SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM sắt

Xây dựng áp dụng kỹ thuật giải nhanh tập sắt dựa vào dụng luật bảo toàn MỞ ĐẦU LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Sắt kim loại người sử dụng rộng rãi nhât tất kim loại , lĩnh vực : từ công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải,quân sự, đồ dùng gia dụng Trong chương trình hóa học phổ thơng , nội dung sắt tập sắt tập hay, phổ biến đề thi, đề kiểm tra Đặc biệt kì thi tốt nghiệp, đại học, đề thi học sinh giỏi , đề thi THPT quốc gia từ trước đến Từ hình thức thi tự luận trắc nghiệm, tập sắt chiếm tỉ lệ cao (khoảng 20 – 30% đề thi tự luận khoảng 10% đề thi trắc nghiệm) Đối với đa số học sinh thường bị mắc sai lầm tư biến đổi hóa học phản ứng sắt nhiều lúng túng việc tính tốn để tìm kết tốn Để làm nhanh tốn hố học , đòi hỏi học sinh ngồi việc nắm vững kiến thức hố học, có lực tư tốt, kỹ phản ứng nhanh dạng tập khác nhau, học sinh phải biết vận dụng phương pháp giải nhanh để giải Một phương pháp giải nhanh toán hoá học áp dụng định luật bảo toàn như: “ Định luật bảo toàn khối lượng, định luật bảo toàn nguyên tố, định luật bảo tồn electron, định luật bảo tồn điện tích ” Trong q trình áp dụng, học sinh khơng khỏi mắc sai lầm Việc nghiên cứu, phân tích sai lầm để giúp học sinh tránh sai lầm đó, nhằm giúp học sinh đạt điểm cao kì thi việc làm cần thiết bổ ích Xuất phát từ lý trên, chọn đề tài: “Xây dựng áp dụng kỹ thuật giải nhanh tập sắt dựa vào định luật bảo toàn” để nghiên cứu giảng dạy trường THPT Quỳnh lưu GV : Đào Văn Truyền – Tơ Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu Xây dựng áp dụng kỹ thuật giải nhanh tập sắt dựa vào dụng luật bảo toàn KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU: 2.1 Khách thể nghiên cứu: Q trình học tập mơn hố học trường THPT 2.2 Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu sai lầm học sinh áp dụng định luật bảo toàn vào việc giải nhanh tốn kim loại Fe MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU: - Nghiên cứu dạng toán kim loại sắt áp dụng định luật bảo tồn để giải nhanh - Nghiên cứu sai lầm gặp học sinh giải dạng toán đề xuất biện pháp khắc phục nhằm nâng cao chất lượng dạy học mơn hố học trường THPT NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI: - Nghiên cứu tài liệu, văn tập hoá học học sinh phổ thông - Nghiên cứu sai lầm gặp học sinh để tìm cách khắc phục trình dạy học - Lựa chọn, xây dựng, xếp hệ thống toán kim loại sắt dùng định luật bảo toàn để giải nhanh PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC: 5.1 Nghiên cứu lí luận: - Nghiên cứu văn thị Đảng, nhà nước Bộ giáo dục – Đào tạo có liên quan đến đề tài - Nghiên cứu tài liệu liên quan lý luận dạy học, tâm lý học, giáo dục học tài liệu khoa học có liên quan đến đề tài Đặc biệt nghiên cứu kĩ sai lầm học sinh thường mắc phải phương pháp giải nhanh số tốn hóa học 5.2 Điều tra trao đổi kinh nghiệm: GV : Đào Văn Truyền – Tơ Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu Xây dựng áp dụng kỹ thuật giải nhanh tập sắt dựa vào dụng luật bảo toàn - Điều tra tổng hợp ý kiến nhà nghiên cứu giáo dục, giáo viên dạy hóa trường THPT nội dung, kiến thức kĩ sử dụng toán kim loại sắt chương trình THPT - Thăm dò ý kiến giáo viên học sinh sai lầm gặp học sinh áp dụng định luật bảo toàn để giải nhanh toán kim loại sắt ĐIỂM MỚI CỦA ĐỀ TÀI: Nghiên cứu, xây dựng dạng tập sắt dự đốn sai lầm gặp học sinh áp dụng định luật bảo tồn để giải nhanh số tốn kim loại sắt Đề xuất biện pháp để khắc phục sai lầm Chương CƠ SỞ LÝ LUẬN 1.