chuyên đề PHÂN LOẠI và PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH bài tập về sắt và các OXIT sắt

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC TRƯỜNG THPT QUANG HÀ =====***===== BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG ÔN THI THPT QUỐC GIA Tên chuyên đề: PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP VỀ SẮT VÀ CÁC OXIT SẮT NGƯỜI THỰC HIỆN: PHẠM VĂN HOẠT ĐƠN VỊ: TRƯỜNG THPT QUANG HÀ ĐỐI TƯỢNG: HỌC SINH LỚP 12 SỐ TIẾT: TIẾT Vĩnh Phúc, năm 2017 MỤC LỤC A I II III IV B I II III C D MỤC ĐÍCH – YÊU CẦU NỘI DUNG KĨ NĂNG PHƯƠNG PHÁP Về phía giáo viên Về phía học sinh ĐỐI TƯỢNG, THỜI LƯỢNG GIẢNG DẠY CHUYÊN ĐỀ NỘI DUNG CHUN ĐỀ Cơ sở lí thuyết Ơn tập định luật, phương pháp giải tập hóa học Bản chất tập hỗn hợp sắt oxit sắt PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP VỀ SẮT VÀ CÁC OXIT SẮT Dạng : Đốt cháy sắt khơng khí cho sản phẩm phản ứng với chất oxi hóa Dạng 2: Hỗn hợp sắt oxit phản ứng với chất oxi hóa mạnh Dạng 3: Khử khơng hồn tồn Fe2O3 sau cho sản phẩm phản ứng với chất oxi hóa mạnh HNO3 H2SO4 đặc nóng Dạng 4: Hỗn hợp oxit sắt phản ứng với axit thường (HCl, H2SO4 loãng ) Dạng 5: Sắt hỗn hợp oxit sắt phản ứng với axit thường (HCl, H2SO4 loãng ) BÀI TẬP VẬN DỤNG KẾT QUẢ TRIỂN KHAI CHUYÊN ĐỀ TẠI ĐƠN VỊ TRƯỜNG KẾT LUẬN 3 5 5 6 8 10 12 14 15 15 19 19 CHUYÊN ĐỀ ÔN THI THPT QUỐC GIA PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP VỀ SẮT VÀ CÁC OXIT SẮT A MỤC ĐÍCH – YÊU CẦU I NỘI DUNG Nắm vững định luật, phương pháp giải tập hóa học sau: a) Định luật bảo tồn khối lượng Nội dung định luật: Tổng khối lượng chất tham gia phản ứng tổng khối lượng chất tạo thành sau phản ứng Trong cần vận dụng hệ quả: Hệ 1: Gọi mT tổng khối lượng chất trước phản ứng, mS khối lượng chất sau phản ứng (kể lượng dư) Dù phản ứng xảy với hiệu suất ta có: mT = mS Hệ 2: Khi cation kim loại (hoặc cation amoni) kết hợp với anion gốc axit (hoặc anion oxit) để tạo hợp chất ta ln có: m Hợp chất = mcation + manion Khối lượng cation anion ta coi khối lượng nguyên tử cấu tạo thành Hệ 3: mdung dịch trước phản ứng + mchất cho vào dung dịch + m kết tủa + mkhí b) Định luật bảo tồn ngun tố Nội dung định luật: Tổng khối lượng nguyên tố trước phản ứng tổng khối lượng nguyên tố sau phản ứng Nội dung định luật hiểu tổng số mol nguyên tố bảo toàn phản ứng c) Định luật bảo toàn electron Nội dung định luật: Trong phản ứng oxi hóa khử: Số mol electron mà chất khử cho số mol electron mà chất oxi hóa nhận Khi vận dụng định luật bảo tồn electron vào dạng tốn cần lưu ý: Trong phản ứng hệ phản ứng cần quan tâm đến mức oxi hóa nguyên tố ban đầu mức oxi hóa nguyên tố sau phản ứng mà không cần quan tâm đến mức oxi hóa trung gian Nếu có nhiều chất oxi hóa chất khử số mol electron trao đổi tổng số mol tất chất nhường nhận electron d) Phương pháp quy đổi Là phương pháp biến đổi toán học nhằm đưa toán ban đầu hỗn hợp phức tạp dạng đơn giản hơn, qua làm cho toán trở nên dễ dàng thuận tiện Khi quy đổi phải đảm bảo nguyên tắc: - Bảo toàn nguyên tố, tức tổng số mol