2 + O2
Fe3O4 + 8HCl 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O
Fe3O4 + 4H2SO4 loãng Fe2(SO4)3 + FeSO4 + 4H2O
5 Hai hợp kim quan trọng của Sắt
I GANG
1/ Thành phần, phân loại, tính chất, ứng dụng
Gang là hợp kim của Fe và C (2 – 5%) và các nguyên tố Si, Mn, S, …
Ít C, rất ít Si, nhiều xementit Fe3C Nhiều C và Si
Rất cứng và giòn, dùng luyện thép Kém cứng và giòn, dùng chế tạo máy, ống dẫn nước
2/ Sản xuất gang
a) Nguyên liệu
- Quặng sắt: hematit và manhetit
- Than cốc (C): cung cấp nhiệt, tạo CO làm chất khử và là một thành phần trong gang
- Chất chảy (CaCO3): chuyển chất khó nóng chảy là SiO2 trong gang thành chất dễ nóng chảy là CaSiO3 CaSiO3 nổi lên trên gang gọi là xỉ silicat, được tách bỏ
b) Những PƯHH xảy ra trong quá trình luyện quặng thành gang
Phản ứng tạo thành CO
Thổi không khí nóng vào lò, than cốc cháy hoàn toàn
C + O2 CO
CO2 sinh ra khử than cốc chưa cháy thành CO
C + CO2 2CO (phản ứng thu nhiệt, nhiệt độ còn khoảng 13000C)
Phản ứng khử oxit sắt
Trang 6CaO + SiO2 → CaSiO3 (canxi silicat)
c) Sự tạo thành gang
Ở nhiệt độ khoảng 15000C, sắt nóng chảy có hòa tan một phần cacbon và một lượng nhỏ mangan, silic, …đó là gang
II THÉP
1/ Thành phần, phân loại, tính chất, ứng dụng
Thép là hợp kim của Fe và C (0,01 – 2%) và rất ít các nguyên tố khác Si, Mn, Cr, Ni, …
Ít C, Si, Mn và rất ít S, P Có chứa thêm Si, Mn, Cr, Ni, W, V, …
Dùng xây dựng nhà cửa, vật dụng gia đình Chế tạo thép inox, lưỡi dao cắt, đường ray xe lửa
2/ Sản xuất thép
a) Nguyên liệu
- Gang trắng hoặc gang xám, sắt thép phế liệu
- Dầu ma zút hoặc khí đốt, khí oxi
- Chất chảy là CaO
b) Những PƯHH xảy ra trong quá trình luyện gang thành thép
Thổi oxi vào gang nóng chảy thì các tạp chất bị oxi hóa.
C và S bị oxi hóa thành CO2 và SO2 tách ra khỏi gang
Si và P bị oxi hóa thành oxit khó bay hơi
Si + O2 → SiO2 4P + 5O2 → 2P2O5
SiO2, P2O5 tác dụng với chất chảy CaO tạo thành xỉ nổi trên bề mặt thép lỏng
3CaO + P2O5 → Ca3(PO4)2 CaO + SiO2 → CaSiO3
B Bài tập vận dụng
1 GANG: hợp kim của Fe với C (2 – 5%) và một lượng nhỏ Si, Mn, S, …
- Gang xám: chứa cacbon ở dạng than chì dùng để đúc bệ máy, ống dẫn nước, cánh cửa, …
- Gang trắng: chứa ít cacbon, chủ yếu dạng xementit Fe3C dùng để luyện thép
* Nguyên tắc sản xuất gang: khử quặng sắt oxit bằng than cốc trong lò cao.
* Nguyên liệu sản xuất gang: hematit đỏ Fe2O3, than cốc và chất chảy (CaCO3 hoặc SiO2)
2 THÉP: hợp kim của Fe với C (0,01 – 2%) và một lượng nhỏ Si, Mn, Cr, Ni, …
* Nguyên tắc sản xuất thép: giảm hàm lượng các tạp chất (C, S, Si, Mn, …) có trong gang bằng cách oxi hóa các
tạp chất đó thành oxit rồi biến thành xỉ và tách ra khỏi thép
- Thép thường (thép cacbon):
Thép mềm ( ≤ 0,1%C): dễ gia công, dùng để kéo sợi, cán thành thép lá,…
Thép cứng (> 0,9%C): chế tạo các chi tiết máy như vòng bi, vỏ xe bọc thép,…
- Thép đặc biệt:
Thép chứa 13% Mn rất cứng, được dùng làm máy nghiền đá
Thép chứa khoảng 20% Cr và 10% Ni rất cứng và không gỉ, được dùng làm dụng cụ gia đình (thìa, dao,…), dụng cụ y tế,…
Thép chứa khoảng 18% W và 5% Cr rất cứng, được dùng để chế tạo máy cắt, gọt như máy phay, máy nghiền đá,…
1 Dãy kim loại bị thụ động trong axit HNO3 đặc, nguội là
A Fe, Al, Cr B Fe, Al, Ag C Fe, Al, Cu D Fe, Zn, Cr.
2 Cấu hình electron nào sau đây là của Fe3+? Biết Fe (Z = 26)
Trang 73 Đốt cháy sắt trong không khí, thì phản ứng xảy ra là
A 3Fe + 2O2 → Fe3O4 B 4Fe + 3O2 → 2Fe2O3
C 2Fe + O2 → 2FeO D tạo hỗn hợp FeO, Fe2O3, Fe3O4
5 Cho 46,4g Fe3O4 tác dụng hết với dung dịch H2SO4 loãng Khối lượng muối khan thu được là:
6 Có thể dùng một hóa chất để phân biệt Fe2O3 và Fe3O4 Hóa chất này là
7 Cho dung dịch FeCl2, ZnCl2 tác dụng với dung dịch NaOH dư, sau đó lấy kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi, chất rắn thu được là chất nào sau đây?
A FeO và ZnO B Fe2O3 và ZnO C Fe3O4 D Fe2O3
* Nung trong không khí
4Fe(OH)2 + O2 2Fe2O3 + 4H2O
4Fe(NO3)2 2Fe2O3 + 8NO2 + O2
4FeCO3 + O2 2Fe2O3 + 4CO2
8 Cho 100 ml dung dịch gồm FeCl2 0,6M và FeCl3 0,2M tác dụng với dung dịch NaOH dư Lọc kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi được chất rắn B Khối lượng B là
9.A – 2009 Cho phương trình hóa học: Fe3O4 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NxOy + H2O
Sau khi cân bằng phương trình hóa học trên với hệ số của các chất là những số nguyên, tối giản thì hệ số của HNO3
12.CÑ – 2012 Cho 42,4 gam hỗn hợp gồm Cu và Fe3O4 (có tỉ lệ mol tương ứng là 3 : 1) tác dụng với dung dịch HCl dư, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn còn lại m gam chất rắn Giá trị của m là
13.CÑ – 2013 Phát biểu nào sau đây không đúng ?
A Kim loại Fe phản ứng với dung dịch HCl tạo ra muối sắt (II).
B Dung dịch FeCl3 phản ứng được với kim loại Fe
C Kim loại Fe không tan trong dung dịch H2SO4 đặc, nguội
D Trong các phản ứng hóa học, ion Fe2+ chỉ thể hiện tính khử
14.CÑ – 2013 Hòa tan hết 0,2 mol FeO bằng dung dịch H2SO4 đặc, nóng (dư), thu được khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất) Hấp thụ hoàn toàn khí SO2 sinh ra ở trên vào dung dịch chứa 0,07 mol KOH và 0,06 mol NaOH, thu đượcdung dịch chứa m gam muối Giá trị của m là
15.A – 2007 Hòa tan 5,6 gam Fe bằng dung dịch H2SO4 loãng (dư), thu được dung dịch X Dung dịch X phản ứng vưa đủ với V ml dung dịch KMnO4 0,5M Giá trị của V là
Trang 7/112
Trang 8A 80 B 40 C 20 D 60
16.A – 2008 Cho 11,36 gam hỡn hợp gờm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng (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 muới khan Giá trị của m là
17 CĐ – 2011 Hòa tan hoàn toàn 13,00 gam Zn trong dung dịch HNO3 loãng, dư thu được dung dịch X và 0,448 lít khí N2 (đktc) Khới lượng muới trong dung dịch X là
18.B – 2008 Cho 2,16 gam Mg tác dụng với dung dịch HNO3 (dư) Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 0,896 lít khí NO (ở đktc) và dung dịch X Khới lượng muới khan thu được khi làm bay hơi dung dịch X là
19.A – 2009 Hòa tan hoàn toàn 12,42 gam Al bằng dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được dung dịch X và 1,344 lít (ở đktc) hỡn hợp khí Y gờm hai khí là N2O và N2 Tỉ khới của hỡn hợp khí Y so với khí H2 là 18 Cơ cạn dung dịch
X, thu được m gam chất rắn khan Giá trị của m là
CHUYÊN ĐỀ LTĐH: SẮT VÀ HỢP CHẤT p3
DẠNG TOÁN CƠ BẢN
Dang 1: Fe dư + Fe
Ví dụ: Fe + 2Fe(NO 3 ) 3 → 3Fe(NO 3 ) 2 Fe + Fe 2 (SO 4 ) 3 → 3FeSO 4
1.1 Hòa tan 11,2 gam Fe bằng dung dịch HNO3, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được hỡn hợp sản phẩm khử (gờm NO2, NO, N2O và N2), dung dịch X và thấy còn lại 2,8 gam Fe Khi cơ cạn dung dịch X thu được m gam muới khan Giá trị của m là
1.2 Hòa tan hoàn toàn m gam Fe vào 0,2 lít dung dịch HNO3 1M, phản ứng tạo ra sản phẩm khử duy nhất là NO Giá trị lớn nhất của m là
1.3 Hòa tan hoàn toàn 11,2 gam Fe vào dung dịch HNO3 Sau khi các phản ứng kết thúc thu được 3,36 lít khí NO (ở đktc, sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch chứa 2 muới Khi cơ cạn dung dịch X thu được khới lượng muới khan là
1.4 Cho m gam bợt Fe vào axit H2SO4 đặc, nóng, dư thu được V1 lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất) Trong mợt thínghiệm khác, cho m gam bợt Fe vào dung dịch H2SO4 loãng, dư, thu được V2 lít khí H2 Mới quan hệ giữa V1 và V2
là (các thể tích khí đo trong cùng điều kiện nhiệt đợ, áp suất)
A V1 = V2 B V1 = 1,5V2 C V2 = 1,5V1 D V2 = 3V1
Dang 2: Fe
Ví dụ: Fe(NO 3 ) 2 + AgNO 3 → Fe(NO 3 ) 3 + Ag↓
2.1 Cho 6,16 gam bợt sắt vào 300 ml dung dịch AgNO3 1M Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam chất rắn Giá trị của m là
Trang 9A 23,76 gam B 32,40 gam C 36,40 gam D 35,92 gam
2.2 Cho m gam bột Fe tác dụng với 500 ml dung dịch AgNO3 1M Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 48,6gam Ag Giá trị của m là
2.3 Cho 12 gam hỗn hợp bột Cu và Fe (có tỉ lệ số mol 1 : 1) vào 225 ml dung dịch AgNO3 a(M) Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 48,6 gam Ag Giá trị của a là
2.4 Tiến hành hai thí nghiệm sau:
- Thí nghiệm 1: Cho m gam bột Fe (dư) vào V1 lít dung dịch Cu(NO3)2 1M;
- Thí nghiệm 2: Cho m gam bột Fe (dư) vào V2 lít dung dịch AgNO3 0,1M
Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lượng chất rắn thu được ở hai thí nghiệm đều bằng nhau Giá trị của V1
so với V2 là
A V1 = V2 B V1 = 10V2 C V1 = 5V2 D V1 = 2V2
Dang 3: Fe
Ví dụ: FeCl 2 + 2AgNO 3 → Fe(NO 3 ) 2 + 2AgCl↓
Fe(NO 3 ) 2 + AgNO 3 → Fe(NO 3 ) 3 + Ag↓
Nếu n≥3n AgNO 3 FeCl 2
thì: FeCl 2 + 3AgNO 3 → Fe(NO 3 ) 3 + 2AgCl↓ + Ag↓
3.1 Cho 100 ml dung dịch FeCl2 1,2M tác dụng với 200 ml dung dịch AgNO3 2M, thu được m gam kết tủa Giá trị của m là
3.2 Cho 0,2 mol FeCl2 vào dung dịch chứa 0,7 mol AgNO3, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được khối lượng kết tủa là
3.3 Cho 10,12 gam FeCl2.7H2O vào 120 ml dung dịch AgNO3 1M Khuấy đều cho các phản ứng xảy hoàn toàn, sau phản ứng thu được khối lượng kết tủa là
3.4 Cho 28 gam Fe tác dụng với 500 ml dung dịch HCl 1,5M, sau khi phản ứng kết thúc thu được dung dịch X Cho
dung dịch X tác dụng với dung dịch AgNO3 dư, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam chất rắn Giá trị của m là
3.5 Hòa tan hoàn toàn 24,4 gam hỗn hợp gồm FeCl2 và NaCl (có tỉ lệ số mol tương ứng là 1 : 2) vào một lượng nước (dư), thu được dung dịch X Cho dung dịch AgNO3 (dư) vào dung dịch X, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn sinh m gam chất rắn Giá trị của m là
Củng cố
1 Dãy kim loại bị thụ động trong axit HNO3 đặc, nguội là
A Fe, Al, Cr B Fe, Al, Ag C Fe, Al, Cu D Fe, Zn, Cr.
