- Fe và các hợp chất có tính khử của sắt (như: các muối sắt (II), FeO,Fe 3O4, Fe(OH)2) khi tác dụng với axit HNO3 và H2SO4 đặc, nóng đều tạo thành muối sắt
A. 0,05M B 0,5M C 0,25M D 0,1M Hướng dẫn giải:
Hướng dẫn giải:
nFe = nH2 = 0,01 mol → mFeO+Fe2O3 = 2,88 - mFe = 2,32g
→ nFeO = x ; nFe2O3 = y → 72x + 160y = 2,32 (1)
→ nO/5,76g oxit = nH2O = 0,08 mol → nO/2,88g oxit = 0,04 mol → Áp dụng ĐLBT nguyên tố O: 1.nFeO + 3.nFe2O3 = 0,04
→ x + 3y = 0,04 (2)
Giải (1) & (2) → x = y = 0,01 mol
→ %Fe = 19,44% ; %FeO = 25% ; %Fe2O3 = 55,56%→ Đáp án: A
Bài 3: Cho 16g oxit sắt tác dụng với 120 ml dung dịch HCl thì thu được 32,5g muối khan. Nồng độ mol của dung dịch HCl là:
A. 0,05M B. 0,5M C. 0,25M D. 0,1MHướng dẫn giải: Hướng dẫn giải:
FexOy + 2yHCl → xFeCl2y/x + y H2O (56x + 16y) (56x + 71y)
16g 32,5g
→ 16. (56x + 71y) = 32,5. (56x + 16y) → y x = 3 2 → Fe2O3 Fe2O3 + 6H+ → 2Fe3+ + 3H2O → nHCl = 6nFe2O3 = 0,6 mol → CMHCL = 0,5M
Bài 4: Cho hỗn hợp gồm FeO, CuO, Fe3O4 có số mol ba chất bằng nhau tác dụng hết với dung dịch HNO3 thu được hỗn hợp khí gồm 0,09 mol NO2 và 0,05 mol NO. Số mol của mỗi chất là:
A. 0,12 mol B. 0,24 mol C. 0,21mol D.0,36 mol Hướng dẫn giải:
nFeO = nCuO = nFe3O4 = x mol Fe → Fe3+ + 1e N + 1e → N x x 0,09 0,09 3Fe → 3Fe3+ + 1e N + 3e → N x x 0,15 0,05 Áp dụng ĐLBT e: 2x = 0,24 → x = 0,12 mol→ Đáp án: A Bài 5: Để tác dụng hết với 4,64g hỗn hợp FeO, Fe2O3, Fe3O4 cần dùng vừa đủ 160 ml dung dịch HCl 1M. Nếu khử hoàn toàn 4,46g hỗn hợp trên bằng khí CO dư ở nhiệt độ cao thì khối lượng sắt thu được là:
A. 4,36g B. 3,63g C. 3,36g D. 4,63g Hướng dẫn giải:
nO/oxit = = 0,08 mol → moxit sắt = mFe + mO = 4,64g
→ mFe = 3,36g → Đáp án: C
Bài 6: Cho 13,6g hỗn hợp Fe và Fe2O3 tác dụng hết với dung dịch HCl thu được 2,24 lít H2 (đktc). Dung dịch thu được cho tác dụng với NaOH dư. Kết tủa thu được đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được a gam chất rắn. Giá trịcủa a là: A. 14,8g B. 16g C. 18g D. 20g Hướng dẫn giải: (Fe, Fe2O3) →... → ag Fe2O3 +2 +8/3 +5 +4 +5 +2 nHCl 2
nFe = nH2 = 0,1 mol
4Fe + 3O2 → 2Fe2O3
0,1 0,075
→ a = mFe2O3do Fe tạo + mFe2O3/oxit = mFe + mO2+ mFe2O3/oxit
→ a = mhh + mO2→ a = 16g →Đáp án: B
Bài 7: Để tác dụng vừa đủ 7,68g hỗn hợp FeO, Fe3O4, Fe2O3 cần dùng 260 ml dung dịch HCl 1M. Dung dịch thu được cho tác dụng với NaOH dư, kết tủa thu được mang nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn. Giá trị của m là:
A. 6g B. 4g C. 0,8g D. 8g
Hướng dẫn giải:
(FeO, Fe3O4, Fe2O3) →... → mg Fe2O3
nO/Oxit = = 0,13 mol → mFe = moxit - mO = 5,6g → nFe = 0,1 mol
→ nFe2O3 = n2Fe (2Fe → Fe2O3) = 0,05 mol→ m = 8g → Đáp án:D Bài 8: Cho 3,2g hỗn hợp CuO và Fe2O3 tác dụng hết với dung dịch HCl thu được 2 muối có tỉ lệ mol 1:1. Khối lượng CuO và Fe2O3 lần lượt là:
A. 1,6g và 1,6g B. 1,6g và 0,8g B. 0,8g và 0,8g D. 3,2g và 1,6g Hướng dẫn giải:
Ta có: nCuCl2 : nFeCl3 = 1: 1 → nCuO : nFe2O3 = 2:1 mà MFe2O3= 2 MCuO
→ mCuO = mFe2O3 = 1,6g → Đáp án: A
Bài 9: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,2 mol FeO và 0,1 mol Fe2O3 vào dung dịch H2SO4 loãng dư thu được dung dịch M. Cho dung dịch M tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được kết tủa. Lọc kết tủa, rửa sạch sấy khô nung trong không khí đến khối lượng không đổi được m gam chất rắn. Giá trị của m là:
A. 23g B. 2,3g C. 32g D. 3,2g Hướng dẫn giải: (FeO, Fe2O3) →... → mg Fe2O3 nHCl 2
Áp dụng ĐLBT nguyên tố Fe: nFeO + 2nFe2O3bđ = 2. nFe2O3sau
→ nFe2O3sau = 0,2 mol → Đáp án: C
Bài 10: Hoà tan hoàn toàn m gam Fe3O4 vào dung dịch HNO3 loãng dư, tất cả lượng khí NO thu được đem oxi hoá thành NO2 rồi sục vào nước cùng dòng khí O2 để chuyển hết thành HNO3. Cho biết thể tích khí O2 đã tham gia quá trình trên là 0,84 lít. Giá trị của m là:
A. 17,4g B. 52,2g C.104,4g D. 34,8g Hướng dẫn giải:
Cách 1: Quá trình oxi hoá NO lại tạo HNO3 nên ở đây O2 là chất nhận e. 3Fe → 3Fe3+ + 1e O2 + 4e → 2O2-
x x 0,0375 0,15 Áp dụng ĐLBT e: x = 0,15 mol → Đáp án:D Cách 2: 3Fe3O4 + 28HNO3→ 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O
x 3 x 2NO + O2 → 2NO2 3 x 6 x 3 x 4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3 3 x 12 x →∑nO2 = 6x +12x = 0,0375 → x = 0,15 mol→ Đáp án:D
Bài 11: Hoà tan 2,16g FeO trong lượng dư dung dịch HNO3 loãng thì được V ml khí NO duy nhất (đktc). Giá trị của V là:
A. 22,4 ml B.11,2 ml C. 224ml D. 448ml Hướng dẫn giải: Cách 1: Fe2+ → Fe3+ + 1e N + 3e → N 0,03 0,03 3x x +8/3 +5 +2
Áp dụng ĐLBT e: 3x = 0,03 → x = 0,01 mol→ Đáp án: C Cách 2: 3FeO + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O
0,03 0,01 → V = 0,224 lít
Bài 12: Để hoà tan vừa hết 0,1 mol mỗi oxit FeO, Fe3O4, Fe2O3 bằng dung dịch HCl thì số mol HCl cần dùng lần lượt là:
A. 0,2 mol; 0,6 mol; 0,8mol B. 0,1 mol; 0,3 mol; 0,4 mol B. 0,2 mol; 0,8mol; 0,6 mol D. 0,1 mol; 0,4 mol; 0,3 mol
Hướng dẫn giải:
Cách 1: Từ số mol oxit áp dụng ĐLBT nguyên tố O suy ra số mol nguyên tử O trong oxit và nHCl = 2nO/oxit→ Đáp án: B
Cách 2: FeO + 2HCl → FeCl2 + H2O 0,1 0,2 Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O 0,1 0,8 Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O 0,1 0,6 → Đáp án: B
Bài 13: Cho 3,2g hỗn hợp CuO và Fe2O3 tác dụng vừa đủ với 100 ml dung dịch HCl thu được 2 muối có tỉ lệ mol 1:1. Nồng độ mol của dung dịch HCl cần dùng:
A. 0,1M B.0,15M C. 1M D. 2M
Hướng dẫn giải:
Ta có: nCuCl2 = 1:1→ nCuO : nFe2O3 = 2: 1 mà MFe2O3 = 2MCuO