nguyên tố hỗn hợp đầu hỗn hợp phải - Bảo tồn số oxi hóa, tức số oxi hóa nguyên tố hai hỗn hợp Hiểu chất hóa học tập hỗn hợp sắt oxit sắt Bài tập Fe hỗn hợp oxit sắt thường có dạng cho khối lượng cho phản ứng với chất oxi hóa H2SO4 đặc nóng HNO3 chí axit thường HCl, H2SO4 loãng Với giả thiết cho m gam hỗn hợp gồm Fe oxit FeO, Fe 3O4, Fe2O3 tác dụng với HNO3 thu khí NO2 Ta xem q trình oxi hố liên tiếp Fe chất oxi hoá O HNO3 Chất nhường electron: Fe , tạo sản phẩm Fe3+ Chất nhận electron: O HNO3, tạo sản phẩm oxit (O2-) V lít NO2 (đktc) (hoặc sản phẩm khử khác) Theo định luật bảo toàn khối lượng: 56x + 16y = m (1) Theo định luật bảo tồn electron: Q trình oxi hóa Q trình khử → Fe3+ + 3e Fe  x(mol) 3x(mol) O + y(mol) V V → O22e  2y(mol) 22, 22, +5 N +4 → N + 1e  (NO2) (mol) Tổng electron nhường: 3x (mol) (mol) V V 22, 22, Tổng electron nhận: 2y + (mol) Áp dụng định luật bảo tồn electron ta có: 3x = 2y + Từ (1) (2) ta có hệ: (2) 56x + 16 y = m  V 3x − y = 22,4 Việc giải hệ biết số yếu tố giải yêu cầu toán II KĨ NĂNG - Rèn luyện kĩ giải nhanh tập hóa học sử dụng định luật bảo toàn (khối lượng, nguyên tố, electron) phương pháp quy đổi - Phát triển lực tính tốn, sơ đồ hóa q trình hóa học - Rèn luyện kĩ giải tập hóa học đáp ứng mức độ đề thi THPT quốc gia mơn hóa học năm 2017 III PHƯƠNG PHÁP Về phía giáo viên Để thực chuyên đề chọn, kết hợp sử dụng kết hợp phương pháp sau: - Phương pháp phân tích - tổng hợp - Phương pháp khảo sát thống kê - phân loại - Phương pháp hệ thống - Phương pháp sơ đồ hóa tốn - Thảo luận nhóm Về phía học sinh - Ôn tập định luật bảo toàn khối lượng, định luật bảo toàn mol nguyên tố, định luật bảo toàn mol electron - Kết hợp tiếp thu giảng lớp với nghiên cứu tài liệu, tập nhà - Làm việc nhóm đồng thời độc lập giải tập theo yêu cầu giáo viên IV ĐỐI TƯỢNG, THỜI LƯỢNG GIẢNG DẠY CHUYÊN ĐỀ - Học sinh lớp 12: ôn thi THPT Quốc gia - Số tiết: 05 tiết B PHẦN NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ I CƠ SỞ LÍ THUYẾT Ơn tập định luật, phương pháp giải tập hóa học a) Định luật bảo tồn khối lượng Nội dung định luật: Tổng khối lượng chất tham gia phản ứng tổng khối lượng chất tạo thành sau phản ứng Trong cần vận dụng hệ quả: Hệ 1: Gọi mT tổng khối lượng chất trước phản ứng, mS khối lượng chất sau phản ứng (kể lượng dư) Dù phản ứng xảy với hiệu suất ta có: mT = mS Hệ 2: Khi cation kim loại (hoặc cation amoni) kết hợp với anion gốc axit (hoặc anion oxit) để tạo hợp chất ta ln có: m Hợp chất = mcation + manion Khối lượng cation anion ta coi khối lượng nguyên tử cấu tạo thành Hệ 3: mdung dịch trước phản ứng + mchất cho vào dung dịch + m kết tủa + mkhí b) Định luật bảo tồn ngun tố Nội dung định luật: Tổng khối lượng nguyên tố trước phản ứng tổng khối lượng nguyên tố sau phản ứng Nội dung định luật hiểu tổng số mol nguyên tố bảo toàn phản ứng c) Định luật bảo toàn electron Nội dung định luật: Trong phản ứng oxi hóa khử: Số mol electron mà chất khử cho số mol electron mà chất oxi hóa nhận Khi vận dụng định luật bảo tồn electron vào dạng tốn cần