2 Cấu hình electron nào sau đây là của Fe3+? Biết Fe (Z = 26)
3 Đốt cháy sắt trong không khí, thì phản ứng xảy ra là
A 3Fe + 2O2 → Fe3O4 B 4Fe + 3O2 → 2Fe2O3
Trang 9/112 Rắn thu được gồm Ag và AgCl
Trang 10C 2Fe + O2 → 2FeO D tạo hỗn hợp FeO, Fe2O3, Fe3O4
4 Hòa tan Fe vào dung dịch AgNO3 dư, dung dịch thu được chứa chất nào sau đây?
C Fe(NO3)2, Fe(NO3)3, AgNO3 D Fe(NO3)3, AgNO3
5 Chia bột kim loại X thành 2 phần Phần một cho tác dụng với Cl2 tạo ra muối Y Phần 2 cho tác dụng với HCl tạo
ra muối Z Cho kim loại X tác dụng với muối Y lại thu được muối Z Vậy X là kim loại nào sau đây?
6 Cho 46,4g Fe3O4 tác dụng hết với dung dịch H2SO4 loãng Khối lượng muối khan thu được là:
7 Câu nào đúng khi nói về gang?
A Là hợp kim của Fe có tư 6% → 10% C và một ít S, Mn, P, Si.
B Là hợp kim của Fe có tư 2% → 5% C và một ít S, Mn, P, Si.
C Là hợp kim của Fe có tư 0,01% → 2% C và một ít S, Mn, P, Si.
D Là hợp kim của Fe có tư 6% → 10% C và một lượng rất ít S, Mn, P, Si.
8 Cặp chất nào không xảy ra phản ứng?
A Dung dịch NaOH và Al2O3 B K2O và H2O
C Dung dịch FeCl2 và Ag D Cu và HNO3 đặc nguội
9 Cho H2 dư đi qua ống sứ chứa hỗn hợp gồm Fe2O3, Al2O3 và MgO (nung nóng) Khi phản ứng hoàn toàn thu được chất rắn gồm:
A Fe, Al2O3, Mg B Fe2O3, Al, MgO C Fe, Al, Mg D Fe, Al2O3, MgO
10 Cho hỗn hợp bột Fe, Cu vào dung dịch HNO3 loãng, phản ứng kết thúc thấy có bột Fe còn dư Dung dịch thu được sau phản ứng có chứa:
A Fe(NO3)3, Cu(NO3)2 B Fe(NO3)3, HNO3, Cu(NO3)2
C Fe(NO3)2 D Fe(NO3)2, Fe(NO3)3, Cu(NO3)2
11 Ngâm lá sắt trong các dung dịch riêng biệt: MgSO4, Pb(NO3)2, Fe2(SO4)3, Ni(NO3)2, HCl Số trường hợp khối lượng lá sắt giảm sau phản ứng là
12 Trong phòng thí nghiệm để bảo quản muối Fe2+ người ta thường:
A Ngâm vào đó một đinh sắt B Cho vào đó vài giọt dung dịch HCl.
C Mở nắp lọ đựng dung dịch D Cho vào đó vài giọt dung dịch H2SO4 loãng
13 Xiđerit là một trong số các quặng sắt quan trọng có công thức là:
14 Khử hoàn toàn 6,64 g hỗn hợp Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 cần 2,24 lít CO (đktc) Lượng Fe thu được là:
15 Quặng giàu sắt nhất trong tự nhiên nhưng hiếm là:
16 Hỗn hợp bột gồm Fe, Cu, Ag, Al Hóa chất duy nhất dùng tách Ag sao cho khối lượng không đổi là
17 Dùng H2O có thể nhận biết dãy chất nào sau đây?
A Các kim loại: Na, Al, Ba, Fe B Các chất bột: K2O, FeO, Al2O3
C Các kim loại: Ca, Cu, Al, Ag D Các chất bột: Na2O, K2O, Al2O3
18 Để điều chế Fe(NO3)2 ta có thể dùng phản ứng nào sau đây?
A Fe + HNO3 B dd Fe(NO3)3 + Fe C FeO + HNO3 D FeS + HNO3
Trang 1119 Cho dãy kim loại: Zn, Fe, Cr Thứ tự giảm dần đợ hoạt đợng hóa học của các kim loại tư trái sang phải là:
A Zn, Fe, Cr B Fe, Zn, Cr C Zn, Cr, Fe D Cr, Fe, Zn.
20 Nung 8,1 gam Al với 23,2 gam Fe3O4 ở nhiệt đợ cao (giả sử chỉ có phản ứng khử oxit sắt thành sắt) thu được hỡn hợp X Cho hỡn hợp X vào dung dịch H2SO4 loãng dư, đun nóng thu được 8,064 lít H2 (đktc) Hiệu suất của phản ứng nhiệt nhơm là
21 Có thể dùng mợt hóa chất để phân biệt Fe2O3 và Fe3O4 Hóa chất này là
A dd HCl loãng B dd HCl đặc C dd H2SO4 loãng D dd HNO3 loãng
22 Cho dung dịch FeCl2, ZnCl2 tác dụng với dung dịch NaOH dư, sau đó lấy kết tủa nung trong khơng khí đến khới lượng khơng đởi, chất rắn thu được là chất nào sau đây?
A FeO và ZnO B Fe2O3 và ZnO C Fe3O4 D Fe2O3
23 Nhúng mợt là sắt nhỏ vào dung dịch chứa mợt trong những chất sau: FeCl3, AlCl3, HCl, H2SO4 loãng, NaCl, CuSO4 Sớ trường hợp tạo ra muới sắt (II) là:
CHUYÊN ĐỀ ltđh: SẮT VÀ HỢP CHẤT p4
CƠNG THỨC NHANH THƯỜNG DÙNG
THAM KHẢO: dang toán cấp đợ 2, 3
1 A – 2011 Đun nóng m gam hỡn hợp Cu và Fe có tỉ lệ khới lượng tương ứng 7 : 3 với mợt lượng dung dịch
HNO3 Khi các phản ứng kết thúc, thu được 0,75m gam chất rắn, dung dịch X và 5,6 lít hỡn hợp khí (đktc) gờm NO và NO2 (khơng có sản phẩm khử khác của N+5) Biết lượng HNO3 đã phản ứng là 44,1 gam Giá trị của m là
2 A – 2014 Hỡn hợp X gờm Al, Fe3O4 và CuO, trong đó oxi chiếm 25% khới lượng hỡn hợp Cho 1,344 lít khí CO (đktc) đi qua m gam X nung nóng, sau mợt thời gian thu được chất rắn Y và hỡn hợp khí Z có tỉ khới so với H2 bằng
18 Hòa tan hoàn toàn Y trong dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được dung dịch chứa 3,08m gam muới và 0,896 lít
khí NO (ở đktc, là sản phẩm khử duy nhất) Giá trị m gần giá trị nào nhất sau đây?
3A – 2014 Đớt cháy 4,16 gam hỡn hợp gờm Mg và Fe trong khí O2, thu được 5,92 gam hỡn hợp X chỉ gờm các oxit Hòa tan hoàn toàn X trong dung dịch HCl vưa đủ, thu được dung dịch Y Cho dung dịch NaOH dư vào Y, thu được kết tủa Z Nung Z trong khơng khí đến khới lượng khơng đởi, thu được 6 gam chất rắn Mặt khác cho Y tác dụng với dung dịch AgNO3 dư, thu được m gam kết tủa Giá trị của m là
4A – 2013 Cho hỡn hợp X gờm 0,01 mol Al và a mol Fe vào dung dịch AgNO3 đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được m gam chất rắn Y và dung dịch Z chứa 3 cation kim loại Cho Z phản ứng với dung dịch NaOH dư trong điều
kiện khơng có khơng khí, thu được 1,97 gam kết tủa T Nung T trong khơng khí đến khới lượng khơng đởi, thu
được 1,6 gam chất rắn chỉ chứa mợt chất duy nhất Giá trị của m là
CƠNG THỨC NHANH
TÍNH KHỚI LƯỢNG MUỚI DỰA VÀO “SĐB”
mmuới nitrat = mKL + 62ne nhận (kể cả 8.NH 4 NO 3 ) +
mmuới sunfat = mKL + 48ne nhận = mKL + 96 nSO2
với ne nhận = nkhí.SĐB
SĐB của các khí như sau: H 2 (2), Cl 2 (2), O 2 (4), NO 2 (1), NO (3), N 2 O (8), N 2 (10), NH 4 NO 3 (8), SO 2 (2), …
Trang 11/112
Trang 121 Hòa tan hết 16,3g hỗn hợp kim loại gồm Fe, Al, Mg trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được 0,55 mol SO2 Cô cạn dung dịch sau phản ứng, khối lượng chất rắn khan thu được là:
2 Hòa tan hoàn toàn 3,58 gam hỗn hợp Al, Fe, Cu bằng dung dịch HNO3 thu được hỗn hợp sản phẩm gồm 0,04 mol
NO và 0,06 mol NO2 Khối lượng muối có trong dung dịch sau phản ứng (không chứa muối amoni) là:
3 Cho m gam hỗn hợp gồm Fe, Ni, Cu vào dung dịch HNO3 dư Sau khi phản ứng kết thúc thu được 9,57 gam muối và 0,672 lít khí NO ở đktc (sản phẩm khử duy nhất) Giá trị m là
4 Cho 21 gam hỗn hợp 3 kim loại Fe, Cu, Al tác dụng hoàn toàn với lượng dư dung dịch HNO3 thu được 5,376 lít hỗn hợp 2 khí NO và NO2 có tỉ khối so với H2 là 17 Tính khối lượng muối thu được sau phản ứng
5 Cho 1,35 gam hỗn hợp gồm Cu, Mg, Al tác dụng với dung dịch HNO3 dư, thu được 1,12 lít (đktc) hỗn hợp khí NOvà NO2 có tỉ khối so với hiđro bằng 20 Biết phản ứng không tạo muối NH4NO3 Tổng khối lượng muối nitrat sinh ralà:
6 Cho 11,9 gam hỗn hợp Al và Zn tác dụng vưa đủ với dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được 3,92 lít hỗn hợp hai khí
H2S và SO2 có tỉ khối so với H2 là 23,429 Tính khối lượng muối thu được sau khi cô cạn dung dịch sau phản ứng
7 CÑ - 2014 Cho 2,19 gam hỗn hợp gồm Cu, Al tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO3 dư, thu được dung dịch
Y và 0,672 lít khí NO (ở đktc, là sản phẩm khử duy nhất) Khối lượng muối trong Y là
TÍNH KHỐI LƯỢNG MUỐI DỰA VÀO LƯỢNG HNO3
Nguyên tắc: Lượng N trong HNO3 sẽ “di chuyển” vào muối và sản phẩm khử nên BTNT Nitơ ta có:
nHNO p�3 nenh�n n s�Nkh�
= 2nNO2 4nNO 10nN O2 12nN2 10nNH NO4 3
nH SO p�2 4 2nSO2 4n 5nS H S2
Điều kiện : Công thức trên chỉ áp dụng cho hỗn hợp kim loại + axit.
