6.1. Cơ sở lý thuyết:
- Phản ứng nhiệt nhụm: Al + oxit kim loại oxit nhụm + kim loại (Hỗn hợp X) (Hỗn hợp Y) - Thường gặp:
+ 2Al + Fe2O3 Al2O3 + 2Fe + 2yAl + 3FexOy yAl2O3 + 3xFe
+ (6x – 4y)Al + 3xFe2O3 6FexOy + (3x – 2y)Al2O3
- Nếu phản ứng xảy ra hoàn toàn, tựy theo tớnh chất của hỗn hợp Y tạo thành để biện luận. Vớ dụ: + Hỗn hợp Y chứa 2 kim loại → Al dư ; oxit kim loại hết
+ Hỗn hợp Y tỏc dụng với dung dịch bazơ kiềm (NaOH,…) giải phúng H2 → cú Al dư
+ Hỗn hợp Y tỏc dụng với dung dịch axit cú khớ bay ra thỡ cú khả năng hỗn hợp Y chứa (Al2O3 + Fe) hoặc (Al2O3 + Fe + Al dư) hoặc (Al2O3 + Fe + oxit kim loại dư)
- Nếu phản ứng xảy ra khụng hoàn toàn, hỗn hợp Y gồm Al2O3, Fe, Al dư và Fe2O3 dư - Thường sử dụng:
+ Định luật bảo toàn khối lượng: mhhX = mhhY
+ Định luật bảo toàn nguyờn tố (mol nguyờn tử): nAl (X) = nAl (Y) ; nFe (X) = nFe (Y) ; nO (X) = nO (Y)
6.2. BÀI TÂP
Cõu 1: Nung núng m gam hỗn hợp Al và Fe2O3 (trong điều kiện khụng cú khụng khớ) đến khi phản ứng xảy ra
hoàn toàn , thu được hỗn hợp rắn Y. Chia Y thành hai phần bằng nhau:
• Phần 1: tỏc dụng với dung dịch H2SO4 loóng (dư) sinh ra 3,08 lớt khớ H2 (ở đktc)
• Phần 2: tỏc dụng với dung dịch NaOH (dư) sinh ra 0,84 lớt khớ H2 (ở đktc) Giỏ trị của m là: A. 22,75 gam B. 21,40 gam C. 29,40 gam D. 29,43 gam
Cõu 2: Nung núng m gam hỗn hợp gồm Al và Fe3O4 trong điều kiện khụng cú khụng khớ. Sau khi phản ứng xảy
ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn X. Cho X tỏc dụng với dung dịch NaOH (dư) thu được dung dịch Y, chất rắn Z và 3,36 lớt khớ H2 (ở đktc). Sục khớ CO2 (dư) vào dung dịch Y, thu được 39 gam kết tủa. Giỏ trị của m là: A. 45,6 gam B. 57,0 gam C. 48,3 gam D. 36,7 gam
Cõu 3: Thực hiện phản ứng nhiệt nhụm hỗn hợp X gồm Al và một oxit sắt FexOy (trong điều kiện khụng cú
khụng khớ) thu được 92,35 gam chất rắn Y. Hũa tan Y trong dung dịch NaOH (dư) thấy cú 8,4 lớt khớ H2 (ở đktc) thoỏt ra và cũn lại phần khụng tan Z. Hũa tan 1/2 lượng Z bằng dung dịch H2SO4 đặc, núng (dư) thấy cú 13,44 lớt khớ SO2 (ở đktc) thoỏt ra. Biết cỏc phản ứng xảy ra hoàn toàn. Khối lượng Al2O3 trong Y và cụng thức oxit sắt lần lượt là:
A. 40,8 gam và Fe3O4 B. 45,9 gam và Fe2O3 C. 40,8 gam và Fe2O3 D. 45,9 gam và Fe3O4
Cõu 4: Trộn 5,4 gam bột Al với 17,4 gam bột Fe3O4 rồi tiến hành phản ứng nhiệt nhụm (trong điều kiện khụng
cú khụng khớ). Giả sử chỉ xảy ra phản ứng khử Fe3O4 thành Fe. Hũa tan hoàn toàn chất rắn sau phản ứng bằng dung dịch H2SO4 loóng (dư) thu được 5,376 lớt khớ H2 (ở đktc). Hiệu suất phản ứng nhiệt nhụm và số mol H2SO4 đó phản ứng là:
A. 75 % và 0,54 mol B. 80 % và 0,52 mol C. 75 % và 0,52 mol D. 80 % và 0,54 mol
Cõu 5: Trộn 10,8 gam bột nhụm với 34,8g bột Fe3O4 rồi tiến hành phản ứng nhiẹt nhụm thu được hỗn hợp A.
hũa tan hết A bằng HCl thu được 10,752 lớt H2(đktc). Hiệu suất phản ứng nhiệt nhụm và thể tớch dung dịch HCl 2M cần dựng là?
A. 80% và 1,08lớt B. 20% và 10,8lớt C. 60% và 10,8lớt D. 40% và 1,08lớt
Cõu 6: nung hỗn hợp A gồm Al, Fe2O3 được hỗn hợp B (hiệu suất 100%). Hũa tan hết B bằng HCl dư được
2,24 lớt khớ (đktc), cũng lượng B này nếu cho phản ứng với dung dịch NaOH dư thấy cũn 8,8g rắn C. Khối lượng cỏc chất trong A là?