lưu ý: Trong phản ứng hệ phản ứng cần quan tâm đến mức oxi hóa nguyên tố ban đầu mức oxi hóa nguyên tố sau phản ứng mà không cần quan tâm đến mức oxi hóa trung gian Nếu có nhiều chất oxi hóa chất khử số mol electron trao đổi tổng số mol tất chất nhường nhận electron d) Phương pháp quy đổi Là phương pháp biến đổi toán học nhằm đưa toán ban đầu hỗn hợp phức tạp dạng đơn giản hơn, qua làm cho toán trở nên dễ dàng thuận tiện Khi quy đổi phải đảm bảo nguyên tắc: - Bảo toàn nguyên tố, tức tổng số mol nguyên tố hỗn hợp đầu hỗn hợp phải - Bảo tồn số oxi hóa, tức số oxi hóa nguyên tố hai hỗn hợp Bản chất tập hỗn hợp sắt oxit sắt Bài tập Fe hỗn hợp oxit sắt thường có dạng cho khối lượng cho phản ứng với chất oxi hóa H2SO4 đặc nóng HNO3 chí axit thường HCl, H2SO4 loãng Với giả thiết cho m gam hỗn hợp gồm Fe oxit FeO, Fe 3O4, Fe2O3 tác dụng với HNO3 thu khí NO2 Ta xem q trình oxi hố liên tiếp Fe chất oxi hoá O HNO3 Chất nhường electron: Fe , tạo sản phẩm Fe3+ Chất nhận electron: O HNO3, tạo sản phẩm oxit (O2-) V lít NO2 (đktc) (hoặc sản phẩm khử khác) Theo định luật bảo toàn khối lượng: 56x + 16y = m (1) Theo định luật bảo toàn electron: Q trình oxi hóa Q trình khử → Fe3+ + 3e Fe  x(mol) 3x(mol) O + y(mol) V V → O22e  2y(mol) 22, 22, +5 N +4 → N + 1e  (NO2) (mol) Tổng electron nhường: 3x (mol) (mol) V V 22, 22, Tổng electron nhận: 2y + (mol) Áp dụng định luật bảo tồn electron ta có: 3x = 2y + Từ (1) (2) ta có hệ: (2) 56x + 16 y = m  V 3x − y = 22,4 Việc giải hệ biết số yếu tố giải yêu cầu toán II PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP VỀ SẮT VÀ CÁC OXIT SẮT Dạng : Đốt cháy sắt khơng khí cho sản phẩm phản ứng với chất oxi hóa Ví dụ 1: Nung nóng 25,2 gam Fe ngồi khơng khí sau thời gian thu m gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe 2O3 Fe3O4 Hỗn hợp phản ứng hết với dung dịch HNO3 lỗng, dư, thu 5,6 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) Tính giá trị m? Phân tích đề: Sơ đồ phản ứng  NO  3+ + HNO3 +O  Fe  →  → Fe X (Fe, FeO, Fe2O3 Fe3O4) Fe bị oxi hoá thành Fe3+ chất oxi hoá O HNO3 Vậy: + Khối lượng oxit tổng khối lượng sắt oxi + Trong trình: chất nhường e Fe, chất nhận O HNO3 Giải vấn đề: Ta có nNO = 0, 25 mol, nFe = 0,45 mol Gọi số mol oxi oxit x ta có: Q trình oxi hóa Q trình khử → Fe3+ + 3e Fe  0,45(mol) 1,35(mol) O x(mol) +5 N → O22e  + 2x(mol) + 3e +2  → N (NO) 0,75(mol) 0, 25(mol) Tổng electron nhường: 1,35 (mol) Tổng electron nhận: 2x + 0, 75(mol) Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 1,35 = 2x + 0,75  → x = 0,3 Mặt khác ta có: m = mFe + mO 2− nên: m = 25,2 + 0,3 ×16 = 30 (gam) Ví dụ 2: Nung nóng m gam bột sắt ngồi khơng khí, sau phản ứng thu 20gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 Fe3O4 Hòa tan hết X dung dịch HNO lỗng thu 5,6 lít hỗn hợp khí Y gồm NO NO có tỉ khối so với H2 19 Tính m thể tích HNO3 1M dùng? Phân tích đề: Sơ đồ phản ứng:  NO2 ↑ FeO , Fe O   O2 ( kk ) HNO3 Fe  →  →  NO ↑  Fe2O3và Fe du  Fe( NO ) 3  + Hỗn hợp X gồm Fe O oxit + Xét q trình, có Fe nhường e, chất nhận e