Khi hỗn hợp có thêm oxi (như oxit) dùng công thức mở rộng sau:
7 Hòa tan hỗn hợp X gồm 2 kim loại A, B trong axit HNO3 loãng Kết thúc phản ứng thu được hỗn hợp khí Y có 0,1 mol NO; 0,15 mol NO2 và 0,05 mol N2O Biết rằng không có phản ứng tạo muối NH4NO3 Số mol HNO3 phản ứng là:
8 Hòa tan 10,71 gam hỗn hợp gồm Al, Zn, Fe trong 4 lít dung dịch HNO3 aM vưa đủ thu được dung dịch A (không chứa muối NH4NO3) và 1,792 lít hỗn hợp khí gồm N2 và N2O có tỉ lệ mol 1 : 1 Cô cạn dung dịch A thu được m gam muối khan Giá trị của m, a là:
9 CÑ – 2012 Hòa tan hoàn toàn 8,9 gam hỗn hợp gồm Mg và Zn bằng lượng vưa đủ 500 ml dung dịch HNO3 1M Sau khi các phản ứng kết thúc, thu được 1,008 lít khí N2O (đktc) duy nhất và dung dịch X chứa m gam muối Giá trị của m:
Trang 1310 B – 2012 Cho 29 gam hỡn hợp gờm Al, Cu và Ag tác dụng vưa đủ với 950 ml dd HNO3 1,5M, thu được dung dịch chứa m gam muới và 5,6 lít hỡn hợp khí X (đktc) gờm NO và N2O Tỉ khới hơi của X so với H2 là 16,4 Giá trị của m là:
CHUYÊN ĐỀ ltđh: SẮT VÀ HỢP CHẤT p5
BẢO TOÀN E CẤP ĐỢ 2: BÁN PHẢN ỨNG
Cách 2: DùngBTe kiểm tra:
Vai trò H+ trong pư: 4H+ + NO + 3e → NO↑ + 2H3 2O
Tư bán phản ứng, thấy rằng nếu đi tư HNO3 thì n e nhận = H +p�
3 n
4 và n NO = p�
1
+ H n 4
Các trường hợp khác phải xác định tỉ lệ 3
H NO
n T n
TN1: Cho 3,84 gam Cu phản ứng với 80 ml dung dịch HNO3 1M thoát ra V1 lít NO
TN2: Cho 3,84 gam Cu phản ứng với 80 ml dung dịch chứa HNO3 1M và H2SO4 0,5M thoát ra V2 lít NO
Biết NO là sản phẩm khử duy nhất, các thể tích khí đo ở cùng điều kiện Quan hệ giữa V1 và V2 là
A V2 = V1 B V2 = 2V1 C V2 = 2,5V1 D V2 = 1,5V1
1.2 B – 2008 Thể tích dung dịch HNO3 1M (loãng) ít nhất cần dùng để hòa tan hoàn toàn mợt hỡn hợp gờm 0,15 mol Fe và 0,15 mol Cu là (biết phản ứng tạo chất khử duy nhất là NO)
1.3 Dung dịch A chứa 0,01 mol Fe(NO3)3 và 0,15 mol HCl có khả năng hòa tan tới đa bao nhiêu gam Cu kim loại (Biết NO là sản phẩm khử duy nhất)?
Trang 13/112
Trang 14A 2,88 gam B 3,92 gam C 3,2 gam D 5,12 gam
1.4 A – 2009 Cho 6,72 gam Fe vào 400 ml dung dịch HNO3 1M, đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được khí
NO (sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch X Dung dịch X có thể hòa tan tối đa m gam Cu Giá trị của m là
A 17,8 và 4,48 B 10,8 và 4,48 C 17,8 và 2,24 D 10,8 và 2,24.
1.7 B – 2013 Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 2,8 gam Fe và 1,6 gam Cu trong 500 ml dung dịch hỗn hợp HNO3
0,1M và HCl 0,4M, thu được khí NO (khí duy nhất) và dung dịch X Cho X vào dung dịch AgNO3 dư, thu được m gam chất rắn Biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn, NO là sản phẩm khử duy nhất của N+5 trong các phản ứng Giá trị của m là
2.1 B – 2009 Cho 2,24 gam bột sắt vào 200 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm AgNO3 0,1M và Cu(NO3)2 0,5M Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X và m gam chất rắn Y Giá trị của m là
2.4 A – 2010 Cho 19,3 gam hỗn hợp bột gồm Zn và Cu có tỉ lệ mol tương ứng là 1 : 2 vào dung dịch chứa 0,2 mol
Fe2(SO4)3 Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam kim loại Giá trị của m là
Trang 15C 3,6 gam < a ≤ 9 gam D 5,4 gam < a ≤ 9 gam
3.4 A – 2009 Cho hỡn hợp gờm 1,12 gam Fe và 1,92 gam Cu vào 400 ml dung dịch chứa hỡn hợp gờm H2SO4
0,5M và NaNO3 0,2M Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X và khí NO (sản phẩm khí duy nhất) Cho V ml dung dịch NaOH 1M vào dung dịch X thì lượng kết tủa thu được là lớn nhất Giá trị tới thiểu của V là
-SẮT – CROM TRÊN ĐỀ THI ĐẠI HỌC
I – Câu hỏi giáo khoa thường gặp
1 Các lưu y
Lưu ý 1: Fe3O4 + HCl → FeCl2 + FeCl3 + H2O
Fe3O4 + H2SO4 loãng → FeSO4 + Fe2(SO4)3 + H2O
Ví dụ: CĐ – 2008 Hòa tan hoàn toàn Fe 3 O 4 trong dung dịch H 2 SO 4 loãng (dư) được dung dịch X1 Cho lượng dư
bợt Fe vào dung dịch X1 (trong điều kiện khơng có khơng khí) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X2 chứa chất tan là
A Fe2(SO4)3 và H2SO4 B FeSO4 C Fe2(SO4)3 D FeSO4 và H2SO4
Lưu ý 2: Các hợp chất < +3 (thường gặp là FeO, Fe3O4, Fe(OH)2, FeCl2, Fe(NO3)2, FeCO3, FeS, FeS2, FeSO4,
… ) khi gặp H 2 SO 4 đặc, HNO 3 luơn tạo Fe 3+ + sản phẩm khử (SO 2 / NO) + H 2 O
Trang 15/112
Trang 16Ví dụ: 3FeO + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO↑ + 5H2O
Fe3O4 + 10HNO3 đặc 3Fe(NO3)3 + NO2 + 5H2O
2Fe3O4 + 10H2SO4 đặc 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 5H2O
3Fe(OH)2 + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO↑ + 8H2O
2Fe(OH)2 + 4H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 6H2O
2FeS + 15H2SO4 đặc Fe2(SO4)3 + 9SO2↑ + 15H2O
FeS + 6HNO3 loãng Fe(NO3)3 + H2SO4 + 3NO + 3H2O
4FeCO3 + O2 2Fe2O3 + 4CO2
3FeCO3 + 10HNO3 loãng 3Fe(NO3)3 + NO + 3CO2 + 5H2O
FeCO3 + 4HNO3 đặc Fe(NO3)3 + NO2 + CO2 + 2H2O
FeCl2 + HNO3 đặc Fe(NO3)3 + NO2 + 2HCl + H2O
5FeCl2 + 8HCl loãng + KMnO4 5FeCl3 + KCl + MnCl2 + 7H2O
6FeCl2 + 14HCl loãng + K2Cr2O7 6FeCl3 + 2CrCl3 + 2KCl + 7H2O
2FeSO4 + 2H2SO4 đặc Fe2(SO4)3 + SO2 + 2H2O
Fe(NO3)2 + 2HNO3 đặc Fe(NO3)3 + NO2 + H2O
3Fe(NO3)2 + 4HNO3 loãng 3Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
Lưu ý 3: Fe3+ có tính oxi hóa khi gặp kim loại, , H2S:
2Fe 3+ + 2 → 2Fe 2+ + I 2 chỉ có khử được Fe 3+ về Fe 2+ vì có tính khử mạnh nhất.
2Fe 3+ + H 2 S → 2Fe 2+ + S↓ + 2H +
Lưu ý 4: Fe3+ chuyển thành Fe(OH)3 khi gặp các muối CH COO3
, SO32, CO23 , CrO24
Fe3+ + 3CH3 + 3H2O Fe(OH)3 + 3CH3COOH
2Fe3+ + + 3H2O 2Fe(OH)3 + 3CO2
2Fe3+ + 3 + 3H2O 2Fe(OH)3 + 3SO2
2Fe3+ + 6 + 3H2O 2Fe(OH)3 +
Lưu ý 5: Chỉ có Fe2O3 + axit → muối Fe3+ + H2O vì sắt đã đạt hóa trị cao nhất.
2 Câu hỏi trên đề thi (có đáp án để HS phân tích, củng cố kiến thức)
Fe + HCl → FeCl2 + H2 Fe + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2
Fe + muối [Ni2+; Cu2+] → Fe2+ + [Ni; Cu] Fe (dư) + AgNO3 → Fe(NO3)2 + Ag↓
Fe + S
0
t
Fe + H2O (hơi) FeO + H2↑ Cnkn o : “ kim loại + Fe3+ → Fe2+ (trư Ag)”
Ví dụ 1: A – 2013 Kim loại sắt tác dụng với dung dịch nào sau đây tạo ra muối sắt (II)?
C H2SO4 đặc, nóng, dư D MgSO4
Ví dụ 2: CÑ – 2007 Để khử ion Fe3+ trong dung dịch thành ion Fe2+ có thể dùng một lượng dư
A kim loại Mg B kim loại Cu C kim loại Ba D kim loại Ag
Ví dụ 3: B – 2007 Cho hỗn hợp Fe, Cu phản ứng với dung dịch HNO3 loãng Sau khi phản ứng hoàn toàn, thu được dung dịch chỉ chứa một chất tan và kim loại dư Chất tan đó là
Trang 17Ví dụ 4: A – 2011 Thực hiện các thí nghiệm sau:
(1) Đốt dây sắt trong khí clo
(2) Đốt nóng hỗn hợp bột Fe và S (trong điều kiện không có oxi)
(3) Cho FeO vào dung dịch HNO3 (loãng, dư)
(4) Cho Fe vào dung dịch Fe2(SO4)3
(5) Cho Fe vào dung dịch H2SO4 (loãng, dư)
Có bao nhiêu thí nghiệm tạo ra muối sắt (II) ?