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ BÀI TẬP HOÁ HỌC: 1.1.1 KHÁI NIỆM VỀ BÀI TẬP HÓA HỌC: Bài tập hóa học tập mà hồn thành chúng, học sinh nắm tri thức hay kỹ định hóa học Bao gồm: - Những tập đòi hỏi học sinh tái lại kiến thức câu hỏi định luật, quy tắc, khái niệm - Những tập đòi hỏi hoạt động sáng tạo học sinh tốn hóa học Chính tốn hóa học phương tiện quan trọng để phát triển tư cho học sinh khơng phải câu hỏi Việc hình thành phát triễn kỹ giải tốn hóa học cho phép thực mối liên hệ qua lại tri thức thuộc trình độ năm học thuộc trình độ khác năm học khác Đặc biệt mối liên hệ qua lại tri thức kỹ 1.1.2 TẦM QUAN TRỌNG CỦA BÀI TẬP HÓA HỌC: GV : Đào Văn Truyền – Tơ Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu Xây dựng áp dụng kỹ thuật giải nhanh tập sắt dựa vào dụng luật bảo tồn - Trong dạy học hóa học, tập hóa học vừa nội dung vừa phương pháp dạy học tích cực, hiệu nghiệm, áp dụng phổ biến thường xuyên cấp học loại trường khác Được sử dụng tất khâu trình dạy học nghiên cứu tài liệu mới, củng cố, vận dụng, khái quát hóa – hệ thống hóa kiểm tra đánh giá kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo học sinh - Không cung cấp cho học sinh kiến thức, đường giành lấy kiến thức mà mang lại niềm vui sướng phát hiện, tìm đáp số Có hiệu sâu sắc việc hình thành phương pháp chung việc tự học hợp lý, rèn luyện kĩ tự lực, sáng tạo - Là phương tiện để rèn luyện thao tác tư đồng thời giúp học sinh hiểu kiến thức cách sâu sắc, biết vận dụng kiến thức cách linh hoạt có hiệu từ phát triển lực nhận thức cho học sinh Đồng thời giúp học sinh tập vận dụng kiến thức hóa học vào thực tế sống, sản xuất nghiên cứu khoa học - Phương pháp luyện tập thông qua việc sử dụng tập hóa học phương pháp quan trọng để nâng cao chất lượng dạy học hóa học 1.1.3 TÁC DỤNG CỦA BÀI TẬP HÓA HỌC: - Rèn luyện cho học sinh kỹ vận dụng kiến thức học, biến kiến thức tiếp thu qua giảng thầy thành kiến thức - Đào sâu mở rộng kiến thức học cách sinh động, phong phú, hấp dẫn, giúp học sinh nắm vững kiến thức cách sâu sắc mà không làm nặng khối lượng kiến thức học sinh - Kiến thức cũ đơn nhắc lại làm cho học sinh chán khơng có hấp dẫn Bài tập hóa học ơn tập, củng cố hệ thống hóa kiến thức học cách thuận lợi Một số đáng kể tập đòi hỏi học sinh phải vận dụng tổng hợp kiến thức nhiều nội dung nhiều chương, nhiều khác Qua việc giải tập hóa học học sinh tìm mối liên hệ nội dung từ hệ thống hóa kiến thức học - Rèn luyện kỹ cần thiết hóa học kỹ cân phản ứng, kĩ tính tốn theo cơng thức hóa học phương trình hóa học, kĩ thực GV : Đào Văn Truyền – Tơ Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu Xây dựng áp dụng kỹ thuật giải nhanh tập sắt dựa vào dụng luật bảo tồn hành góp phần vào việc giáo dục kĩ tổng hợp, đồng thời phát triễn trí thơng minh học sinh 1.1.5 CÁC BƯỚC GIẢI MỘT BÀI TỐN HĨA HỌC TỔNG HỢP: Để giải tốn hố học cách nhanh xác, ta cần phân tích kĩ đề, tìm phương pháp giải tốn đó, suy nghĩ xem đâu cách giải nhanh nhất, tối ưu Cụ thể bước thường sử dụng để giải toán hoá học tổng hợp sau: - Bước 1: Liệt kê kiện, yêu cầu đề - Bước 2: Đặt ẩn số: thường số mol, công thức chung - Bước 3: Viết tất phương trình phản ứng hố học xảy (nhớ cân phương trình phản ứng) - Bước 4: Dựa vào kiện đề cho kiện biện luận theo phương trình phản ứng để thiết lập mối liên hệ kiện đề với yêu cầu đề bài, lập phương trình đại số - Bước 5: Sử dụng thủ thuật tính tốn phương pháp trung bình, phương pháp ghép ẩn , áp dụng định luật hố học định luật bảo tồn khối lượng, bảo toàn electron để giải vấn đề - Bước 6: Kiểm tra lại kết luận * Các công thức thường sử dụng giải toán hoá