Oxi HNO3 +5 +2 +4 + N (HNO3) nhận electron tạo thành N (NO) N (NO2) +5 +5 +2 − + Số mol+4N (trong HNO3) ban đầu tổng số mol N (NO ) muối N (NO) cộng với N (NO2) Giải vấn đề: a + b = 0, 25 Đặt số mol NO là 30 a (mol), a + 46b NO2 b (mol) = 38  Theo giả thiết ta có:  0, 25 Giải hệ PT ta được: nNO = nNO2 = 0,125mol Gọi số mol Fe O tương ứng X x y ta có: 56x + 16y = 20 (1) Quá trình nhường nhận e: Quá trình oxi hóa Q trình khử → Fe3+ + 3e Fe  x(mol) 3x(mol) O y(mol) +5 N → O22e  + 2y(mol) + 3e  → 0,375(mol) +5 N + 1e  → 0,125 (mol) +2 N (NO) 0,125(mol) +4 N (NO2) 0,125(mol) Tổng e: 3x (mol) Tổng e: 2y + 0,125+ 0,375 (mol) Áp dụng định luật bảo tồn electron ta có: 3x = 2y + 0,5 (2) 56x + 16 y = 20  Từ (1) (2) ta có hệ 3x − y = 0,5 Giải hệ ta có x = 0,3 y = 0,2 Như nFe = 0,3 mol m = 16,8 gam Theo định luật bảo toàn nguyên tố ta có: nHNO3 = nNO− [ Fe(NO 3 )3 ] + nNO + nNO = 3* nFe + nNO + nNO 2 nên nHNO = 0,3×3 + 0,125 + 0,125 = 1,15 (mol) Vậy VHNO3 = 1,15 = 1,15(lít) Ví dụ 3: Nung nóng 12,6 gam Fe ngồi khơng khí sau thời gian thu m gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 Fe3O4 Hỗn hợp phản ứng hết với dung dịch H2SO4 đặc nóng (dư), thu 4,2 lít khí SO (sản phẩm khử nhất, đktc) Tính m? Giải vấn đề: Fe X Q trình oxi hóa Q trình khử → Fe3+ + 3e Fe  0,225(mol) Fe2(SO4)3 + SO2 0,675(mol) O + x(mol) S+6 + 2e → O22e  2x(mol)  → 0,375 mol Tổng electron nhường: 0,675(mol) S+4 0,1875 mol Tổng electron nhận: 2x + 0,375 (mol) Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 0,675 = 2x + 0,375  → x = 0,15 mol  → m = 12,6 + 0,15 × 16 = 15 gam 10 Dạng 2: Hỗn hợp sắt oxit phản ứng với chất oxi hóa mạnh Ví dụ 1: Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe 2O3 Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng (dư), thu 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu m gam muối khan Tính m ? Phân tích đề: Quy hỗn hợp X ban đầu gồm Fe O Như xét trình − chất nhường e Fe chất nhận e O NO3 Nếu biết số tổng số mol Fe X biết số mol muối Fe(NO3)3 dung dịch sau phản ứng Giải vấn đề: Số mol NO = 0,06 mol Gọi số mol Fe O tương ứng X x y ta có: 56x + 16y = 11,36 (1) Quá trình nhường nhận e: Q trình oxi hóa Q trình khử → Fe3+ + 3e Fe  x(mol) O 3x(mol) y(mol) +5 N → O22e  + 2y(mol)  → + 3e 0,18(mol) Tổng electron nhường: 3x (mol) +2 N (NO) 0,06(mol) Tổng electron nhận: 2y + 0,18 (mol) Áp dụng định luật bảo tồn electron ta có: 3x = 2y + 0,18 (2) 56x + 16 y = 11,36  Từ (1) (2) ta có hệ: 3x − y = 0,18 Giải hệ ta có x = 0,16 y = 0,15 Như nFe = nFe ( NO ) = 0,16 mol m = 38,72 gam 3 Ví dụ 2: Hồ tan hoàn toàn 2,44 gam hỗn hợp bột X gồm Fe xOy Cu dung dịch H2SO4 đặc nóng (dư) Sau phản ứng thu 0,504 lít khí SO (sản phẩm khử nhất, đktc) dung dịch chứa 6,6 gam hỗn hợp muối sunfat Tính phần trăm khối lượng Cu X ? Phân tích đề: Sơ đồ phản ứng X ( FexOy, Cu) H2SO 4→ 2,44 gam Fe2(SO4)3 + SO2: 0,0225 mol CuSO4 11 6,6 gam Giải vấn đề: Quy đổi hỗn hợp X thành: Fe: x mol, O: y mol, Cu: z mol  → 56x + 16y + 64z = 2,44 (1) Phương trình tổng khối lượng muối: 200x + 160z = 