Ví dụ 5: CÑ – 2007 Cho kim loại M tác dụng với Cl2 được muối X; cho kim loại M tác dụng với dung dịch HCl được muối Y Nếu cho kim loại M tác dụng với dung dịch muối X ta cũng được muối Y Kim loại M có thể là
Fe + HNO3 loãng → Fe(NO3)3 + NO↑ + H2O Fe + HNO3 đặc → Fe(NO3)3 + NO 2 ↑ + H2O
Fe + H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + SO 2 ↑ + H2O Fe + AgNO3 dư → Fe(NO3)3 + Ag↓
Fe + Cl2
0
t
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3↓: kết tủa trắng xanh chuyển sang nâu đỏ khi để trong không khí
4Fe(OH)2 + O2 2Fe2O3 + 4H2O: nung trong không khí tạo Fe2O3
4FeCO3 + O2 2Fe2O3 + 4CO2: nung trong không khí tạo Fe2O3
FeCl2 + 3AgNO3 Fe(NO3)3 + 2AgCl + Ag Fe(NO3)2 SR + AgNO3 dư Fe(NO3)3 + Ag
10FeSO 4 + 2KMnO 4 + 8H 2 SO 4 loãng 5Fe 2 (SO 4 ) 3 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8H 2 O
* Fe 2 O 3 thường gặp trong phản ứng nung hoặc đốt quặng pirit sắt:
FeSO4 + 3AgNO3 Fe(NO3)3 + Ag2SO4 + Ag
4Fe(NO3)2 2Fe2O3 + 8NO2 + O2
4FeS + 7O2 2Fe2O3 + 4SO2
4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2
4FeCl2 + 3O2 2Fe2O3 + 4Cl2
4Fe(NO3)2 2Fe2O3 + 8NO2 + O2
4FeSO4 2Fe2O3 + 4SO2 + O2
Ví dụ 1: CÑ – 2007 Cho hỗn hợp X gồm Mg và Fe vào dung dịch axit H 2 SO 4 đặc, nóng đến khi các phản ứng xảy
ra hoàn toàn, thu được dung dịch Y và một phần Fe không tan Chất tan có trong dung dịch Y là
C MgSO4 và Fe2(SO4)3 D MgSO4, Fe2(SO4)3 và FeSO4
Ví dụ 2: CÑ – 2012 Dung dịch loãng (dư) nào sau đây tác dụng được với kim loại sắt tạo thành muối sắt(III)?
c) Màu hợp chất Sắt
Sắt là kim loại nặng, màu trắng xám, dẻo, khó nóng chảy, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt (kém Ag, Cu, Al), có tính nhiễm tư
Cấu hình electron Fe (Z = 26): 1s22s22p63s23p63d64s2 hay [Ar]3d64s2
Vị trí: ô 26, chu kì 4, nhóm VIIIB
Trang 17/112
Trang 18Fe2+: [Ar]3d6; Fe3+: [Ar]3d5.
Nung sắt trong không khí sẽ sinh oxit sắt tư: 3Fe + 2O2 Fe 3 O 4
FeO: chất rắn màu đen, không tan trong nước, có tính khử, tính oxi hóa, tính bazơ.
Fe(OH)2: kết tủa màu trắng xanh, bị nhiệt phân, có tính khử, tính bazơ.
FeS (sắt (II) sunfua) là chất rắn màu đen.
FeS2 (sắt (II) đisunfua) là chất rắn màu vàng, có vẻ sáng kim loại.
FeCO 3 là chất rắn, màu trắng, bị nhiệt phân, có tính khử
Dung dịch muối Fe 2+ có màu lục nhạt, có tính khử, tính oxi hóa
Fe 2 O 3 là chất rắn, màu nâu đỏ, không tan trong nước, có tính bazơ, tính oxi hóa
Fe(OH) 3 là chất kết tủa nâu đỏ, bị nhiệt phân, có tính bazơ
Các muối Fe 3+ đều tan trong nước, dung dịch có màu vàng nâu
Fe 3 O 4 ↔ FeO.Fe2O3 ↔ oxit kép, chất rắn màu đen, không tan trong nước, có tính bazơ, tính khử, tính oxi hóa
d) Phản ứng quan trọng Crom
Crom là kim loại chuyển tiếp (nguyên tố d)
Cấu hình electron Cr (Z = 24): 1s22s22p63s23p63d54s1 hay [Ar]3d54s1 Vị trí: ô 24, chu kì 4, nhóm VIB
Cr2+: [Ar]3d4; Cr3+: [Ar]3d3
Số oxi hóa thường gặp của crom: + 2, + 3, + 6
Cr + 2HCl CrCl2 + H2↑ Cr + H2SO4 loãng CrSO4 + H2↑
2Cr + 6H2SO4 đặc Cr2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O
Cr + 4HNO3 loãng → Cr(NO3)3 + NO↑ + 2H2O
K2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO4 loãng → Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
K2Cr2O7 + 14HCl đặc → 2CrCl3 + 2KCl + 3Cl2 + 7H2O
K2Cr2O7 + 6KI + 7H2SO4 loãng → Cr2(SO4)3 + 4K2(SO4)3 + 3I2 + 7H2O
K2Cr2O7 + 3H2S + 4H2SO4 loãng Cr2(SO4)3 + 3S + K2SO4 + 7H2O
K2Cr2O7 + 3H2S + H2O 2Cr(OH)3 + 3S + 2KOH
CrCl3 + Zn → CrCl2 + ZnCl2
Muối Cr3+ vưa có tính oxi hóa vưa có tính khử.
Trong môi trường axit, Cr3+ bị Zn khử thành muối Cr2+:
+ 6Br+ 4H2O
Trang 19 Cnkn0: “Khi thêm axit, màu đậm dần” màu vàng (cromat) chuyển sang màu da cam (đicromat).
màu da cam màu vàng
e) Màu hợp chất Crom
CrO là chất rắn màu đen, không tan trong nước, có tính khử, tính bazơ CrO là oxit bazơ.
Cr(OH) 2 là chất rắn màu vàng, không tan trong nước, có tính khử, tính bazơ
Cr 2 O 3 dạng bột, màu lục thẫm, không tan trong nước, không tan trong axit loãng, kiềm loãng, thể hiện tính lưỡng tính ở nhiệt độ cao phản ứng Cr2 O 3 xảy ra trong axit đặc, kiềm đặc.
CrO3 là chất rắn màu đỏ thẫm, hút nước mạnh và chuyển thành dung dịch axit CrO3 là oxit axit.
Tác dụng với nước tạo hỗn hợp axit:
CrO3 là chất oxi hóa rất mạnh, một số chất S, P, C, NH3, C2H5OH, … bốc cháy khi trộn với CrO3.
2CrO3 + 2NH3 → Cr2O3 + N2 + 3H2O
f) So sánh Al, Cr, Fe
Đều không phản ứng (thụ động) với HNO3 đặc, nguội, H2SO4 đặc, nguội
Ví dụ 1: CÑ – 2008 Kim loại M phản ứng được với: dung dịch HCl, dung dịch Cu(NO3)2, dung dịch HNO3 (đặc, nguội) Kim loại M là
Ví dụ 2: CÑ – 2011 Dãy gồm các kim loại đều tác dụng được với dung dịch HCl nhưng không tác dụng với dung dịch HNO3 đặc, nguội là:
Crom và nhôm
* Bề mặt crom được che phủ bởi lớp crom (III) oxit có cấu tạo mịn, đặc chắc và bền vững bảo vệ (giống nhôm) nên ở nhiệt độ thường, crom bền vững về mặt hóa học.
* Giống Al: bền trong không khí và nước vì có màng Cr2O3 bảo vệ, thụ động trong HNO3 đặc nguội, H2SO4 đặc nguội
Cr2O3, Cr(OH)3 lưỡng tính giống Al2O3, Al(OH)3
* Khác Al: Cr không tan trong dung dịch kiềm.
Al, Cr + HCl, H2SO4 loãng theo tỉ lệ mol khác nhau: Al + 3HCl → AlCl3 + 3/2 H2↑
Cr + 2HCl → CrCl2 + H2↑
Trang 19/112
Trang 20Crom và sắt
* Tính khử giảm dần: Al > Zn > Cr > Fe nên 4Cr + 3O 2 2Cr 2 O 3 trong khi3Fe + 2O 2 Fe 3 O 4
Dùng Al để điều chế Cr tư oxit bền của nó: Cr2O3 + 2Al Al2O3 + 2Cr
* Giống Fe: Với axit HCl, H2SO4 loãng: tạo hợp chất Fe2+, Cr2+
Với axit H2SO4 đặc, HNO3: tạo hợp chất Fe3+, Cr3+
Trong không khí, chuyển thành Fe(OH)3, Cr(OH)3: 4Cr(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O → 4Cr(OH) 3
Nung trong không khí 4Cr(OH) 2 + O 2 2Cr 2 O 3 + 4H 2 O
3 Câu hỏi tổng hợp
Ví dụ 1: B – 2014 Phương trình hóa học nào sau đây không đúng?
A 2Fe + 3H2SO4 (loãng) → Fe2(SO4)3 + 3H2 B Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2
A Fe(NO3)2, AgNO3 B Fe(NO3)3, AgNO3
C Fe(NO3)2, Fe(NO3)3 D Fe(NO3)2, AgNO3, Fe(NO3)3
Ví dụ 3: CÑ – 2013 Phát biểu nào sau đây không đúng ?
A Kim loại Fe phản ứng với dung dịch HCl tạo ra muối sắt (II).
B Dung dịch FeCl3 phản ứng được với kim loại Fe
C Kim loại Fe không tan trong dung dịch H2SO4 đặc, nguội
D Trong các phản ứng hóa học, ion Fe2+ chỉ thể hiện tính khử
Ví dụ 4: A – 2014 Phát biểu nào sau đây là sai?
A Trong môi trưởng kiềm, Br2 oxi hóaCrO2
thành CrO24
B Cr(OH)3 tan được trong dung dịch NaOH
C CrO3 là một oxit axit
D Cr phản ứng với axit H2SO4 loãng tạo thành Cr3+
Ví dụ 5: A – 2013 Cho sơ đồ phản ứng: Cr X Y
Chất Y trong sơ đồ trên là
Ví dụ 6: A – 2013 Cho phương trình phản ứng:
aFeSO4 + bK2Cr2O7 + cH2SO4 → dFe2(SO4)3 + eK2SO4 + fCr2(SO4)3 + gH2O
Tỉ lệ a : b là
Ví dụ 7: B – 2012 Phát biểu nào sau đây là sai?
A Cr(OH)3 tan trong dung dịch NaOH
B Trong môi trường axit, Zn khử Cr3+ thành Cr
C Photpho bốc cháy khi tiếp xúc với CrO3
D Trong môi trường kiềm, Br2 oxi hóa thành
Ví dụ 8: A – 2007 Khi nung hỗn hợp các chất Fe(NO3)2, Fe(OH)3 và FeCO3 trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được một chất rắn là
Ví dụ 9: A – 2007 Phát biểu không đúng là:
A Hợp chất Cr(II) có tính khử đặc trưng còn hợp chất Cr(VI) có tính oxi hóa mạnh.
Trang 21B Các hợp chất Cr2O3, Cr(OH)3, CrO, Cr(OH)2 đều có tính chất lưỡng tính.
C Các hợp chất CrO, Cr(OH)2 tác dụng được với dung dịch HCl còn CrO3 tác dụng được với dung dịch NaOH
D Thêm dung dịch kiềm vào muối đicromat, muối này chuyển thành muối cromat.
Ví dụ 10: A – 2012 Nhận xét nào sau đây không đúng ?
A Vật dụng làm bằng nhôm và crom đều bền trong không khí và nước vì có màng oxit bảo vệ.
B Crom là kim loại cứng nhất trong tất cả các kim loại.
C Nhôm và crom đều bị thụ động hóa bởi HNO3 đặc, nguội
D Nhôm và crom đều phản ứng với dung dịch HCl theo cùng tỉ lệ số mol.
Ví dụ 11: A – 2012 Nhận xét nào sau đây không đúng?
A BaSO4 và BaCrO4 hầu như không tan trong nước
B Al(OH)3 và Cr(OH)3 đều là hiđroxit lưỡng tính và có tính khử
C SO3 và CrO3 đều là oxit axit
D Fe(OH)2 và Cr(OH)2 đều là bazơ và có tính khử
Ví dụ 12: B – 2013 Hòa tan hoàn toàn Fe3O4 trong dung dịch H2SO4 loãng (dư), thu được dung dịch X Trong các chất: NaOH, Cu, Fe(NO3)2, KMnO4, BaCl2, Cl2 và Al, số chất có khả năng phản ứng được với dung dịch X là
II – Dang toán & những chú y
1 Số đặc biệt của FeO, Fe3O4 là 1 (khi hai oxit này qua H2SO4 đặc, nóng hoặc qua HNO3)
Ví dụ: A – 2014 Cho hỗn hợp gồm 1 mol chất X và 1 mol chất Y tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đặc, nóng (dư), tạo ra 1 mol khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất) Hai chất X, Y là:
A Fe, Fe2O3 B FeO, Fe3O4 C Fe3O4, Fe2O3 D Fe, FeO.