học: n= m M n= ; V 22,4 C% = ( đktc) ; mct x100% m n= ; n = CM V ; PV RT GV : Đào Văn Truyền – Tơ Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu Xây dựng áp dụng kỹ thuật giải nhanh tập sắt dựa vào dụng luật bảo toàn 1.2 KHÁI QUÁT NHỮNG NỘI DUNG VỀ KIM LOẠI SẮT ĐƯỢC GIẢNG DẠY Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG: [9], [5], [2] Lý thuyết: - Vị trí Fe, cấu trúc e Fe, ion tương ứng - Tính chất hố học Fe - Tính chất hố học, cách điều chế hợp chất sắt: FeO, Fe2O3, Fe3O4, Fe(OH)2, Fe(OH)3 - Hợp kim Fe ( Gang , thép) + Sản xuất gang thép I Cấu tạo Fe: 56 26 Fe :1s2 2s2 2p6 3s23p63d6 4s2 - Qua cấu tạo lớp vỏ e ta thấy sắt có hai e lớp vỏ → dễ nhường hai electron (ở lớp thứ 4) Fe – 2e → Fe - 6 2+ 2+ Cấu hình electron Fe : 56 26 Fe :1s2 2s2 2p6 3s 3p 3d - Xét phân lớp 3d6, để đạt cấu bán bão hoà , phân lớp cho electron để đạt 3d 56 26 Fe Fe - 1e → Fe Cấu hình electron Fe : :1s2 2s2 2p6 3s23p63d5 Vì , sắt có hai hố trị (II) (III) II.Lý tính:Rắn , có màu trắng xám, dẻo , dễ rèn , dẫn điện , nhiệt tốt (sau Cu, Al), có từ tính III.Hố tính :Có tính khử sản phẩm tạo thành Fe2+, Fe3+ a.Phản ứng phi kim trung bình ,yếu(S,I2,…) Fe + S t0 FeS Fe + I2 FeI2 * Phản ứng với phi kim mạnh (Cl2,Br2 .) 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 2Fe + 3Br2 2FeBr3 2+ - 3+ 3+ -Khi phản ứng với oxy khơng khí ẩm nước giàu oxy, Fe tạo thành Fe(OH)3: o t → 4Fe + 6H2O + 3O2 4Fe(OH)3 - Khi đốt cháy sắt khơng khí : o t  → 3Fe + 2O2 Fe3O4 b.Phản ứng axit (khác HNO3, H2SO4đ) Fe + 2HCl FeCl2 + H2 Fe + H2SO4 loãng FeSO4 + H2 Phản ứng với HNO3 H2SO4 đặc 2Fe + 6H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3SO2+ 6H2O Fe + 4HNO3 loãng Fe(NO3)3 + NO + 2H2O c Phản ứng với H2O nhiệt độ cao: Fe + H2O FeO + H2 3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2 d Phản ứng với dung dịch muối: tạo muối Fe2+ Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2 GV : Đào Văn Truyền – Tơ Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu Xây dựng áp dụng kỹ thuật giải nhanh tập sắt dựa vào dụng luật bảo toàn e Phản ứng với oxit: Chỉ phản ứng CuO o t  → nguội 2Fe + 3CuO Fe2O3 + 3Cu Chú ý: Fe, Al,( Cr, Ni ) không phản ứng với HNO đặc nguội H2SO4 đặc IV Điều chế: a Trong phòng thí nghiệm: Dùng phương pháp thủy luyện( dùng kim loại có tính khử mạnh Fe để khử muối Fe2+, Fe3+) FeCl2 + Mg → Fe + MgCl2 FeCl3 + Al → AlCl3 + Fe b Trong công nghiệp: Sắt điều chế dạng gang thép qua trình phản ứng sau đây: O Quặng Sắt →  → t0 Fe2O3 +CO →  Fe( thép) 4000C Fe3O4 +CO →  600t0C oxi hoá +CO FeO 8000C Fe( gang) tạp chất Tên quặng sắt: - Hê matic đỏ: Fe2O3 khan Xiđeric : FeCO3 Hêmatic nâu: Fe2O3.nH2O Nhóm A Pirit : FeS2 Nhóm B ( muối) - Manhêtit : Fe3O4 ( Oxit) - Các quặng nhóm A khơng cần oxi hóa giai đoạn đầu - Các quặng nhóm B ta phải oxi hoá gian đoạn đầu để tạo oxit - o 4FeS2 + 11O2 4FeCO3 + O2 a b t  → to  → 2Fe2O3 + 8SO2 2Fe2O3 + 4CO2 V HỢP CHẤT SẮT: Hợp chất Fe2+: Có tính khử tính oxi hố ( có số oxi hố trung gian) Tính khử: Fe2+ → Fe3+: 2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3 Tính oxi hố: Fe2+ → Fe FeCl2 + Mg → Fe + MgCl2 o FeO + CO t  → Fe + CO2 o t  → FeO + H2 Fe + H2O 3+ Hợp chất Fe ( có số oxi hoá cao nhất) nên bị khử Fe 2+ hay Fe thuỳ thuộc vào chất khử mạnh hay chất khử yếu a Fe3+ → Fe2+: Cho Fe3+ phản ứng với kim loại từ Fe Cu dãy hoạt động kim loại • 2FeCl3 + Fe → 3FeCl2 • 2FeCl3 + Cu → 2FeCl2 + CuCl2 b Fe3+ → Fe: Cho Fe3+ phản ứng pứ với kim loại từ Mg đến Cr ( kim loại đứng trước Fe : kim loại kiềm, Ba Ca) GV : Đào Văn Truyền – Tơ Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu Xây dựng áp dụng kỹ thuật giải nhanh tập sắt dựa vào dụng luật bảo tồn • FeCl3 + Al → AlCl3 + Fe • 2FeCl3 + 3Mg → 3MgCl2 + 2Fe Một số hợp chất quan trọng Fe a Fe3O4 oxit hỗn hợp FeO Fe2O3, phản ứng với axit ( H2SO4 đặc, hay HNO3) ta lưu ý tạo hai muối Fe2+ Fe3+ Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O b Fe(OH)2: kết tủa màu trắng xanh, để lâu ngồi khơng khí ta khốy kết tủa ngồi khơng khí phản ứng tạo tủa đỏ nâu Fe(OH)3 o t  → 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3 Khi nung Fe(OH)2 tuỳ theo điều kiện phản ứng: Fe(OH)2 nung FeO + H2O chân không nung 4Fe(OH)2 + O2 3Fe2O3 + 4H2O khơng khí Phản ưng với axit có tính oxi hố ( HNO3, H2SO4 đặc) FeO NO Fe3O3 HNO3 NO2  → Fe(OH)2 + H2SO4 Fe3+ + H2O + SO2 FeCO3 ……… VI HỢP KIM CỦA SẮT: Gang: Là hợp kim sắt –cabon số nguyên tố khác: Hàm lượng Cacbon từ 2%  5% • Sản xuất Gang: * Nguyên tắc: Khử Fe oxit CO nhiệt độ cao ( phương pháp nhiệt luyện) Và trình diễn nhiều giai đoạn: Fe 2O3 → Fe3O4 → FeO → CO * Các giai đoạn sản xuất gang: GĐ 1: phản ứng tạo chất khử - Than cốc đốt cháy hoàn toàn: (1) C + O2 → CO2 ; (2) CO2 + o t → C CO GĐ 2: * Oxit Fe bị khử CO Feo o (3) CO + 3Fe2O3 t → 2Fe3O4 + CO2 to (4) CO + Fe3O4  → FeO + CO2 to  → (5) CO + FeO Fe + CO2 * Phản ứng tạo sỉ: ( tạo chất chảy – chất bảo vệ không cho Fe bị oxi hố) GV : Đào Văn Truyền – Tơ Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu Xây dựng áp dụng kỹ thuật giải nhanh tập sắt dựa vào dụng luật bảo toàn o o t → t → (6) CaCO3 CaO + CO2 (7) CaO + SiO2 CaSiO3 GĐ 3: Sự tạo thành gang: Fe có khối lượng riêng lớn nên chảy xuống phần đáy Sỉ bề mặt gang có tác dụng bảo vệ Fe ( Khơng cho Fe bị oxi hố oxi nén vào lò) - Ở trạng thái nóng chảy: Fe có khả hồ tan C lượng nhỏ nguyên tố Mn, Si… tạo thành gang Thép: Thép hợp kim Fe – C ( Hàm lượng C : 0,1  2%) * Sản xuất thép: ( Trong số ứng dụng: Tính chất vật lí gang khơng phù hợp sản suất vật dụng dòn, độ cứng cao, dễ bị gãy… Nguyên nhân tỉ lệ C, Mn, S, P … gang cao cần phải giảm hàm lượng chúng cách oxi hoá C, Mn , P, S… thành dạng hợp chất , Khi hàm lượng tạp chất thấp tính chất vật lí thay đổi phù hợp với mục đích sản xuất, hợp chất gọi thép) * Ngun tắc: Oxi hố tạp chất có gang ( Si, Mn, C, S, P) thành Oxit nhằm làm giảm hàm lượng chúng * Các giai đoạn sản xuất thép: - Nén oxi vào lò sản suất ( Gang, sắt thép phế liệu) trạng thái nóng chảy - * GĐ 1: Oxi cho vào oxi hoá tạp chất có gang theo thứ tự sau: o (1) Si + O2 t → SiO2 to (2)  → Mn + O2 MnO2 Mn + FeO → MnO + Fe o (3) t → 2C + O2 CaO + SiO2 → CaSiO3 2CO to (4) S + O2  → 3CaO + P2O5 → Ca3(PO4)2 SO2 to (5)  → 4P + 5O2 2P2O5 * Phản ứng tạo sỉ: ( Bảo Fe khơng bị oxi hố) CaO + SiO2 → CaSiO3 3CaO + P2O5 → Ca3(PO4)2 Khi có phản ứng 2Fe + O2 → 2FeO dừng việc nén khí • GĐ 2: Cho tiếp Gang có giàu Mn vào Lượng FeO vừa tạo bị khử theo phản ứng: o t → Mn + FeO MnO + Fe Mục đích: hạ đến mức thấp hàm lượng FeO thép • GĐ 3: Điều chỉnh lượng C vào thép để loại thép theo ý muốn GV : Đào Văn Truyền – Tơ Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu Xây dựng áp dụng kỹ thuật giải nhanh tập sắt dựa vào dụng luật bảo toàn Chương ÁP DỤNG CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN VÀO VIỆC GIẢI NHANH BÀI TOÁN VỀ KIM LOẠI SẮT 2.1 NHỮNG ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN CĨ THỂ ÁP DỤNG ĐỂ GIẢI NHANH BÀI TỐN HỐ HỌC: 2.1.1 ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN KHỐI LƯỢNG: 2.1.1.1 Nội dung định luật: Trong phản ứng hóa học tổng khối lượng chất tham gia phản ứng tổng khối lượng chất tạo thành sau phản ứng ( khơng tính khối