6,6 (2) Quá trình nhường nhận e: Quá trình oxi hóa Q trình khử → Fe3+ + 3e Fe  x(mol) O 3x(mol) → Cu2+ + 2e Cu  z mol + y(mol) → O22e  2y(mol) → S+4 S+6 +2e  0,045(mol) 0,0225(mol) 2z mol Tổng electron nhường: 3x +2z (mol) Tổng electron nhận: 2y + 0,045 (mol) Theo định luật bảo toàn mol e: 3x - 2y + 2z = 0,045 (3) Từ (1), (2), (3): x = 0,025 y = 0,025 z = 0,01  → mCu = 0,64 gam  → %mCu = 36,23% Dạng 3: Khử khơng hồn tồn Fe 2O3 sau cho sản phẩm phản ứng với chất oxi hóa mạnh HNO3 H2SO4 đặc nóng Ví dụ 1: Cho luồng khí CO qua ống sứ đựng m gam Fe 2O3 nung nóng Sau thời gian thu 10,44 gam chất rắn X gồm Fe, FeO, Fe 2O3 Fe3O4 Hòa tan hết X dung dịch HNO3 đặc, nóng thu 4,368 lít NO2 (sản phẩm khử đktc) Tính m ? Phân tích đề: Sơ đồ phản ứng  FeO, Fe3O4 HNO3dn  NO2 ↑ CO Fe2O3  →  → to  Fe( NO2 )3  Fe2O3 , Fe Trong trường hợp xét trình đầu cuối ta thấy chất nhường e CO, chất nhận e HNO3 Nhưng biết tổng số mol Fe oxit ta biết số mol Fe 2O3 Bởi ta dùng kiện tốn hòa tan X HNO3 đề tính tổng số mol Fe 12 Giải vấn đề: Theo đề ta có: nNO2 = 0,195mol Gọi số mol Fe O tương ứng X x y ta có: 56x + 16y = 10,44 (1) Quá trình nhường nhận e: Q trình oxi hóa Q trình khử → Fe3+ + 3e Fe  x (mol) O 3x(mol) + y(mol) +5 N 2e  → O2- 2y(mol) + 1e  → 0,195(mol) Tổng electron nhường: 3x (mol) +4 N (NO2) 0,195(mol) Tổng electron nhận: 2y + 0,195(mol) Áp dụng định luật bảo tồn electron ta có: 3x = 2y + 0,195 (2) 56x + 16 y = 10, 44  Từ (1) (2) ta có hệ PT: 3x − y = 0,195 Giải hệ ta có x = 0,15 y = 0,1275 Như nFe = 0,15 mol nên nFe2O3 = 0, 075mol  → m = 12 gam Ví dụ 2: Dẫn khí CO vào ống sứ chứa m gam bột Fe 2O3 nung nóng thu 61,2 gam hỗn hợp A gồm chất Khí bay khỏi ống sứ dẫn vào dung dịch Ba(OH) dư 132,975 gam kết tủa Hoà tan hết A dung dịch HNO dư thu V lít (đktc) khí NO sản phẩm khử Tính giá trị V? Phân tích đề: Sơ đồ phản ứng Fe2O3 A (Fe2O3, Fe3O4, FeO, Fe) CO2 Fe(NO3)3 + NO BaCO3 Xét trình đầu cuối ta thấy chất nhường e CO, chất nhận e HNO3 Giải vấn đề: Theo đề ta có: nCO2 = nBaCO3 = 0,675 mol Q trình oxi hóa → C+4 C  +2 Quá trình khử + 2e +5 N + 3e  → N+2 13 1,35 (mol) 0,675(mol) 3x(mol) Tổng electron nhường: 1,35 (mol) x(mol) Tổng electron nhận: 3x(mol) → x = 0,45 mol Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x = 1,35   → VNO = 10,08 lít Dạng 4: Hỗn hợp oxit sắt phản ứng với axit thường (HCl, H2SO4 lỗng ) Ví dụ 1: Cho 7,68 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 tác dụng vừa hết với 260 ml HCl 1M thu dung dịch X Cho X phản ứng với dung dịch NaOH dư thu kết tủa Y Nung Y ngồi khơng khí đến khối lượng khơng đổi thu đến khối lượng không đổi m gam chất rắn Tính m? Phân tích đề: Sơ đồ  FeO  FeCl2 NaOH  Fe(OH ) ↓ nungtrongkk  HCl → →  → Fe2O3  Fe2O3    FeCl3  Fe O  Fe(OH )3 ↓  + Ta coi H+ axit phản ứng với O2- oxit + Toàn Fe oxit chuyển Fe2O3 + Từ số mol H+ ta tính số mol O oxit từ tính lượng Fe có oxit + Nung kết tủa ngồi khơng khí thu Fe2O3 Giải vấn đề: Ta có Theo phương trình: → H O ( O2- oxi hỗn hợp oxit) [O2-]  2H+ + 0,26(mol) nO2− nH + = nHCl = 0, 26mol 0,13(mol) = 