Với AgNO 3 dư rắn (kết tủa) thu được gồm { Ag, AgCl }:
FeCl2 + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2AgCl↓
Fe(NO3)2 + AgNO3 → Fe(NO3)3 + Ag↓
Nếu n≥3nAgNO 3 FeCl 2
thì: FeCl2 + 3AgNO3 → Fe(NO3)3 + 2AgCl↓ + Ag↓
Ví dụ 1: A – 2014 Đốt cháy 4,16 gam hỗn hợp gồm Mg và Fe trong khí O2, thu được 5,92 gam hỗn hợp X chỉ gồm các oxit Hòa tan hoàn toàn X trong dung dịch HCl vưa đủ, thu được dung dịch Y Cho dung dịch NaOH dư vào Y,
thu được kết tủa Z Nung Z trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được 6 gam chất rắn Mặt khác cho Y tác dụng với dung dịch AgNO 3 dư, thu được m gam kết tủa Giá trị của m là
Ví dụ 2: A – 2013 Cho hỗn hợp X gồm 0,01 mol Al và a mol Fe vào dung dịch AgNO3 đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được m gam chất rắn Y và dung dịch Z chứa 3 cation kim loại Cho Z phản ứng với dung dịch NaOH dư trong
điều kiện không có không khí, thu được 1,97 gam kết tủa T Nung T trong không khí đến khối lượng không đổi,
thu được 1,6 gam chất rắn chỉ chứa một chất duy nhất Giá trị của m là
Ví dụ 3: CÑ – 2009 Cho 100 ml dung dịch FeCl 2 1,2M tác dụng với 200 ml dung dịch AgNO 3 2M, thu được m gam
kết tủa Giá trị của m là
Ví dụ 4: CÑ - 2013 Hỗn hợp X gồm FeCl 2 và NaCl có tỉ lệ mol tương ứng là 1 : 2 Hòa tan hoàn toàn 2,44 gam X
vào nước, thu được dung dịch Y Cho Y phản ứng hoàn toàn với dung dịch AgNO 3 dư, thu được m gam chất rắn
Giá trị của m là
Trang 21/112
Trang 22A 5,74 B 2,87 C 6,82 D 10,80
3 Dang toán ion: Fe + 4H+ + → Fe3+ + NO + 2H2O
3Cu + 8H+ + 2 → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O
Cu + 2Fe3+ → Cu2+ + 2Fe2+
Ví dụ 1: A – 2008 Cho 3,2 gam bột Cu tác dụng với 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm HNO 3 0,8M và H 2 SO 4 0,2M
Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, sinh ra V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) Giá trị của V là
Ví dụ 2: CÑ - 2014 Nung nóng 8,96 gam bột Fe trong khí O2 một thời gian, thu được 11,2 gam hỗn hợp chất rắn X
gồm Fe, FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 Hòa tan hết X trong dung dịch hỗn hợp gồm a mol HNO 3 và 0,06 mol H 2 SO 4, thu đượcdung dịch Y (không chứa NH+4) và 0,896 lít khí NO duy nhất (đktc) Giá trị của a là
Ví dụ 3: A – 2013 Cho m gam Fe vào bình chứa dung dịch gồm H 2 SO 4 và HNO 3, thu được dung dịch X và 1,12 lít
khí NO Thêm tiếp dung dịch H2SO4 dư vào bình thu được 0,448 lít khí NO và dung dịch Y Biết trong cả hai trường
hợp NO là sản phẩm khử duy nhất, đo ở điều kiện tiêu chuẩn Dung dịch Y hòa tan vưa hết 2,08 gam Cu (không
tạo thành sản phẩm khử của N+5) Biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn Giá trị của m là
Ví dụ 4: A – 2009 Cho hỗn hợp gồm 1,12 gam Fe và 1,92 gam Cu vào 400 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm H 2 SO 4
0,5M và NaNO 3 0,2M Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X và khí NO (sản phẩm khí duy
nhất) Cho V ml dung dịch NaOH 1M vào dung dịch X thì lượng kết tủa thu được là lớn nhất Giá trị tối thiểu của V là
4 Dạng toán {Cu, Fe3O4, Fe2O3} + HCl/ H2SO4 loãng dư
Rắn không tan là: Cu dư sau 2 phản ứng Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O
Cu + 2FeCl3 → CuCl2 + 2FeCl2
Ví dụ 1: A – 2011 Cho hỗn hợp X gồm Fe2O3, ZnO và Cu tác dụng với dung dịch HCl (dư) thu được dung dịch Y vàphần không tan Z Cho Y tác dụng với dung dịch NaOH (loãng, dư) thu được kết tủa
C Fe(OH)2, Cu(OH)2 và Zn(OH)2 D Fe(OH)3 và Zn(OH)2
Ví dụ 2: CÑ – 2012 Cho 42,4 gam hỗn hợp gồm Cu và Fe3O4 (có tỉ lệ mol tương ứng là 3 : 1) tác dụng với dung dịch HCl dư, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn còn lại m gam chất rắn Giá trị của m là
5 Dạng toán Quy đổi:
A – 2008 Để hòa tan hoàn toàn 2,32 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe3O4 và Fe2O3 (trong đó số mol FeO bằng số mol
Fe2O3), cần dùng vưa đủ V lít dung dịch HCl 1M Giá trị của V là
A – 2008 Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu được m gam muối khan Giá trị của m là
Trang 23CHUYÊN ĐỀ LTĐH: CROM VÀ HỢP CHẤT p1
LÝ THUYẾT TỔNG HỢP & BÀI TẬP
So sánh Cr với Al, Cr với Fe
Cấu hình electron Cr (Z = 24): [Ar]3d54s1 Vị trí: ơ 24, chu kì 4, nhóm VIB
Cr2+: [Ar]3d4; Cr3+: [Ar]3d3
Sớ oxi hóa thường gặp của crom: + 2, + 3, + 6
Crom và nhơm
* Bề mặt crom được che phủ bởi lớp crom (III) oxit có cấu tạo mịn, đặc chắc và bền vững bảo vệ (giớng nhơm) nên ở nhiệt đợ thường, crom bền vững về mặt hóa học.
* Giớng Al: bền trong khơng khí và nước vì có màng Cr2O3 bảo vệ, thụ đợng trong HNO3 đặc nguợi, H2SO4 đặc nguợi
Cr2O3, Cr(OH)3 lưỡng tính giớng Al2O3, Al(OH)3
* Khác Al: Cr khơng tan trong dung dịch kiềm.
Crom và sắt
* Crom mạnh hơn Fe nên 4Cr + 3O 2 2Cr 2 O 3 trong khi3Fe + 2O 2 Fe 3 O 4
hay 2Cr + 3S Cr 2 S 3 trong khiFe + S FeS
* Tính khử giảm dần: Al > Zn > Cr > Fe:
CrCl3 + Zn → CrCl2 + ZnCl2
Dùng Al để điều chế Cr tư oxit bền của nó: Cr2O3 + 2Al Al2O3 + 2Cr
* Giớng Fe: Với axit HCl, H2SO4 loãng: tạo hợp chất Fe2+, Cr2+
Với axit H2SO4 đặc, HNO3: tạo hợp chất Fe3+, Cr3+
Trong khơng khí, chuyển thành Fe(OH)3, Cr(OH)3: 4Cr(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O → 4Cr(OH) 3
Nung trong khơng khí 4Cr(OH) 2 + O 2 2Cr 2 O 3 + 4H 2 O
Cnkn o : “Chỉ có Cr 2 O 3 , Cr(OH) 3 lưỡng tính” giớng Al 2 O 3 , Al(OH) 3
1 Cho biết sớ hiệu nguyên tử Cr là 24 Vị trí của Cr trong bảng tuần hoàn là
A chu kì 4, nhóm IIB B chu kì 3, nhóm VIB.
Trang 23/112
Trang 24C chu kì 4, nhóm IB D chu kì 4, nhóm VIB.
2 Cấu hình electron nào sau đây của Cr3+ (Biết Cr có Z = 24)
3 Phương trình hóa học viết sai là
5 Hòa tan hoàn toàn 18,5g hỗn hợp Cr và Al trong dung dịch HCl loãng nóng, thu được 14,56 lít khí (đktc) Khối
lượng của Cr trong hỗn hợp là
6 Hòa tan hết 2,16 gam hỗn hợp Cr và Fe trong dung dịch HCl (loãng), nóng thu được 896 ml khí ở đktc Lượng
crom có trong hỗn hợp là:
7 Cho các chất sau: CrO3, CrO, Cr2O3, Cr(OH)2, Cr(OH)3 Số chất có tính chất lưỡng tính là:
Phản ứng thường gặp
K2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO4 loãng → Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
K2Cr2O7 + 14HCl đặc → 2CrCl3 + 2KCl + 3Cl2 + 7H2O
K2Cr2O7 + 6KI + 7H2SO4 loãng → Cr2(SO4)3 + 4K2(SO4)3 + 3I2 + 7H2O
K2Cr2O7 + 3H2S + 4H2SO4 loãng Cr2(SO4)3 + 3S + K2SO4 + 7H2O
K2Cr2O7 + 3H2S + H2O 2Cr(OH)3 + 3S + 2KOH
8 Khối lượng K2Cr2O7 cần lấy để tác dụng đủ với 30,4 gam FeSO4 trong dung dịch (có H2SO4 làm môi trường) là
9 Lượng HCl và K2Cr2O7 tương ứng cần sử dụng để điều chế 672 ml khí Cl2 (đktc) là:
A 0,06 mol và 0,03 mol B 0,14 mol và 0,01 mol.
C 0,42 mol và 0,03 mol D 0,16 mol và 0,01 mol.
Đặc tính oxi hóa – khử của hợp chất Crom
Hợp chất Cr(II): CrO, Cr(OH)2 có tính bazơ và tính khử, muối Cr2+ có tính khử
Hợp chất Cr(VI): CrO3 có tính axit; muối Cr+6 (cromat CrO24
Cnkn 0 : “Khi thêm axit, màu đậm dần”.
Hợp chất Cr(III): Cr2O3, Cr(OH)3 lưỡng tính, muối Cr3+ vưa có tính oxi hóa, vưa có tính khử tùy môi trường:
Trong môi trường axit, muối Cr3+ có tính oxi hóa:
Trang 25CrCl3 + Cl2 + NaOH → Na2CrO4 + NaCl + H2O
2
+ 3Br2 + 8OH→ CrO24
+ 6Br+ 4H2O
10 Phát biểu khơng đúng là
A CrO3 có tính oxi hóa rất mạnh và là mợt oxit axit
B Muới Cr(III) vưa có tính oxi hóa vưa có tính khử.
C Các muới cromat và đicromat có tính oxi hóa mạnh, đặc biệt trong mơi trường axit, muới Cr(VI) bị khử
thành muới Cr(II)
D Cr bền với nước và khơng khí do có màng oxit bền bảo vệ.
* Sự chuyển hóa qua lại giữaCrO 2- 4
Cr O
11 Thêm tư tư dung dịch KOH đến dư vàp dung dịch K2Cr2O7 được dung dịch X, sau đó thêm tiếp dung dịch H2SO4
đến dư vào dung dịch X, thì thấy màu của dung dịch sẽ chuyển tư:
A da cam sang vàng, rời tư vàng sang khơng màu.
B khơng màu sang da cam, rời tư da cam sang khơng màu.
C da cam sang vàng, rời tư vàng sang da cam.
D khơng màu sang vàng, sau đó tư vàng sang da cam.
CHUYÊN ĐỀ LTĐH: CROM VÀ HỢP CHẤT p2
LÝ THUYẾT TỔNG HỢP & BÀI TẬP
1 Màu hợp chất Fe/ Crom
○ Sắt là kim loại nặng, màu trắng xám.
FeO: rắn màu đen, khơng tan trong nước, có tính
Fe(OH)2: kết tủa màu trắng xanh, có tính
Muới Fe 2+ : màu lục nhạt, có tính
2 O 3 : rắn màu nâu đỏ, khơng tan trong nước, có
tính
Fe(OH) 3 : kết tủa nâu đỏ, có tính
Muới Fe 3+ : màu vàng nâu, có tính
* Fe 3 O 4 : màu đen, FeS: màu đen, FeS 2 : màu vàng.