lượng 2.1.1.2 Kinh nghiệm áp dụng định luật: phần không tham gia phản ứng) - Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng phản ứng hố học có n chất mà ta biết khối lượng (n - 1) chất (kể chất phản ứng sản phẩm) - Khi áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho phản ứng phản ứng khơng cần cân mà cần quan tâm chất tham gia phản ứng sản phẩm thu 2.1.1.3 Công thức định luật: Xét phản ứng: A + B → C + D (1) Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho pứ (1) có: mA + mB = mC + mD Trong đó: mA, mB phần khối lượng tham gia phản ứng chất A, B mC, mD khối lượng tạo thành chất C, D * Ví dụ: Cho m gam FexOy tác dụng với dd H2SO4 đặc nóng vừa đủ, có chứa 0,075 mol H2SO4 , thu dung dịch X 0,672 lít SO2 (đktc) Cô cạn dung dịch X thu gam muối khan Tính m Giải FexOy + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O (1) 10 GV : Đào Văn Truyền – Tơ Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu Xây dựng áp dụng kỹ thuật giải nhanh tập sắt dựa vào dụng luật bảo toàn 2,4g (CuO+ FexOy) H2dư 1,76g ( Fe, Cu) HCldư 0,448 lít H2 nFe = nH = 0,02 mol → mCu = 1,76 - mFe = 0,64g → nCu = 0,01 mol → nCuO = nFexOy = nCu = 0,01 mol Áp dụng ĐLBT nguyên tố Fe: x.nFexOy= nFe → x 0,01 = 0,02→ x = 2→Fe2O3→Đáp án:B Bài 15: Cho V lít khí CO qua ống sứ đựng 5,8g oxit sắt nóng đỏ thời gian thu hỗn hợp khí X chất rắn Y Cho Y tác dụng với axit HNO loãng thu dung dịch Z 1,68 lít khí NO Oxit sắt coa cơng thức phân tử là: A Fe3O4 B Fe4O3 C Fe2O3 D FeO Hướng dẫn giải: Khử oxit sắt CO sau thơi gian thu hỗn hợp khí, chứng tỏ CO dư nên rắn Y Fe Có nFe =nNO = 0,075 mol (cùng nhường nhận 3e) → mO = mFexOy – mFe = 1,6g → nO = 0,1 mol → x y 0,075 0,1 = = 0,75 = → Fe3O4 → Đáp án: A Bài 16: Lấy 14,4 gam hỗn hợp gồm Fe FexOy hoà tan hết dung dịch HCl 2M 2,24 lít khí 2730C atm.Cho dung dịch thu tác dụng với dung dịch NaOH dư Lọc lấy kết tủa làm khô nung đến khối lượng không đổi 16 gam chất rắn Công thức oxit sắt là: A Fe3O4 B Fe4O3 C Fe2O3 D.FeO Hướng dẫn giải: nFe = nHCl = 0,05 mol; Δmj = 16 - 14,4 = 1,6g Khối lượng tăng khối lượng nguyên tử O oxit Fe tạo thành → nFe + FexOy = 0,1 mol→ nFexOy = 0,05 mol → m =14,4 - mFe = 11,6g→MFexOy = 232 →Fe3O4 →Đáp án:A 72 GV : Đào Văn Truyền – Tô Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu Xây dựng áp dụng kỹ thuật giải nhanh tập sắt dựa vào dụng luật bảo toàn Bài 17: Cho 4,48 lít khí CO (đktc) từ từ qua ống sứ nung nóng đựng 8g oxit sắt đến phản ứng xảy hồn tồn Khí thu sau phản ứng có tỉ khối so với H 20 Công thức oxit sắt là: A Fe3O4 B Fe2O3 C Fe3O2 D.FeO Hướng dần giải: = 40thu sau phản ứng CO dư (%COdư= x ) nênMkhí CO2 (%CO2 = 1- x) → 28x +(1-x) 44 = 40 → x = 25% 2 nCOpứ = nCO → nCO + nCOdư = nCObđ = 0,2 mol→ nCOdư = 25% 0,2 = 0,05 mol → nO = nCOpứ = 0,15 mol → nFe = 0,1 mol → y x = → Fe2O3 → Đáp án: B Bài 18: Cho 0,01 mol hợp chất sắt tác dụng hết với H 2SO4 đặc nóng dư 112ml khí SO2 (sản phẩm khử nhất, đktc) Cơng thức hợp chất sắt là: A FeS B FeS2 C FeCO3 D.FeO Hướng dần giải: +6 +4 Fe → Fe3+ + xe S + 2e → S 0,01 0,01x 0,01 0,005 Áp dụng ĐLBT e: 0,01x = 0,01 → x = Fe nhường 1e → FeO →Đáp án: D FeCO3 → Fe3+ + CO2 + 1e (hỗn hợp khí →loại) FeS → Fe3+ + S + 7e ( loại) FeS2 → Fe3+ +2S + 11e ( loại) Bài 19: : Để hoà tan gam sắt oxit cần 52,14 ml dd HCl 10% (d = 1,05 g/ml) CTPT oxit sắt là: A Fe2O3 B FeO5 C Fe3O4 D FeO Giải: Cách 1: Theo phương pháp bảo toàn nguyên tố khối lượng Áp dụng ĐLBT nguyên tố H: nH+ = nHCl = 0,15 mol H+ + O2- → H2O 0,15 0,075 → nO/oxit = 0,075 mol 73 GV : Đào Văn Truyền – Tơ Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu Xây dựng áp dụng kỹ thuật giải nhanh tập sắt dựa vào dụng luật bảo toàn Áp dụng ĐLBT khối lượng: mFexOy = mFe + mO/oxit → mFe = mFexOy - mO/oxit → mFe = → nFe → x y = n Fe nO 0,05 0,075 = = - 0,075 16 = 2,8 (g) = 0,05 mol → FexOy Fe2O3 → Đáp án: A Cách 2: Theo phương pháp biện luận FexOy + 56x + 16 y → 56x + 16 y 2yHCl → FeCl2y/x + yH2O 0,15 2y = 0,15 → x y = → FexOy Fe2O3 3.6 DẠNG TOÁN SẮT TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH MUỐI Bài 1: Cho m gam Fe vào 100 ml dung dịch Cu(NO3)2 nồng độ dung dịch Cu(NO3)2 giảm thu chất rắn A có m’ = (m + 0,16) gam Giá trị m nồng độ dung dịch Cu(NO3)2 ban đầu là: A 1,12g 0,3M C 1,12g 0,4M B 2,24g 0,2M D 2,24g 0,3M Hướng dẫn giải: Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu x x x ∆m↑ = 0,16 ∆M↑ = 8→x = 0,02 mol nCu2+bđ = 0,02 = 0,04 mol → Đáp án:C Bài 2: Nhúng Fe vào 100 ml dung dịch Cu(NO3)2 0,1M đến Cu(NO3)2 phản ứng hết thấy khối lượng sắt: A Giảm 0,08g C Giảm 0,8g B Tăng 0,08g D Tăng 0,8g Hướng dẫn giải: Fe + Cu 2+ → Fe2+ + Cu Kim loại muối có M lớn Fe nên khối lượng Fe tăng ∆m↑ = 0,01 = 0,08g ( 64 - 56=8) 74 GV : Đào Văn Truyền – Tơ Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu Xây dựng áp dụng kỹ thuật giải nhanh tập sắt dựa vào dụng luật bảo toàn Bài 3: Ngâm đinh sắt vào 100 ml dung dịch CuSO 4, sau phản ứng kết thúc lấy đinh sắt khỏi dung dịch, rửa sạch, làm khô, cân thấy khối lượng đinh sắt tăng 3,2g Nồng độ dung dịch CuSO4 ban đầu là: A 2,5M B 4M C 1,5M D 2M Hướng dẫn giải: ∆m↑ = 3,2g ∆M↑ = 8→ x = 0,4 → Đáp án:B Bài 4: Nhúng sắt có khối lượng 50g vào 500ml dung dịch CuSO4, sau thời gian lấy sắt rửa làm khô, cân thấy khối lượng sắt tăng 4% Nồng độ mol dung dịch muối sắt(II) sunfat tạo thành ( coi thể tích dung dịch khơng thay đổi) A 0,5M B 1M C 1,5M D 2M Hướng dẫn giải: Fe x + Cu2+ → Fe2+ + Cu x x 4.50 100 ∆m↑ = 8x = = → x = 0,25 mol → CMFeSO4 = 0,5M → Đáp án:A Bài 5: Cho 5,6g bột Fe vào 400 ml dung dịch chứa AgNO 0,1M Cu(NO3)2 0,3M sau phản ứng xảy hoàn toàn thu m gam chất rắn A dung dịch B Giá trị m là: A 9,04g B 8,16g C 12g D 9,44g Hướng dẫn giải: nFe = 0,1 mol; nAg+ = 0,04 mol; nCu2+ = 0,12 mol Tính oxi hoá Ag+ > Cu2+ nên Ag+ phản ứng trước: Fe + 2Ag+ → Fe2+ + 2Ag 0,02  0,04 0,04 Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu 0,08 0,08 0,08 → mA = mAg + mCu = 9,44g → Đáp án:D Bài 6: Cho đinh sắt vào lít dung dịch chứa Cu(NO 3)2 0,2M AgNO3 0,12M Sau phản ứng kết thúc dung dịch A với màu xanh phai phần chất rắn B có khối lượng lớn khối lượng đinh sắt ban đầu 10,4g Khối lượng đinh sắt ban đầu là: A 11,2g B 35,84g C 8,96g D 18,6g 75 GV : Đào Văn Truyền – Tô Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu Xây dựng áp dụng kỹ thuật giải nhanh tập sắt dựa vào dụng luật bảo toàn Hướng dẫn giải: Khi phản ứng kết thúc dung dịch màu xanh → Fe, dd AgNO3 hết, ddCu(NO3)2 phản ứng phần nFe bđ = x Fe + 2Ag+ → Fe2+ + 2Ag 0,06  0,12 0,12 Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu (x - 0,06)  (x - 0,06) ∆m↑ = mAg + mCu - mFe = 10,4 → x = 0,16 mol → Đáp án:C 3.7 MỘT SỐ BÀI TẬP TỔNG HỢP VỀ SẮT Bài 1: Sắt nguyên tố A Nhóm s B Nhóm p Bài 2: Cấu hình ion A 1s22s22p63s23p63d64s2 C 1s22s22p63s23p63d6 56 26 C Nhóm d D Nhóm f Fe3+ là: C 1s22s22p63s23p63d64s1 D.1s 2s22p63s23p63d5 Bài 3: Câu sau phát biểu A Fe kim loại có tính oxi hố B Fe kim loại vừa có tính khử vừa có tính oxi hố C FeCl3 có tính oxi hố D FeCl3 có tính khử Bài 4: Cho phản ứng: Fe + HNO3 → Fe(NO3)3 + NH4NO3 + H2O Các hệ số chất phản ứng là: A 8; 30; 8; 3; 15 C 4; 12; 4; 6; B 8; 30; 8; 3; D 6; 30; 6; 15; 12 Bài 5: Cho phản ứng: FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + K2SO4 + MnSO4 + H2O Các hệ số chất phản ứng là: 76 GV : Đào Văn Truyền – Tơ Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu Xây dựng áp dụng kỹ thuật giải nhanh tập sắt dựa vào dụng luật bảo toàn A 10; 2; 8; 5; 1; 1; C 10; 2; 8; 5; 1; 2; B 5; 2; 8; 5; 1; 2; D 5; 2; 16; 5; 1; 2; Bài 6: Quặng Hêmatit nâu có chứa: A Fe2O3.nH2O B Fe2O3 khan C Fe3O4 D FeCO3 Bài 7: Khi hòa tan muối Fe2(SO4)3 vào nước, dung dịch thu thường bị đục Vậy để có dung dịch suốt, pha chế ta cần cho thêm hóa chất sau đây? A Một bột sắt C Vài giọt dd H2SO4 đặc B Vài giọt dd NaOH lỗng D Một Fe(OH)3 Bài 8: Câu sau không : A Fe tan dung dịch CuSO4 C Fe tan dung dịch FeCl3 B Fe tan dung dịch FeCl2 D.Cu tan dung dịch FeCl3 Bài 9: Cho Fe tác dụng với H2O nhiệt độ nhỏ 570oC, sản phẩm thu là: A Fe3O4 H2 C Fe2O3 H2 B FeO H2 D Fe(OH)3 H2 Bài 10: Hiện tượng xảy cho dung dịch Na2CO3 vào dung dịch FeCl3 A Chỉ sủi bột khí C Chỉ xuất kết tủa nâu đỏ B Xuất kết tủa nâu đỏ sủi bột khí D xuất kết tủa trắng xanh Bài 11: Trong phản ứng đây, phản ứng phản ứng oxi hoá khử: A Fe + 2HCl →FeCl2 + H2 C Fe + 2FeCl3→ 3FeCl2 B FeS + 2HCl →FeCl2 + H2S D Fe + CuSO4→FeSO4 + Cu Bài 12: Phản ứng: 2FeCl3 + Fe → 3FeCl2 cho thấy A Fe3+ bị sắt kim loại khử thành Fe2+ B Fe2+ bị sắt kim loại oxi hoá thành Fe3+ C Sắt kim loại tác dụng với muối sắt D Một kim loại tác dụng với muối clorua Bài 13: Hỗn hợp kim loại sau tan hoàn toàn dung dịch FeCl2 dư A Zn, Cu B Al, Ag C Pb, Mg D Zn, Mg 77 GV : Đào Văn Truyền – Tô Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu Xây dựng áp dụng kỹ thuật giải nhanh tập sắt dựa vào dụng luật bảo tồn Bài 14: Có lọ đựng hỗn hợp: Fe +FeO; Fe + Fe2O3; FeO + Fe2O3 Để nhận biết lọ đựng FeO + Fe2O3 ta dùng thuốc thử là: A Dung dịch HCl C Dung dịch H2SO4 loãng B Dung dịch HNO3 đặc D Cả (A) (C) Bài 15: Phản ứng sau đây, Fe2+ thể tính khử → dp A FeSO4 + H2O B FeCl2 dp  → Fe + O2 + H2SO4 Fe + Cl2 → C Mg + FeSO4 MgSO4 + Fe → D 2FeCl2 + Cl2 2FeCl3 Bài 16: Phản ứng sau đây, FeCl3 khơng có tính oxi hố? → A 2FeCl3 + Cu → B 2FeCl3 + KI → C 2FeCl3 + H2S D 2FeCl3 + 3NaOH → 2FeCl2 + CuCl2 2FeCl2 + 2KCl + I2 2FeCl2 + 2HCl + S Fe(OH)3 + 3NaCl Bài 17: Hợp chất sắt phản ứng với HNO3 theo sơ đồ? Hợp chất Fe + HNO3 A FeO Fe(NO3)3 + H2O + NO C Fe(OH)2 x y B FexOy (với → ≠ ) D Tất Bài 18: Nhận biết dung dịch FeCl 3, FeCl2, AlCl3 bình nhãn mà dùng thuốc thử Thuốc thử là: A Dung dịch NaOH C Dung dịch KOH B Dung dịch Ba(OH)2 D Cả (a), (b), (c) 78 GV : Đào Văn Truyền – Tơ Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu Xây dựng áp dụng kỹ thuật giải nhanh tập sắt dựa vào dụng luật bảo toàn Bài 19: Gang thép hợp kim Fe, có nhiều ứng dụng cơng nghiệp đời sống Gang thép có điểm khác biệt sau đây: A Hàm lượng cacbon gang lớn thép B Thép dẻo bền gang C Gang dòn cứng thép D Tất Bài 20: Cho Fe tác dụng với H2O nhiệt độ cao 570oC, sản phẩm thu là: A Fe3O4 H2 C Fe2O3 H2 B FeO H2 D Fe(OH)3 H2 Bài 21: Một loại quặng chứa sắt tự nhiên loại bỏ tạp chất Hoà tan quặng dung dịch axit nitrit thấy có khí màu nâu bay ra, dung dịch thu cho tác dụng với dung dịch bari clorua thấy có kết tủa trắng (khơng tan axit) Tên thành phần hoá học quặng là: A Xiđerit FeCO3 C Pirit FeS2 B Hematit Fe2O3 D Manhetit Fe3O4 Bài 22: Hiện tượng thép bị oxi hoá khơng khí ẩm có chất q trình ăn mòn điện hố Người ta bảo vệ thép cách: A Gắn thêm mẫu kẽm magie vào thép B Mạ lớp kim loại Zn, Sn, Cr lên bề mặt thép C Bôi lớp dầu, mỡ (parafin) lên bề mặt thép D Tất Bài 23: Cho chất sau Cu, Fe, Ag dung dịch HCl, CuSO 4, FeCl2, FeCl3 số cặp chất