0,13 (mol) mà theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: mFe + mO = 7,68(g) Nên mFe = 7.68 – 0,13×16 =5,6(gam) Ta lại có: 2Fe  → 0,1(mol) → nFe = 0,1 mol Fe2O3 0,05(mol) Vậy m = 0,05 ×160 = (gam) 14 Ví dụ 2: Cho 9,12 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 tác dụng với dung dịch HCl (dư) Sau phản ứng xảy hồn tồn, dung dịch Y Cơ cạn Y thu 7,62 gam FeCl2 m gam FeCl3 Tính giá trị m? Phân tích đề: Sơ đồ FeO, Fe2O3, Fe3O4 FeCl2 + FeCl3 + H2O Nhận xét: Fe3O4 coi hỗn hợp oxit FeO, Fe2O3 Giải đổi hỗn hợp thành FeO Fe2O3 a molđề: Quy  FeCl  FeO vấn a mol HCl + 160b =→ 9,12  72a Fe2 O3 b mol  FeCl3 2b mol ⇒ b = 0,03 7,62  a = 127 = 0,06 m FeCl3 = 162,5 × × 0,03 = 9,75 gam Dạng 5: Sắt hỗn hợp oxit sắt phản ứng với axit thường (HCl, H2SO4 lỗng ) Ví dụ: Cho 20 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe 3O4, Fe2O3 tác dụng vừa hết với 700 ml HCl 1M thu dung dịch X 3,36 lít khí H (đktc) Cho X phản ứng với dung dịch NaOH dư thu kết tủa Y Nung Y ngồi khơng khí đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn Tính giá trị m? Phân tích đề: Sơ đồ  Fe H2 ↑  FeO    Fe(OH ) ↓ nungtrongkk HCl NaOH  →  FeCl2  → → Fe2O3  Fe O Fe ( OH ) ↓    FeCl    Fe3O4 + Ta coi H+ axit vừa nhận electron để thành H2 phản ứng với O2- oxit + Toàn lượng Fe ban đầu oxit cuối chuyển Fe2O3 + Từ tổng số mol H+ số mol H2 ta tính số mol O2- oxit từ tính lượng Fe có oxit Giải vấn đề: Ta có nH + = nHCl = 0, mol , nH = 0,15mol Ta có phương trình phản ứng theo H+: H + + 2e  → H ↑ (1) H + + O 2−   → H 2O(2) 15 Từ (1) ta có nH + = 0,3mol (với số mol H2=0,15mol) số mol H+ phản ứng theo phản ứng (2) 0,4 mol (tổng 0,7 mol) Vậy số mol O2- là: 0,2 mol Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: mFe + mO =7,68 Nên mFe = 20 – 0,2×16 =16,8 (gam) Ta lại có 2Fe  → → nFe = 0,3 mol Fe2O3 Vậy m = 160 × 0,03/2 = 24 gam III BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1: Hòa tan hồn tồn 20,88 gam oxit sắt dung dịch H 2SO4 đặc, nóng thu dung dịch X 3,248 lít khí SO (sản phẩm khử nhất, đktc) Cô cạn dung dịch X, thu m gam muối sunfat khan Giá trị m A 52,2 B 48,4 C 54,0 D 58,0 Câu 2: Nung x gam Fe khơng khí thu 104,8 gam hỗn hợp rắn A gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 Hòa tan A dung dịch HNO3 dư, thu dung dịch B 12,096 lít hỗn hợp khí NO NO2 (đktc) có tỉ khối He 10,167 Giá trị x A 74,8 B 87,4 C 47,8 D 78,4 Câu 3: Cho 45,44 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng dư thu V lít khí NO (duy đktc) dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu 154,88 gam muối khan Giá trị V A 4,48 B 8,96 C 5,376 D 11,2 Câu 4: Đốt 24 gam hỗn hợp X gồm Fe Cu khơng khí thu m gam hỗn hợp chất rắn Y gồm Fe, Cu, CuO, Fe 3O4 Cho hỗn hợp Y vào dd H2SO4 đặc, nóng, dư thu 6,72 lít SO2 (đktc) dung dịch có chứa 72 gam muối sunfat Xác định m? A 25,6 B 28,8 C 27,2 D 26,4 Câu 5: Nung 8,4 gam Fe khơng khí, sau phản ứng thu m gam chất rắn X gồm Fe, Fe2O3, Fe3O4, FeO Hòa tan m gam hỗn hợp X vào dung dịch HNO dư thu 2,24 lít khí NO2 (đktc) sản phẩm khử