○ Crom là kim loại nặng, màu trắng bạc, KL cứng nhất.
CrO: rắn màu đen, khơng tan trong nước, có tính , là oxit bazơ.
Cr(OH) 2 : rắn màu vàng, khơng tan trong nước, có
tính , tính
Cr 2 O 3 : dạng bợt, màu lục thẫm, khơng tan trong nước,
khơng tan trong axit loãng, kiềm loãng, thể hiện tính
ở nhiệt đợ cao phản ứng Cr2 O 3 xảy ra trong axit đặc, kiềm đặc.
Cr(OH)3: kết tủa lục xám, khơng tan trong nước, bị
nhiệt phân, có tính
* CrO3: rắn màu đỏ thẫm, hút nước mạnh và chuyển thành dung dịch axit, là oxit axit.
Trang 25/112
Trang 26Tác dụng với nước tạo hỗn hợp axit:
CrO3 + H2O → H2CrO4 axit cromic, màu vàng 2CrO3 + H2O → H2Cr2O7 axit đicromic, màu da cam
1.1 Các kim loại nào sau đây luôn được bảo vệ trong môi trường không khí, nước nhờ lớp màng oxit?
1.2 Dãy kim loại bị thụ động trong axit HNO3 đặc, nguội là:
A Fe, Al, Cr B Fe, Al, Ag C Fe, Al, Cu D Fe, Zn, Cr.
1.3 Ứng dụng không hợp lí của crom là:
A Crom là kim loại rất cứng có thể dùng cắt thủy tinh.
B Crom là hợp kim cứng và chịu nhiệt hơn, nên dùng để tạo thép cứng, không gỉ, chịu nhiệt.
C Crom là kim loại nhẹ, nên được sử dụng tạo các hợp kim dùng trong ngành hàng không.
D Điều kiện thường, crom tạo được lớp màng oxit mịn, bền chắc nên được dùng để mạ bảo vệ thép.
1.4 Hiện nay, tư quặng cromit (FeO.Cr2O3) người ta điều chế Cr bằng phương pháp nào sau đây?
A Tách quặng rồi thực hiện điện phân nóng chảy Cr2O3
B Tách quặng rồi thực hiện phản ứng nhiệt nhôm Cr2O3
C.Tách quặng rồi thực hiện phản ứng khử Cr2O3 bởi CO
D Hòa tan quặng bằng HCl rồi điện phân dung dịch CrCl3
1.5 Dung dịch HCl, H2SO4 loãng sẽ oxi hóa crom đến mức oxi hóa nào?
1.6 Crom không phản ứng với chất nào sau đây?
A dd H2SO4 loãng đun nóng B dd NaOH đặc, đun nóng.
C dd HNO3 đặc, đun nóng D dd H2SO4 đặc, đun nóng
1.7 Chọn phát biểu sai.
A Cr2O3 là chất rắn màu lục thẫm B Cr(OH)3 là chất rắn màu lục xám
C CrO3 là chất rắn màu đỏ thẫm D CrO là chất rắn màu trắng xanh.
1.8 So sánh không đúng là:
A Fe(OH)2 và Cr(OH)2 đều là bazơ và là chất khử
B Al(OH)3 và Cr(OH)3 đều là hợp chất lưỡng tính và vưa có tính oxi hóa; có tính khử
C H2SO4 và H2CrO4 đều là axit có tính oxi hóa mạnh
D BaSO4 và BaCrO4 đều là chất không tan trong nước
1.9 Crom (II) oxit là oxit:
Trang 27C có tính oxi hóa D vưa có tính khử, vưa có tính oxi hóa và vưa có tính
bazơ
1.10 Thêm 0,04 mol NaOH vào dung dịch chứa 0,02 mol CrCl2, rồi để trong không khí đến khi phản ứng hoàn toàn thì khồi lượng kết tủa thu được là:
1.11 Hiện tượng nào dưới đây đã được mô tả không đúng?
A Thổi khí NH3 qua CrO3 đun nóng thấy chất rắn chuyển tư màu đỏ sang lục thẫm
B Đun nóng S với K2Cr2O7 thấy chất rắn chuyển tư màu da cam sang màu lục thẫm
C Nung Cr(OH)2 trong không khí thấy chất rắn chuyển tư màu lục xám sang màu lục thẫm
D Đốt CrO trong không khí thấy chất rắn chuyển tư màu đen sang màu lục thẫm.
2.2 Sục khí Cl2 vào dung dịch CrCl3 trong môi trường NaOH Sản phẩm thu được là:
A NaCrO2, NaCl, H2O B Na2CrO4, NaClO, H2O
C NaCrO2, NaCl, NaClO, H2O D Na2CrO4, NaCl, H2O
2.3 Chọn phát biểu đúng:
A Trong môi trường axit, ion Cr3+ có tính khử mạnh
B Trong môi trường kiềm, ion Cr3+ có tính oxi hóa mạnh
C Trong dung dịch ion Cr3+ có tính lưỡng tính
D Trong dung dịch ion Cr3+ vưa có tính oxi hóa vưa có tính khử
2.4 Nhận xét không đúng là:
A Hợp chất Cr(II) có tính khử đặc trưng; Cr(III) vưa có tính khử, vưa có tính oxi hóa; Cr(VI) có tính oxi
hóa
B CrO, Cr(OH)2 có tính bazơ; Cr2O3, Cr(OH)3 có tính lưỡng tính
C Cr2+, Cr3+ có tính trung tính;CrO2 có tính bazơ.
D Cr(OH)2, Cr(OH)3, CrO3 có thể bị nhiệt phân
2.5 Phát biểu không đúng là:
A Các hợp chất Cr2O3, Cr(OH)3, CrO, Cr(OH)2 đều có tính chất lưỡng tính
B Hợp chất Cr(II) có tính khử đặc trưng còn hợp chất Cr(VI) có tính oxi hóa mạnh.
C Các hợp chất CrO, Cr(OH)2 tác dụng được với dung dịch HCl còn CrO3 tác dụng được với dung dịch NaOH
D Thêm dung dịch kiềm vào muối đicromat, muối này chuyển thành muối cromat.
2.6 Cho phản ứng: NaCrO2 + Br2 + NaOH Na2CrO4 + NaBr + H2O Hệ số cân bằng của NaCrO2 là:
Trang 27/112
Muối thu được có màu vàng, là màu của ion:
Trang 28A 1 B 2 C 3 D 4
2.7 Lượng Cl2 và NaOH tương ứng cần dùng để oxi hóa hoàn toàn 0,02 mol CrCl3 thành Cr là:
A 0,03 mol và 0,16 mol B 0,023 mol và 0,16 mol.
C 0,015 mol và 0,1 mol D 0,03 mol và 0,14 mol.
2.8 Để oxi hóa hoàn toàn 0,01 mol CrCl3 thành K2CrO4 bằng Cl2 khi có mặt KOH, lượng tới thiểu Cl2 và KOH tươngứng là:
A.0,015 mol và 0,04 mol B 0,015 mol và 0,08 mol.
C 0,03 mol và 0,08 mol D 0,03 mol và 0,04 mol.
2.9 Cho dãy biến đởi sau: Cr X Y Z T.
X, Y, Z, T lần lượt là :
A CrCl2, CrCl3, NaCrO2, Na2CrO7 B CrCl2, CrCl3, Cr(OH)3, Na2CrO4
C CrCl2, CrCl3, NaCrO2, Na2CrO4 D CrCl2, CrCl3, Cr(OH)3, Na2CrO7
2.10 Giải pháp điều chế khơng hợp lí là:
A Dùng phản ứng khử K2Cr2O7 bằng than hay lưu huỳnh để điều chế Cr2O3
B Dùng phản ứng của muới Cr2+ với dung dịch kiềm dư để điều chế Cr(OH)2
C Dùng phản ứng của muới Cr3+ với dung dịch kiềm dư để điều chế Cr(OH)3
D Dùng phản ứng của H2SO4 đặc với K2Cr2O7 để điều chế CrO3
2.11 Trong mơi trường axit muới Cr+6 là chất oxi hóa rất mạnh Khi đó Cr+6 bị khử đến:
CrO3 là chất oxi hóa rất mạnh làm S, P, C, NH3, C2H5OH, … bớc cháy khi trợn với CrO3.
2CrO3 + 2NH3 → Cr2O3 + N2 + 3H2O
Dự đoán sản phẩm & cân bằng:
K2Cr2O7 + FeSO4 + H2SO4 →
K2Cr2O7 + HCl đặc →
K2Cr2O7 + KI + H2SO4 →
K 2 Cr 2 O 7 + H 2 S + H 2 SO 4
● Cnkn0: “Khi thêm axit: màu đậm dần”
3.1 Thởi khí NH3 (dư) qua 10 gam CrO3 đớt nóng đến phản ứng hoàn toàn thì thu được chất rắn màu vàng có khới lượng là
3.5 Mợt oxit của nguyên tớ R có các tính chất sau:
- Tính oxi hóa rất mạnh
Trang 29- Tan trong nước tạo thành hỗn hợp dung dịch H2RO4 và H2R2O7.
- Tan trong dung dịch kiềm tạo anionRO24có màu vàng
Oxit đó là:
3.6 Cho vào ống nghiệm một vài tinh thể K2Cr2O7, sau đó thêm tiếp khoảng 1 ml nước và lắc đều để K2Cr2O7 tan hết,thu được dung dịch X Thêm vài giọt dung dịch KOH vào dung dịch X, thu được dung dịch Y Màu sắc của dung dịch X và Y lần lượt là:
A màu đỏ da cam và màu vàng chanh B màu vàng chanh và màu đỏ da cam.
C màu nâu đỏ và màu vàng chanh D màu vàng chanh và màu nâu đỏ.
3.7 Trong dung dịch, ion cromat và đicromat cho cân bằng thuận nghịch: 2Cr + 2H+ � Cr2+ H2O
Hãy chọn phát biểu đúng:
A dung dịch có màu da cam trong môi trường bazơ B ion Cr bền trong môi trường axit.
C ion Cr2 bền trong môi trường bazơ D dung dịch có màu da cam trong môi trường axit.
3.8 Chất rắn màu lục, tan trong dung dịch HCl được dung dịch A Cho A tác dụng với NaOH và brom được dung
dịch màu vàng, cho dung dịch H2SO4 vào lại thành màu da cam Chất rắn đó là:
3.9 Có một số hiện tượng sau:
(1) Thêm dư NaOH vào dung dịch K2Cr2O7 thì dung dịch chuyển tư màu da cam sang màu vàng
(2) Thêm dư NaOH và Cl2 vào dung dịch CrCl2 thì dung dịch tư màu xanh chuyển thành màu vàng
(3) Thêm tư tư dung dịch NaOH vào dung dịch CrCl3 thấy xuất hiện kết tủa vàng nâu tan lại trong NaOH dư
(4) Thêm tư tư dung dịch HCl vào dung dịch NaCrO2 thấy xuất hiện kết tủa lục xám, sau đó tan lại
Số ý đúng là:
3.12 Lượng kết tủa S hình thành khi dùng H2S khử dung dịch chứa 0,08 mol K2Cr2O7 trong H2SO4 (dư) là
3.13 Lượng HCl và K2Cr2O7 tương ứng cần sử dụng để điều chế 672 ml khí Cl2 (đktc) là:
A 0,06 mol và 0,03 mol B 0,14 mol và 0,01 mol.
C 0,42 mol và 0,03 mol D 0,16 mol và 0,01 mol.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT: CROM – SẮT – ĐỒNG
CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP
Nguyên tố chuyển tiếp bao gồm các nguyên tố d và nguyên tố f
Các nguyên tố d có 2 phân lớp electron bên ngoài với cấu hình electron: (n – 1)d 1→10 ns 1→2
Các nguyên tố chuyển tiếp có một số đặc tính chung đáng chú ý:
Tất cả các nguyên tố chuyển tiếp đều là kim loại nên gọi chúng là kim loại chuyển tiếp.