→ mCuO = mFe2O3 = 1,6g → nCuO = 0,02 mol và nFe2O3 = 0,01 mol nHCl = 2nO/oxit = 0,1 mol →Đáp án: C
Bài 14: Hoà tan 10g hỗn hợp Fe và Fe2O3 bằng dung dịch HCl vừa đủ thu được 1,12 lít H2 (đktc) và dung dịch A. Cho dung dịch A tác dụng với NaOH dư. Lấy kết tủa thu được đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi được m gam chất rắn. Giá trị của m là:
A. 11,2g B.1,12g C. 22,4g D. 4,48g Hướng dẫn giải:
(Fe, Fe2O3) →... → mg Fe2O3
Ta có: nFe = nH2 = 0,05 mol → nFe2O3từ Fe = 0,025 mol
→ m = mhh + mFe2O3từ Fe - mFe = 11,2 → Đáp án: A
Bài 15: Hoà tan 27,2g hỗn hợp A gồm Fe và FeO trong dung dịch H2SO4
loãng. Sau đó làm bay hơi dung dịch người ta thu được 111,2g chất rắn FeSO4.7H2O. Thành phần phần trăm của mỗi chất trong hỗn hợp A lần lượt là:
A. 2,06% và 7,94% C. 20,6% và 97,4% B. 50% và 50% D. 20,6% và 79, 4% Hướng dẫn giải:
Ta có: nFeSO4 = nFeSO4.7H2O = 0,4 mol
(Fe, FeO) FeSO4
Áp dụng ĐLBT nguyên tố Fe: nFe+ nFeO = nFeSO4→ x + y = 0,4 (1) Theo đề: 5 6x + 72 y = 27,2 (2) Từ (1) & (2) → = = 3 , 0 1 , 0 y x → Đáp án: D
Bài 16: Cho 0,1 mol FeO tác dụng hoàn toàn với dung dịch H2SO4 loãng được dung dịch A. Cho luồng khí clo chậm qua dung dịch A để phản ứng xảy ra hoàn toàn. Cô cạn dung dịch sau phản ứng đến cạn thu được m gam muối khan. Giá trị của m là:
A. 17,57g B. 18,75g C. 1,875g D. 18,80g Hướng dẫn giải:
Cách 1: Tóm tắt quá trình pứ:
FeO FeSO4 mg (Fe2(SO4)3 , FeCl3)
Áp dụng ĐLBT nguyên tố Fe: nFeO= nFeSO4=2nFe2(SO4)3+ nFeCl3= 0,1mol nSO42- = 3nFe2(SO4)3 → nFe2(SO4)3 =
3 1 , 0 → nFeCl3 = 3 1 , 0 → m = 18,75g → Đáp án:B H2SO4l Cl2 H2SO4l
Cách 2: FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O (1) 3FeSO4 +
2 3
Cl2 → Fe2(SO4)3 + FeCl3 (2) Từ (1) & (2) → nFe2(SO4)3= nFeCl3= 03,1
→ m = mFe2(SO4)3+ mFeCl3 = 18,75g
Bài 17: Cho hỗn hợp A gồm FeO, CuO, Fe3O4 có số mol ba chất đều bằng nhau tác dụng hết với dung dịch HNO3 thu được hỗn hợp khí gồm 0,9 mol NO2 và 0,05 mol NO. Số mol mối chất trong hỗn hợp A là:
A. 0,24 mol; 0,24 mol; 0,24 mol C. 0,12 mol; 0,12mol; 0,12 mol B. 1,2 mol; 1,2 mol; 1,2 mol D. 0,40 mol; 0,40mol; 0,40 mol Hướng dẫn giải:
Ta có: nFeO = nCuO = nFe3O4= x mol
3Fe → 3Fe3+ + 1e N + 3e → N x x 0,15 0,05
Fe2+ → Fe3+ + 1e N + 1e → N x x 0,09 0,09
Áp dụng ĐLBT e: 2x = 0,24 → Đáp án: C
Bài 18: Để hoà tan hoàn toàn 2,32g hỗn hợp FeO, Fe3O4, Fe2O3 (trong đó FeO và Fe2O3 có số mol bằng nhau) cần dùng V lít dung dịch HCl 1M. Giá trị của V là:
A. 0,23 mol B. 0,18 mol C. 0,16 mol D. 0,08 mol Hướng dẫn giải:
Vì nFeO = nFe2O3 nên có thể quy đổi FeO và Fe2O3 thành Fe3O4
→ nHCl = 2nO/Fe3O4 = 0,08 mol → Đáp án: D
Bài 19: Hoà tan hết hỗn hợp X gồm 0,2 mol FeCO3 và 0,1 mol Fe3O4 bằng H2SO4 loãng thu được dung dịch A. Thêm dung dịch NaOH dư vào được kết tủa B.