Giá trị m A 11,2 gam B 10,2 gam C 7,2 gam D 6,9 gam Câu 6: Hoà tan hoàn toàn 34,8 gam oxit sắt dạng FexOy dung dịch H2SO4 đặc, nóng Sau phản ứng thu 1,68 lít khí SO (sản phẩm khử nhất, đo đktc) Oxit FexOy A FeO B FeO Fe3O4 C Fe3O4 D Không xác định 16 Câu 7: Cho 13,92 gam hỗn hợp X gồm Cu oxit sắt vào dung dịch HNO loãng dư thu 2,688 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đo đktc) Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu 42,72 gam muối khan Công thức oxit sắt A FeO B Fe3O4 C Fe2O3 D Không xác định Câu 8: Để m gam phoi bào sắt X ngồi khơng khí, sau thời gian thu hỗn hợp Y có khối lượng 12 gam gồm Fe, FeO, Fe 3O4 Fe2O3 Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp Y dung dịch HNO3 thấy 2,24 lít khí NO (đktc) Giá trị m A 11,8 B 10,08 C.9,8 D 8,8 Câu 9: Cho 17,04 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng dư thu 2,016 lít khí NO (sản phẩm khử đktc) dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu m gam muối khan Giá trị m A 53,25 B 51,9 C 73,635 D 58,08 Câu 10: Cho khí CO qua ống sứ đựng 0,45 mol hỗn hợp A gồm Fe 2O3 FeO nung nóng sau thời gian thu 51,6 gam chất rắn B Dẫn khí khỏi ống sứ vào dung dịch Ba(OH)2 dư thu 88,65 gam kết tủa Cho B tác dụng hết với dung dịch HNO3 dư thu V lít NO (đktc, sản phẩm khử nhất) Giá trị V là: A 7,84 lít B 8,40 lít C 3,36 lít D 6,72 lít Câu 11: Cho khí CO qua ống sứ đựng 37,12 gam Fe3O4 nung nóng thu hỗn hợp rắn X Khí khỏi ống sứ hấp thụ hết vào dung dịch Ba(OH) dư thu 43,34 gam kết tủa Hòa tan hết lượng hỗn hợp X dung dịch H 2SO4 đặc nóng, dư thấy bay V lít SO2 (đktc) Giá trị V là: A 3,584 B 4,48 C 6,72 D 3,36 Câu 12: Cho khí CO qua ống chứa m gam oxit Fe 2O3 đốt nóng thu 6,69 gam hỗn hợp X (gồm chất rắn), hỗn hợp X hoà vào HNO dư 2,24 lít khí Y gồm NO NO2, tỉ khối Y H2 21,8 Giá trị m A 10,2 g B 9,6 g C 8,0 g D 7,73 g Câu 13: Hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3 Fe3O4 Cho khí CO qua m gam X nung nóng, sau thời gian thu hỗn hợp chất rắn Y hỗn hợp khí Z Cho tồn Z vào dd Ca(OH)2 dư, đến phản ứng hoàn toàn, thu gam kết tủa Mặt khác, hòa tan hồn tồn Y dung dịch H2SO4 đặc, nóng (dư), thu 1,008 lít khí SO (đktc, sản phẩm khử nhất) dung dịch chứa 18 gam muối Giá trị m 17 A 7,12 B 6,80 C 5,68 D 13,52 Câu 14: Cho luồng khí CO qua ống đựng m gam Fe 2O3 nung nóng Sau thời gian thu 44,46g hỗn hợp X gồm Fe, Fe 2O3 dư Cho X tác dụng hết với dd HNO lỗng thu 3,136 lít NO (đktc) sản phẩm khử Giá trị m A 45 B 47 C 47,82 D 47,46 Câu 15 Nung m gam bột sắt oxi, thu gam hỗn hợp chất rắn X Hòa tan hết hỗn hợp X dung dịch HNO3 (dư), 1,68 lít (đktc) NO (là sản phẩm khử nhất) Giá trị m A 2,52 gam B 2,22 gam C 2,62 gam D 2,32 gam Câu 16: Chia 156,8 gam hỗn hợp L gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 thành hai phần Cho phần thứ tác dụng hết với dung dịch HCl dư 155,4 gam muối khan Phần thứ hai tác dụng vừa đủ với dung dịch M hỗn hợp HCl, H 2SO4 loãng thu 167,9 gam muối khan Số mol HCl dung dịch M A 1,75 mol B 1,50 mol C 1,80 mol D 1,00 mol Câu 17: Dẫn luồng khí