Có nhiều hóa trị, nhiều trạng thái oxi hóa Do đó ứng với cùng một kim loại:
Trang 29/112
Trang 30↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑
Có sự thay đổi tính chất axit, bazơ
Ví dụ: CrO là oxit bazơ; Cr2O3 là oxit lưỡng tính; CrO3 là oxit axit
Có sự thay đổi tính oxi hóa – khử
Ví dụ: CrO có tính khử; CrO3 có tính oxi hóa
Hợp chất thường có màu
Có khả năng tạo phức chất
BÀI 1: CROM
I VỊ TRÍ VÀ CẤU TẠO
1 Vị trí của crom trong bảng tuần hoàn
Crom là kim loại chuyển tiếp, thuộc nhóm VIB, chu kì 4, số hiệu nguyên tử là 24
2 Cấu tạo của crom
a) Cấu hình electron
Crom là kim loại chuyển tiếp (nguyên tố d)
Cấu hình electron Cr (Z = 24): 1s22s22p63s23p63d54s1 hay [Ar]3d54s1 Vị trí: ô 24, chu kì 4, nhóm VIB
Cr2+: [Ar]3d4; Cr3+: [Ar]3d3.Cấu hình electron 2 phân lớp ngoài cùng viết theo obitan
3d5 4s1
Cấu tạo mạng tinh thể: lập phương tâm khối
b) Hóa trị và số oxi hóa
Trong các phản ứng hóa học, crom nhường cả electron ở phân lớp d Do đó, trong các hợp chất, crom có số oxi hóa biến đổi tư + 1 đến + 6 Phổ biến hơn cả là + 2, + 3, + 6
II TÍNH CHẤT VẬT LÍ
Chất rắn màu trắng ánh bạc, là kim loại cứng nhất (độ cứng chỉ sau kim cương)
Khó nóng chảy ( = 18900C), là kim loại nặng (D = 7,2 g/cm3)
III TÍNH CHẤT HÓA HỌC
* Bề mặt crom được che phủ bởi lớp crom (III) oxit có cấu tạo mịn, đặc chắc và bền vững bảo vệ (giống nhôm) nên ở nhiệt độ thường, crom bền vững về mặt hóa học.
* Giống Al: bền trong không khí và nước vì có màng Cr2O3 bảo vệ, thụ động trong HNO3 đặc nguội, H2SO4 đặc nguội
Khác Al: Cr không tác dụng với dung dịch kiềm.
* Tính khử giảm dần: Al > Zn > Cr > Fe.
1 Tác dụng với phi kim
Trang 312Cr + 3Cl2 2CrCl3
2Cr + 3Br2 2CrBr3
2 Tác dụng với nước
Crom khơng tác dụng với nước do có lớp màng oxit bảo vệ
3 Tác dụng với axit
a) HCl, H 2 SO 4 loãng
Crom khơng tan ngay trong dung dịch HCl, H2SO4 loãng do có lớp màng oxit bảo vệ
Crom bị HCl, H2SO4 loãng, nóng oxi hóa thành muới Cr2+:
H2SO4 đặc, nguợi: Cr thụ đợng giớng Al, Fe
H2SO4 đặc, nóng: 2Cr + 6H2SO4 đặc Cr2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O
c) HNO 3
HNO3 đặc, nguợi: Cr thụ đợng giớng Al, Fe
HNO3 đặc, nóng: Cr + 4HNO3 loãng → Cr(NO3)3 + NO↑ + 2H2O
*Với dung dịch muới, crom khó phản ứng do có lớp màng oxit bảo vệ Với dung dịch kiềm, crom khơng phản ứng.
IV ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG
Dùng crom sản xuất thép có đợ cứng cao, thép khơng gỉ (inoc)
Dùng crom để mạ kim loại vưa đẹp, vưa chớng ăn mòn
BÀI 2: MỘT SỐ HỢP CHẤT CỦA CROM
I HỢP CHẤT CROM (II)
1 Crom (II) oxit
CrO là chất rắn màu đen, khơng tan trong nước, có tính khử, tính bazơ
Trang 32Cho hỗn hợp Cr−Hg tác dụng với oxi không khí.
2Cr + O2 → 2CrO
2 Crom (II) hiđroxit
Cr(OH)2 là chất rắn màu vàng, không tan trong nước, có tính khử, tính bazơ
3 Muối crom (II)
a) Tính chất chung
Muối Cr2+ có tính khử mạnh, dễ bị oxi hóa thành muối Cr3+:
4Cr2+ + 4H+ + O2 → 4Cr3+ + 2H2O 2Cr2+ + Cl2 → 2Cr3+
4CrCl2 + 4HCl + O2 → 4CrCl3 + 2H2O 2CrCl2 + Cl2 → 2CrCl3
b) Tính tan và màu một số muối crom (III)
CrCl2 màu trắng, tan CrBr2 màu trắng, tanCrSO4 màu trắng, ít tan (CH3COO)2Cr màu đỏ, kết tủa
* Các muối tan tạo Cr 2+ hiđrat hóa có màu xanh lam.
II HỢP CHẤT CROM (III)
Hợp chất crom (III) bền nhất so với hợp chất crom (II) và crom (VI)
1 Crom (III) oxit
Cr2O3 dạng bột, màu lục thẫm, không tan trong nước, không tan trong axit loãng, kiềm loãng, thể hiện tính lưỡng tính ở nhiệt độ cao
a) Tính lưỡng tính
Cr2O3 tan trong axit và kiềm đặc
Trang 33b) Bị khử bởi nhôm
2 Crom (III) hiđroxit
Cr(OH)3 kết tủa dạng keo, màu xanh, không tan trong nước, bị nhiệt phân, có tính lưỡng tính
a) Phản ứng nhiệt phân
2Cr(OH)3 Cr2O3 + 3H2O
b) Tính lưỡng tính
Cr(OH)3 + NaOH → Na[Cr(OH)4] (hay NaCrO2.2H2O)
Cr(OH)3 + 3HCl → CrCl3 + 3H2O
Muối khan rất khó tan nhưng muối ngậm nước dễ tan, dung dịch muối Cr3+ có màu tím
Phèn crom−kali K2SO4.Cr2(SO4)3.24H2O (màu xanh tím) là chất cầm màu trong công nghiệp nhuộm vải
Muối Cr3+ vưa có tính oxi hóa vưa có tính khử
Trong môi trường axit, Cr3+ bị Zn khử thành muối Cr2+:
CrO3 là oxit axit, tác dụng với nước tạo hỗn hợp axit:
* Các axit trên chỉ tồn tại trong dung dịch, nếu tách khỏi dung dịch chúng sẽ bị phân hủy trở lại thành CrO3.
b) Tính oxi hóa
CrO3 là chất oxi hóa rất mạnh, một số chất S, P, C, NH3, C2H5OH, … bốc cháy khi trộn với CrO3.
Trang 33/112
Trang 342CrO3 + 2NH3 → Cr2O3 + N2 + 3H2O
2 Muối cromat và đicromat
a) Tính tan
Muối cromat là muối của axit cromic Muối cromat của kim loại kiềm, amoni, magie tan nhiều trong nước tạo dung dịch màu vàng của ion
2 4
Các muối của kim loại kiềm khác và kim loại nặng đều ít tan
Muối đicromat là muối của axit đicromic, thường gặp Na2Cr2O7, K2Cr2O7, (NH4)2Cr2O7 Chúng đều tan trong nước tạo dung dịch màu da cam của anion
2
2 7
Cr O
b) Chuyển hóa qua lại giữa hai loại muối
Thêm dung dịch axit vào dung dịch muối cromat thu được muối đicromat
Thêm dung dịch kiềm vào dung dịch muối đicromat thu được muối cromat
CrO
+ H2Omàu da cam màu vàng
Vậy trong dung dịch, 2 muối
màu da cam màu vàng
Trong môi trường axit, cân bằng chuyển dịch sang trái (màu da cam đậm dần)
Trong môi trường kiềm, cân bằng chuyển dịch sang phải (màu da cam nhạt dần)
Nói cách khác,
tồn tại trong môi trường axit
c) Tính oxi hóa mạnh
Muối cromat và đicromat đều là chất oxi hóa mạnh, chúng đều bị khử thành crom (III)
Trong môi trường axit (H2SO4):
Môi trường axit:
K2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO4 loãng → Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
K2Cr2O7 + 14HCl đặc → 2CrCl3 + 2KCl + 3Cl2 + 7H2O
K2Cr2O7 + 6KI + 7H2SO4 loãng → Cr2(SO4)3 + 4K2(SO4)3 + 3I2 + 7H2O
K2Cr2O7 + 3KNO2 + 4H2SO4 loãng → Cr2(SO4)3 + 3KNO3 + K2SO4 + 4H2O
K2Cr2O7 + 3K2SO3 + H2SO4 loãng → Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 + 4H2O
K2Cr2O7 + 3SO2 + H2SO4 loãng Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
Trang 35K2Cr2O7 + 3H2S + 4H2SO4 loãng Cr2(SO4)3 + 3S + K2SO4 + 7H2O
K2Cr2O7 + 3C2H5OH + 8HCl loãng 2CrCl3 + 3CH3CHO + 2KCl + 7H2O
K2Cr2O7 + 3C2H5OH + 4H2SO4 loãng Cr2(SO4)3 + 3CH3CHO + K2SO4 + 7H2O
Môi trường kiềm mạnh:
K2Cr2O7 + 3H2S + H2O 2Cr(OH)3 + 3S + 2KOH
K2Cr2O7 + 3(NH4)2S + 2H2O 2Cr(OH)3 + 3S + 6NH3 + 4KOH
BÀI 3: SẮT
I VỊ TRÍ VÀ CẤU TẠO
1 Vị trí của sắt trong bảng tuần hoàn
Sắt là kim loại chuyển tiếp, thuộc nhóm VIIIB, chu kì 4, số hiệu nguyên tử là 26
2 Cấu tạo của sắt
a) Cấu hình electron
Cấu hình electron Fe (Z = 26): 1s22s22p63s23p63d64s2 hay [Ar]3d64s2
Vị trí: ô 26, chu kì 4, nhóm VIIIB
Fe2+: [Ar]3d6; Fe3+: [Ar]3d5
Sắt là kim loại chuyển tiếp (nguyên tố d)
b) Hóa trị và số oxi hóa
Trong các phản ứng hóa học, sắt nhường 2e hoặc 3e, vì vậy số oxi hóa của sắt trong hợp chất là +2 hoặc +3
Hóa trị phổ biến là II, III
c) Cấu tạo của đơn chất
Ở nhiệt độ thường: mạng tinh thể lập phương tâm khối (Fe); ở nhiệt độ cao: mạng lập phương tâm diện (Fe)
II TÍNH CHẤT VẬT LÍ
Khó nóng chảy (tnc = 15400C)
Là kim loại nặng (D = 7,9 g/cm3)
Dẫn điện và dẫn nhiệt tốt (kém Ag, Cu, Al)
Có tính nhiễm tư
III TÍNH CHẤT HÓA HỌC
1 Với phi kim
Nung sắt trong không khí sẽ sinh oxit sắt tư: 3Fe + 2O2 Fe3O4
Trong không khí ẩm, sắt bị gỉ do ăn mòn điện hóa: 4Fe + 3O2 + 2nH2O → 2[Fe2O3.nH2O]
Sắt phản ứng với halogen tạo muối Fe3+: 2Fe + 3X2 2FeX3 (X là F, Cl, Br)
Trang 36 H2SO4 đặc, nguội: Fe thụ động giống Al, Cr.
H2SO4 đặc, nóng: Fe bị oxi hóa lên mức cao nhất Fe 3+
2Fe + 6H2SO4 đặc Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O
* HNO 3 :
HNO3 đặc, nguội: Fe thụ động giống Al, Cr.