có phản ứng với là: A B C D Bài 24: Có thể dùng hố chất để phân biệt Fe2O3 Fe3O4 Hố chất là: A HNO3 lỗng B HCl đặc C H2SO4 loãng D HBr loãng Bài 25: Để phân biệt Fe kim loại, Fe2O3 Fe3O4 ta dùng: A Dung dịch H2SO4 79 GV : Đào Văn Truyền – Tơ Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu Xây dựng áp dụng kỹ thuật giải nhanh tập sắt dựa vào dụng luật bảo toàn B Dung dịch H2SO4, dung dịch KMnO4 C Dung dịch H2SO4 , dung dịch NH3 D Dung dịch H2SO4, dung dịch NH3 Bài 26: Nguyên tắc luyện thép từ gang là: A Dùng chất khử Co khử oxit sắt thành sắt nhiệt độ cao B Dùng O2 oxi hoá hợp chất Si, P, S, Mn gang để thu thép C Tăng thêm hàm lượng cacbon gang để thu thép D Dùng CaO CaCO3 để khử tạp chất Si, P, S, Mn, gang để thu thép Bài 27: Hỗn hợp rắn X gồm Al, Fe2O3 Cu có số mol Hỗn hợp X tan hoàn toàn dung dịch: A AgNO3 dư B NaOH C HCl D NH3 Bài 28: Cho biết phản ứng sau: 2FeBr2 + Br2 NaBr + Cl2 → → FeBr3 NaCl + Br2 Phát biểu là: A Tính oxi hố Cl2 mạnh Fe3+ C Tính khử Br- mạnh Fe2+ B Tính khử Cl- mạnh Br- D.TínhoxihốcủaBr2mạnhhơncủa Cl2 Bài 29: Tiến hành bốn thí nghiệm sau: - Thí nghiệm 1: Nhúng Fe vào dung dịch FeCl3 - Thí nghiệm 2: Nhúng Fe vào dung dịch CuSO4 - Thí nghiệm 3: Nhúng Cu vào dung dịch FeCl3 - Thí nghiệm 4: Cho Fe tiếp xúc với Cu nhúng vào dung dịch HCl Số trường hợp xuất ăn mòn điện hoá là: A B C D Bài 30: X kim loại phản ứng với dung dịch H 2SO4 loãng, Y kim loại tác dụng với dung dịch Fe(NO3)3 Hai kim loại X,Y (biết thứ tự dãy điện hoá: Fe3+/Fe2+ đứng trứoc Ag+/Ag 80 GV : Đào Văn Truyền – Tơ Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu Xây dựng áp dụng kỹ thuật giải nhanh tập sắt dựa vào dụng luật bảo toàn A Mg, Ag B Fe, Cu C Cu, Fe D Ag, Mg Bài 31: Trong loại quặng sắt, quặng có hàm lượng Fe cao A Hematit đỏ B Xiđerit C Hematit nâu D Manhetit Bài 32: Cho chất Fe, FeO, Fe(OH) 2, Fe(OH)3, Fe3O4, Fe2O3, Fe(NO3)2, Fe(NO3)3, FeSO4, Fe2(SO4)3, FeCO3 phản ứng với HNO đặc, nóng Số phản ứng thuộc loại phản ứng oxi hoá khử là: A B C D Bài 33: Dãy ion xếp theo chiều giảm dần tính oxi hố (biết dẫy điện hoá, cặp Fe3+/Fe2+ đứng trước cặp Ag+/Ag): A Fe3+, Ag+, Cu2+, Fe2+ C Fe3+, Cu2+, Ag+, Fe2+ B Ag+, Fe3+, Cu2+, Fe2+ D Ag+, Cu2+, Fe3+, Fe2+ Bài 34: Mệnh đề không là: A Fe khử Cu2+ dung dịch B Tính oxi hố ion tăng theo thứ tự: Fe2+, H+, Cu2+, Ag+ C Fe3+ có tính oxi hố mạnh Cu2+ D Fe2+ oxi hoá Cu Bài 35: Trong oxit FeO, Fe2O3, Fe3O4 chất tác dụng với HNO3 cho khí A Chỉ có FeO B Chỉ có Fe3O4 C FeO Fe3O4 D Chỉ có Fe2O3 Bài 36: Cho hỗn hợp Fe, Cu phản ứng với dung dịch HNO lỗng Sau phản ứng hồn tồn, thu dung dịch chứa chất tan kim loại dư Chất tan là: A Cu(NO3)2 B HNO3 C Fe(NO3)2 D Fe(NO3)3 Bài 37: Khi đun hỗn hợp chất Fe(NO3)2, Fe(OH)3 FeCO3 khơng khí đến khối lượng không đổi, thu chất rắn là: A Fe2O3 B FeO C Fe3O4 D Fe Bài 38: Đốt Fe khơng khí thu rắn A (oxit sắt) Hồ tan A H 2SO4 loãng tạo thành muối: A FeSO4 B FeSO4 Fe2(SO4)3 C.Fe2(SO4)3 D.Fe(HSO4)2 Bài 39: phản ứng sau xảy có thay đổi số oxi hoá Fe: A FeO HCl B FeSO4 Ba(OH)2 81 GV : Đào Văn Truyền – Tơ Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu Xây dựng áp dụng kỹ thuật giải nhanh tập sắt dựa vào dụng luật bảo toàn B FeCl2 AgNO3 D FeS2 H2SO4 loãng Bài 40: Cho FeS2 vào dung dịch HCl lỗng dư, phần khơng tan là: A FeS B FeS S C Fe2S3 D S Bài 41: Người ta thêm đinh sắt vào dung dịch muối Fe2+ để: A Fe2+ không bị thuỷ phân tạo Fe(OH)2 B Fe2+ không bị khử thành Fe C Fe2+ không bị chuyển thành Fe3+ C Giảm bớt bay muối Bài 42: Cho x mol Fe tác dụng với y mol HNO3, thu khí No dung dịch chứa Fe(NO3)2, Fe(NO3)3 Liên hệ x y: A y