CO ði qua hỗn hợp gồm CuO Fe 2O3 nung nóng, sau thời gian thu ðýợc chất rắn X khí Y Cho Y hấp thụ hồn tồn vào dung dịch Ba(OH) dý, thu ðýợc 29,55 gam kết tủa Chất rắn X phản ứng với dung dịch HNO3 dý thu ðýợc V lít khí NO (sản phẩm khử ðktc) Giá trị V A 2,24 B 4,48 C 6,72 D 3,36 Câu 18: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,2 mol Fe 0,2 mol Fe 2O3 vào dung dịch axit H2SO4 lỗng (dư), thu 2,24 lít khí (đktc) dung dịch Y Cho lượng dư dung dịch NaOH vào dung dịch Y, sau phản ứng xảy hoàn toàn thu m gam kết tủa Giá trị nhỏ m A 54,0 B 59,1 C 60,8 D 57,4 Câu 19 Để m gam phơi bào sắt ngồi khơng khí, sau thời gian thu hỗn hợp X gồm chất có khối lượng 20 gam Hòa tan hết X 500 ml dung dịch HCl nồng độ a mol/l thấy 2,24 lít (đktc) H2 dung dịch Y (khơng có HCl dư) Cho tiếp dung dịch HNO3 tới dư vào dung dịch Y thu dung dịch Z (chứa FeCl3, Fe(NO3)3 HNO3 dư) 2,24 lít (đktc) NO Giá trị m a A 15,68 0,4 B 15,68 1,48 C 16,8 0,4 D 16,8 1,2 18 Câu 20: Oxi hóa a gam Fe ngồi khơng khí thời gian thu b gam hỗn hợp rắn X gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 Hòa tan hồn tồn X HNO3 đặc nóng dư thu V lít NO2 (sản phẩm khử nhất) đktc Biểu thức liên hệ a, b V A 6a = 5V B 13a = 7b + 5V C 10a = 7b + 56V D 20a = 14b + 5V Đáp án: Câu 10 Đáp án D D C C A C A B D A Câu 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Đáp án C D A C A C A D D D C KẾT QUẢ TRIỂN KHAI CHUYÊN ĐỀ TẠI ĐƠN VỊ TRƯỜNG - Chuyên đề áp dụng giảng dạy cho học sinh lớp 12 ôn thi THPT Quốc gia năm học 2016-2017 góp phần nâng cao chất lượng ôn thi THPT học sinh nhà trường, cụ thể: + Năm 2015-2016: điểm trung bình thi THPT Quốc gia xếp thứ 15/39 trường THPT tỉnh; TBM Hóa học 5,8 xếp thứ 17/39 + Năm học 2016-2017: điểm trung bình thi THPT Quốc gia xếp thứ 11/39 trường THPT tỉnh; TBM Hóa học 6,15 xếp thứ 12/39 - Chuyên đề trình bày thảo luận trước nhóm Hóa học vào tháng năm học 2017-2018 tiếp tục triển khai năm học D PHẦN KẾT LUẬN - Sau học xong chuyên đề Phân loại phương pháp giải nhanh tập sắt oxit sắt, học sinh dễ dàng tiếp cận với đề hoàn thành tốt tập sắt hợp chất - Học sinh hồn thành kiểm tra nhanh hơn, xác điểm kiểm tra, điểm thi THPT Quốc gia cao trước 19 - Học sinh u thích mơn học hơn, đề nghị giáo viên xây dựng nhiều chuyên đề tương tự để giúp học sinh làm tốt dạng khác chương trình THPT đề thi THPT quốc gia Bình Xuyên, tháng năm 2017 Người viết chuyên đề Phạm Văn Hoạt 20 ... 15 15 19 19 CHUYÊN ĐỀ ÔN THI THPT QUỐC GIA PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP VỀ SẮT VÀ CÁC OXIT SẮT A MỤC ĐÍCH – YÊU CẦU I NỘI DUNG Nắm vững định luật, phương pháp giải tập hóa học... tập hỗn hợp sắt oxit sắt PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP VỀ SẮT VÀ CÁC OXIT SẮT Dạng : Đốt cháy sắt khơng khí cho sản phẩm phản ứng với chất oxi hóa Dạng 2: Hỗn hợp sắt oxit phản ứng... 16 y = m  V 3x − y = 22,4 Việc giải hệ biết số yếu tố giải yêu cầu toán II PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP VỀ SẮT VÀ CÁC OXIT SẮT Dạng : Đốt cháy sắt khơng khí cho sản phẩm phản