+8/3 +5 +2
Nung B trong không khí đến khối lượng không đổi được m gam chất rắn C (các phản ứng xảy ra hoàn toàn). Giá trị của m là:
A. 16g B. 32g C. 48g D. 40g
Hướng dẫn giải:
Cách 1: ( FeCO3, Fe3O4 ) →... → mg Fe2O3
Áp dụng ĐLBT nguyên tố Fe: nFeCO3+3nFe3O4= 2nFe2O3
→nFe2O3= 0,25 mol→ Đáp án:D Cách 2: FeCO3 + H2SO4 → FeSO4 + H2O
Fe3O4 + 4H2SO4 → FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2 + Na2SO4
Fe2(SO4)3 + 6NaOH → 2Fe(OH)3 + Na2SO4
2Fe(OH)2 + 1/2O2 → Fe2O3 + 2H2O 2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O
Lí luận số mol dựa vào ptpứ → ∑nFe2O3= 0,25 mol→ m=40g Bài 20: Cho 9,12g hỗn hợp gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 tác dụng với dung dịch HCl dư. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y thu được 7,62g FeCl2 và m gam FeCl3. Giá trị của m là:
A. 9,75g B. 8,75g C. 7,8g D. 6,5g
Hướng dẫn giải:
Fe3O4 = FeO.Fe2O3 nên có thể xem hỗn hợp gồm FeO và Fe2O3
FeO → FeCl2 nênnFeO = nFeCl2 = 0,06 mol → nFe2O3 = 0,03 mol Fe2O3 → FeCl3 nên nFeCl3= 2nFe2O3 = 0,06 mol → Đáp án: A
Bài 21: Hoà tan m gam hỗn hợp FeO, Fe2O3, Fe3O4 bằng HNO3 đặc nóng, sau phản ứng thu được 4,48 lít khí NO2 (đktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng được 145,2g muối khan. Giá trị của m là:
A. 33,6g B. 42,8g C. 46,4g D. 56g Hướng dẫn giải:
Fe2+ → Fe3++ 1e N + 1e → N x x 0,2 0,2
Áp dụng ĐLBT e: x = 0,2 = nFeO
( Fe0, Fe2O3 ) 145,2g Fe(NO3)3
Áp dụng ĐLBT nguyên tố Fe: nFeO +2nFe2O3= nFe(NO3)3= 0,6 mol
→ nFe2O3= 0,2 mol → Đáp án: C Bài 22: Để hoà tan 4 gam sắt oxit cần 52,14 ml dd HCl 10% (d = 1,05 g/ml). CTPT của oxit sắt đó là:
A. Fe2O3 B. Fe3O2 C. Fe3O4 D. FeO Giải:
Cách 1: Theo phương pháp bảo toàn nguyên tố và khối lượng Áp dụng ĐLBT nguyên tố H: nH+ = nHCl = 0,15 mol
2 H+
+ O2- → H2O 0,15 0,075
→ nO/oxit = 0,075 mol
Áp dụng ĐLBT khối lượng: mFexOy = mFe + mO/oxit → mFe = mFexOy - mO/oxit → mFe = 4 - 0,075 .16 = 2,8 (g) → nFe = 0,05 mol → yx = O Fe n n = 00,075,05 = 3 2 → FexOy là Fe2O3 → Đáp án: A Cách 2: Theo phương pháp biện luận
FexOy + 2yHCl → FeCl2y/x + yH2O
56x4+16y 0,15
→ 56x4+16y . 2y = 0,15. 1 → yx = 3 2
→ FexOy là Fe2O3
3.3. DẠNG TOÁN SẮT TÁC DỤNG VỚI PHI KIM:
Bài 1: Nung m gam bột sắt trong oxi thu được 3 gam hỗn hợp chất rắn X. Hoà tan hết hỗn hợp X trong dung dịch HNO3 dư, thoát ra 0,56 lít (đktc) NO sản phẩm khử duy nhất. Giá trị của m:
A. 2,52g B. 2,22g C. 2,62g D. 2,32g Hướng dẫn giải:
mg Fe 3g X 0,56 lít NO Giải tương tự như ví dụ 1 trong mục 2.2.3.2
Bài 2: Cho 5,6g bột sắt tác dụng với oxi thu được 6,8g hỗn hợp X gồm ba chất rắn. Hoà tan X trong dung dịch HNO3 dư thu được V lít NO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Giá trị của V là:
A. 2,24 lít B. 4,48 lít C. 6,72 lít D. 1,12 lít Hướng dẫn giải: Áp dụng ĐLBT khối lượng: mO2 = mX - mFe = 1,2g Fe → Fe3+ + 3e N + 3e → N 0,1 0,3 3x x O2 + 4e → 2O2- 0,0375 0,15 Áp dụng ĐLBT e: 0,3 = 0,15 + 3x → x = 0,05 mol →Đáp án:D
Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn 16,8g bột sắt trong oxi dư. Chất rắn thu được cho tác dụng hết với dung dịch HCl thu được dung dịch A. Cho NaOH dư vào dung dịch A, kết tủa thu được đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn. Giá trị của m là:
A. 48g B. 24g C. 12g D. 8g
Hướng dẫn giải:
2Fe ... → Fe2O3
0,3 0,15 →Đáp án:B
Bài 4: Đốt cháy x mol sắt bởi oxi thu được 5,04g hỗn hợp A gồm các oxit sắt. Hoà tan hoàn toàn A trong dung dịch HNO3 dư thu được 0,3 mol hỗn hợp khí Y gồm NO và NO2 (dY/H2 = 19). Giá trị của x là:
A. 0, 41mol B. 0,31 mol C. 0,32 mol D.0,15 mol Hướng dẫn giải: 2 46 30+ = 38 = → nNO = nNO2 = 2 3 , 0 = 0,15 mol Fe → Fe3+ + 3e O2 + 4e → 2O2- + O2 + HNO3 dư +5 +4 M NO+NO2 = 40 M Y
x 3x 32 56 04 , 5 − x 8 56 04 , 5 − x N + 3e → N 0,45 0,15 N + 1e → N 0,15 0,15 Áp dụng ĐLBT e: 3x = 8 56 04 , 5 − x + 0,6 → x = 0, 41mol →Đáp án:A Bài 5: Nung hỗn hợp gồm a gam bột Fe và b gam bột S/toC ( không có O2) thu được hỗn hợp A. Hoà tan A vào dung dịch HCl dư thu được 0,4g chất rắn B, dung dịch C và khí D (dD/H2 = 9 ) sục khí D từ từ qua dung dịch Cu(NO3)2 dư tạo thành 14,4g kết tủa màu đen. a, b có giá trị lần lượt là:
A. 16,8g và 5,2g C. 18,6g và 2,5g B. 5,2g và 16,8g D. 2,5g và 18,6g Hướng dẫn giải:
( MH2S = 34) nên D gồm H2S và H2 → Fe dư khi phản ứng với S và nH2S = nH2 ( 18
2 2
34+ = ). A + HCl dư → rắn B là Sdư
nH2S = nCuS = 0,15 mol = nH2 mà nH2 = nFe dư và nH2S = nFe pứ = nS pứ
→nFe pứ = nS pứ = nFe dư = nH2S = nH2 = 0,15 mol
→ nFe bđ = nFe pứ + nFe dư = 0,3 mol → a = 16,8g và b = 0,15.32+0,4 = 5,2g
Bài 6: Nung hoàn toàn hỗn hợp bột Fe và S /toC ( không có O2), đem sản phẩm sau phản ứng hoà tan trong dung dịch HCl dư thấy có 4,48 lít khí thoát ra. Nếu cho hết lượng khí này vào dung dịch Pb(NO3)2 dư thì thấy thoát ra 2,24 lít khí (các khí đo ở đktc). Khối lượng của Fe và S trong hỗn hợp đầu lần lượt là:
A. 5,6g và 3,2g C. 11,2g và 3,2g B. 3,2g và 5,6g D. 6,4g và 11,2g Hướng dẫn giải:
Khí thoát ra khi cho Fe + S cho qua dung dịch Pb(NO3)2 có khí thoát ra →
khí đó là H2→ Fe dư
+5 +2
+5 +4
nFe pứ = nS = nH2S = nhh - nH2 = 0,2 – 0,1 = 0,1 mol và nFe dư = nH2= 0,1 mol
→ mFe = 11,2g và mS = 3,2g →Đáp án:C
Bài 7: Cho sản phẩm tạo thành khi nung hỗn hợp 5,6g bột Fe và 1,6g bột S vào HCl dư thì thu được hỗn hợp khí A và dung dịch B ( H = 100%). Thành phần phần trăm thể tích hỗn hợp khí tạo thành là:
A. 50% H2S và 50%H2 C. 20% H2S và 80%H2
B. 40% H2S và 60%H2 D. 80% H2S và 20%H2
Hướng dẫn giải:
Sản phẩm tạo thành khi nung Fe và S vào dung dịch HCl được hỗn hợp khí