HNO3 loãng; HNO3 đặc, nóng: Fe bị oxi hóa lên mức cao nhất Fe 3+
Fe + 4HNO3 loãng → Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O
Fe + 6HNO3 đặc Fe(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O
4 Với muối
Trên dãy điện hóa, Fe khử các ion tư Ni2+ → Au3+ trong dung dịch muối (vì đứng trước các ion này)
Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu↓
Do vị trí “đặc biệt” của Fe3+/Fe2+ mà Fe phản ứng với AgNO3 theo 2 giai đoạn sau:
Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag↓
Fe(NO3)2 + AgNO3 → Fe(NO3)3 + Ag↓
IV QUẶNG SẮT
5 loại quặng sắt:
Hematit nâu: Fe2O3.nH2O
Hematit đỏ: Fe2O3
Manhetit: Fe3O4
Xiđerit: FeCO3
Pirit sắt: FeS2
Quặng giàu sắt nhất: manhetit, quặng ít sắt nhất: pirit
Sản xuất gang: quặng hematit và manhetit
BÀI 4: HỢP CHẤT CỦA SẮT
* Thang oxi hóa của sắt:
0
Fe(chỉ K) ↔ Fe2 (vOvK) ↔
8 3
I HỢP CHẤT SẮT (II)
Theo thang oxi hóa, hợp chất sắt (II) vưa có tính oxi hóa vưa có tính khử, trong đó tính khử đặc trưng hơn
1 Sắt (II) hiđroxit: Fe(OH)2
Kết tủa màu trắng xanh, bị nhiệt phân, có tính khử, tính bazơ
Trang 37a) Phản ứng nhiệt phân
Fe(OH)2 FeO + H2O
* Từ quan trọng: không có oxi.
b) Tính khử: thể hiện khi tác dụng với chất oxi hóa như O2, H2SO4 đặc, HNO3
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3↓ (nâu đỏ)
4Fe(OH)2 + O2 2Fe2O3 + 4H2O
* Ghi nhận: điều kiện nhiệt độ.
3Fe(OH)2 + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO↑ + 8H2O
2Fe(OH)2 + 4H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 6H2O
c) Tính bazơ: thể hiện khi tác dụng với axit HCl, H2SO4 loãng
Fe(OH)2 + 2HCl → FeCl2 + 2H2O
Fe(OH)2 + H2SO4 loãng → FeSO4 + 2H2O
d) Điều chế
- Cho muối sắt (II) tác dụng dung dịch kiềm mạnh trong điều kiện không có không khí
FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2↓ + 2NaCl
- Không dùng dung dịch NH3 vì Fe(OH)2 tạo thành sẽ bị tan trong muối amoni
FeCl2 + 2NH3 + 2H2O → Fe(OH)2↓ + 2NH4Cl
Fe(OH)2 + 2NH4Cl → FeCl2 + 2NH3↑ + 2H2O
2 Sắt (II) oxit: FeO
Chất rắn màu đen, không tan trong nước, có tính khử, tính oxi hóa, tính bazơ
a) Tính khử: thể hiện khi tác dụng với chất oxi hóa như O2, H2SO4 đặc, HNO3
6FeO + O2 2Fe3O4
3FeO + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO↑ + 5H2O
2FeO + 4H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 4H2O
b) Tính oxi hóa: thể hiện khi tác dụng với các chất khử như C, CO, H2, Al ở nhiệt độ cao
FeO + CO Fe + CO2↑
3FeO + 2Al Al2O3 + 3Fe
* Ghi nhận: Đây là p/ư nhiệt luyện để điều chế kim loại sau Al.
c) Tính bazơ: thể hiện khi tác dụng với axit HCl, H2SO4 loãng
FeO + 2HCl → FeCl2 + H2O
FeO + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2O
d) Điều chế
- Khử Fe2O3:
Fe2O3 + 3CO 2FeO + 3CO2↑
- Oxi hóa Fe:
Fe + H2O FeO + H2↑
* Ghi nhận: FeO thì t 0 > 570 0 C.
- Nhiệt phân Fe(OH)2 trong điều kiện không có không khí
Fe(OH)2 FeO + H2O
* Từ quan trọng:“không có không khí”.
Trang 37/112
Trang 383 Các muối Fe2+ không tan trong nước: gồm có FeS, FeS2, FeCO3.
a) Muối sunfua
FeS (sắt (II) sunfua) là chất rắn màu đen.
FeS2 (sắt (II) đisunfua) là chất rắn màu vàng, có vẻ sáng kim loại.
FeS và FeS2 đều có tính khử do Fe2+, S2
, Sgây nên
Với oxi:
4FeS + 7O2 2Fe2O3 + 4SO2↑
4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2↑
Với HCl, H2SO4 loãng:
FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S↑
FeS2 + 2HCl → FeCl2 + H2S↑ + S↓
Với H2SO4 đặc, nóng:
2FeS + 15H2SO4 đặc Fe2(SO4)3 + 9SO2↑ + 15H2O
2FeS2 + 14H2SO4 đặc Fe2(SO4)3 + 15SO2↑ + 14H2O
Với HNO3 loãng, nóng:
FeS + 6HNO3 loãng Fe(NO3)3 + H2SO4 + 3NO + 3H2O
3FeS + 12HNO3 loãng Fe2(SO4)3 + Fe(NO3)3 + 9NO + 6H2O
Bản chất của 2 phương trình trên là như nhau được thể hiện qua phương trình ion rút gọn sau:
FeS + + 4H + Fe 3+ + + 3NO + 2H 2 O
Tương tự cho FeS2
FeS2 + 8HNO3 loãng Fe(NO3)3 + 2H2SO4 + 5NO + 2H2O
2FeS2 + 10HNO3 loãng Fe2(SO4)3 + H2SO4 + 10NO + 4H2O
Phương trình ion thu gọn chung:
FeS 2 + + 4H + Fe 3+ + + 5NO + 2H 2 O
Tác dụng với HNO3 đặc, nóng
3FeS + 30HNO3 đặc Fe2(SO4)3 + Fe(NO3)3 + 27NO2 + 14H2O
FeS + 12HNO3 đặc Fe(NO3)3 + H2SO4 + 9NO2 + 5H2O
Phương trình ion thu gọn chung:
FeS + + 10H + Fe 3+ + + 9NO 2 + 5H 2 O
Tương tự cho FeS2
2FeS2 + 30HNO3 đặc Fe2(SO4)3 + H2SO4 + 30NO2 + 14H2O
FeS2 + 18HNO3 đặc Fe(NO3)3 + 2H2SO4 + 15NO2 + 7H2O
Phương trình ion thu gọn chung:
FeS 2 + + 14H + Fe 3+ + + 15NO 2 + 7H 2 O
b) Muối cacbonat
FeCO3 là chất rắn, màu trắng, bị nhiệt phân, có tính khử
Phản ứng nhiệt phân
FeCO3 FeO + CO2
Tác dụng với oxi
4FeCO3 + O2 2Fe2O3 + 4CO2
Tác dụng với dung dịch HCl, H2SO4 loãng
Trang 39FeCO3 + 2HCl FeCl2 + CO2 + H2O
FeCO3 + H2SO4 loãng FeSO4 + CO2 + H2O
Tác dụng với H2SO4 đặc
2FeCO3 + 4H2SO4 đặc Fe2(SO4)3 + SO2 + 2CO2 + 4H2O
Tác dụng với HNO3
3FeCO3 + 10HNO3 loãng 3Fe(NO3)3 + NO + 3CO2 + 5H2O
FeCO3 + 4HNO3 đặc Fe(NO3)3 + NO2 + CO2 + 2H2O
4 Muối FeCl 2 , Fe(NO 3 ) 2 , FeSO 4
Dung dịch muối sắt (II) có màu lục nhạt, có tính khử, tính oxi hóa
a) Sắt (II) clorua
FeCl2 bền nhiệt, không phân hủy ở nhiệt độ cao
Các chất oxi hóa mạnh đều oxi hóa Fe2+ thành Fe3+:
2FeCl2 + Cl2 2FeCl3
FeCl2 + HNO3 đặc Fe(NO3)3 + NO2 + 2HCl + H2O
5FeCl2 + 8HCl loãng + KMnO4 5FeCl3 + KCl + MnCl2 + 7H2O
6FeCl2 + 14HCl loãng + K2Cr2O7 6FeCl3 + 2CrCl3 + 2KCl + 7H2O
Phản ứng với dung dịch AgNO3:
FeCl2 + 3AgNO3 Fe(NO3)3 + 2AgCl + Ag
b) Sắt (II) sunfat
FeSO4 bị phân hủy ở nhiệt độ cao:
4FeSO4 2Fe2O3 + 4SO2 + O2
Các chất oxi hóa mạnh đều oxi hóa Fe2+ thành Fe3+:
2FeSO4 + 2H2SO4 đặc Fe2(SO4)3 + SO2 + 2H2O
2FeSO4 + H2SO4 đặc + 2HNO3 đặc Fe2(SO4)3 + 2NO2 + 2H2O
10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 loãng 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
6FeSO4 đặc + 4H2SO4 đặc + 2KNO3 3Fe2(SO4)3 + 2NO + K2SO4 + 4H2O
2FeSO4 + H2SO4 loãng + H2O2 đặc Fe2(SO4)3 + 2H2O
Phản ứng với dung dịch AgNO3:
FeSO4 + 3AgNO3 Fe(NO3)3 + Ag2SO4 + Ag
c) Sắt (II) nitrit
Fe(NO3)2 bị phân hủy ở nhiệt độ cao, oxi tạo ra oxi hóa Fe2+ thành Fe3+:
4Fe(NO3)2 2Fe2O3 + 8NO2 + O2
Các chất oxi hóa mạnh đều oxi hóa Fe2+ thành Fe3+:
Fe(NO3)2 + 2HNO3 đặc Fe(NO3)3 + NO2 + H2O
3Fe(NO3)2 + 4HNO3 loãng 3Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
Do có tính oxi hóa mạnh trong môi trường axit nên nếu thay HNO3 bằng HCl hoặc H2SO4 loãng sẽ có phản ứng tương tự:
3Fe2+ + + 4H+ 3Fe3+ + NO + 2H2O
Phản ứng với AgNO3
Fe(NO3)2 + AgNO3 Fe(NO3)3 + Ag
Trang 39/112
Trang 40II HỢP CHẤT SẮT (III)
Tính chất hóa học chung của hợp chất sắt (III) là tính oxi hóa
1 Sắt (III) hiđroxit: Fe(OH)3
Fe(OH)3 là chất kết tủa nâu đỏ, bị nhiệt phân, có tính bazơ
Phản ứng nhiệt phân:
2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O
Thể hiện tính bazơ khi tác dụng với axit:
Fe(OH)3 + 3HCl FeCl3 + 3H2O
2Fe(OH)3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 6H2O
Fe(OH)3 + 3HNO3 Fe(NO3)3 + 3H2O
Điều chế bằng phản ứng giữa Fe3+ với dung dịch bazơ:
Fe3+ + Fe(OH)3
2 Sắt (III) oxit: Fe2O3
Fe2O3 là chất rắn, màu nâu đỏ, không tan trong nước, có tính bazơ, tính oxi hóa
Thể hiện tính bazơ khi tác dụng với axit:
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
Điều chế bằng cách nhiệt phân các hợp chất của sắt
3 Oxit sắt tư: Fe3O4
Fe3O4 ↔ FeO.Fe2O3 ↔ oxit kép, chất rắn màu đen, không tan trong nước, có tính bazơ, tính khử, tính oxi hóa
a) Tác dụng với oxi
Fe3O4 thể hiện tính khử khi tác dụng với oxi:
4Fe3O4 + O2 6Fe2O3
b) Tác dụng với axit
Fe3O4 thể hiện tính bazơ khi tác dụng với HCl, H2SO4 loãng:
Fe3O4 + 8HCl 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O
Fe3O4 + 4H2SO4 loãng Fe2(SO4)3 + FeSO4 + 4H2O
Fe3O4 thể hiện tính khử khi tác dụng với HNO3, H2SO4 đặc:
Fe3O4 + 10HNO3 đặc 3Fe(NO3)3 + NO2 + 5H2O
2Fe3O4 + 10H2SO4 đặc 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 5H2O
c) Tác dụng với chất khử ở nhiệt độ cao
Fe3O4 thể hiện tính oxi hóa: Fe3O4 + 4CO 3Fe + 4CO2
d) Điều chế
Khử Fe2O3 bằng CO ở 4000C
Oxi hóa Fe bằng hơi nước ở < 5700C