A. mAl=2,7g, mFe2O3=1,12g B. mAl=5,4g, mFe2O3=1,12g C. mAl=2,7g, mFe2O3=11,2g D. mAl=5,4g, mFe2O3=11,2g
Cõu 7: Hỗn hợp A gồm 0,56g Fe và 16g Fe2O3 m (mol) Al rồi nung ở nhiệt độ cao khụng cú khụng khớ được
hỗn hợp D. Nếu cho D tan trong H2SO4 loóng được v(lớt) khớ nhưng nếu cho D tỏc dụng với NaOH dư thỡ thu được 0,25V lớt khớ. Gớa trị của m là?
A. 0,1233 B. 0,2466 C. 0,12 D. 0,3699
Cõu 8: Cú 26,8g hỗn hợp bột nhụm và Fe2O3. Tiến hành nhiệt nhụm cho tới hoàn toàn rồi hũa tan hết hỗn hợp
sau phản ứng bằng dung dịch HCl được 11,2 lớt H2(đktc). Khối lượng cỏc chất trong hỗn hợp ban đầu là? A. mAl=10,8g;m =1,6g B. mAl=1,08g;m =16g
C. mAl=1,08g;m =16g D. mAl=10,8g;m =16g
Cõu 9: Hỗn hợp X gồm Al và Fe2O3. Lấy 85,6gam X đem nung núng để thực hiện phản ứng nhiệt nhụm, sau
một thời gian thu được m gam chất rắn Y. Chia Y làm 2 phần bằng nhau:
- Phần 1: Hũa tan trong dung dịch NaOH dư thấy thoỏt ra 3,36lớt khớ (đktc) và cũn lại m1 gam chất khụng tan.
- Phần 2: Hũa tan hết trong dung dịch HCl thấy thoat ra 10,08 lớt khớ (đktc). Phần trăm khối lượng Fe trong Y là?
A. 18% B. 39,25% C. 19,6% D. 40%
Cõu 10: Hỗn hợp X gồm Al và Fe2O3. Lấy 85,6gam X đem nung núng để thực hiện phản ứng nhiệt nhụm, sau
một thời gian thu được m gam chất rắn Y. Chia Y làm 2 phần bằng nhau:
- Phần 1: Hũa tan trong dung dịch NaOH dư thấy thoỏt ra 3,36lớt khớ (đktc) và cũn lại m1 gam chất khụng tan.
- Phần 2: Hũa tan hết trong dung dịch HCl thấy thoỏt ra 10,08 lớt khớ (đktc). Thành phần chất rắn Y gồm cỏc chất là?
A. Al, Fe2O3, Fe, Al2O3 B. Al, Fe, Al2O3 C. Fe, Al2O3 D. Cả A, C đỳng.
7. Fe TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH HNO3 HOẶC H2SO4 đặc núng
7.1. CƠ SỞ Lí THUYẾT
Vớ dụ: Cho x mol bột Fe tỏc dụng với dung dịch chứa y mol HNO3. Xỏc định tỉ lệ x/y để dung dịch thu được chứa 2 muối Fe(NO3)3 và Fe(NO3)2.
Cỏc phản ứng cú thể xảy ra:
Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
a 4a a mol
b 2b 3b mol Gọi a, b lần lượt là số mol Fe tham gia cỏc phản ứng. Nếu cú 2 muối, HNO3 hết và y = 4a.
Số mol Fe tham gia phản ứng: a + b = x Ta cú: y 4a= vụựi ủieàu kieọn 0 < 2b < a
x a+b 8 4. 3 y Suy ra: x < <
Tổng quỏt: Nếu tỉ lệ số mol HNO3 và Fe: HNO3 Fe
n f =
n 8/3 < f < 4: dung dịch chứa Fe(NO3)2 và Fe(NO3)3. f ≥ 4: dung dịch chỉ chứa Fe(NO3)3
f ≤ 8/3: dung dịch chỉ chứa Fe(NO3)2
7.2. BÀI TẬP
Cõu 1. Cho 6,72 gam Fe vào 400 ml dung dịch HNO3 1M, đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được khớ NO
(sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch X. Dung dịch X cú thể hoà tan tối đa m gam Cu. Giỏ trị của m là.
A. 1,92. B. 3,20. C. 0,64. D. 3,84.
Cõu 2. Cho 0,26 mol Fe tỏc dụng với 1 lớt dd HNO3 1 Mthỡ thu được dung dịch cú muối nào biết chỉ cho sp khử
duy nhất là NO?
A. Fe(NO3)2 B. Fe(NO3)3 C. Fe(NO3)2 , Fe(NO3)3 D. Cả A, B, C đều đỳng
Cõu 3. Cho 10,88 gam Fe tỏc dụng với 240 ml HNO3 4 M đặc, núng dung dịch thu được cú chất nào
A. Fe(NO3)2 B. Fe(NO3)3 C. Fe(NO3)2 , Fe(NO3)3 D. Fe(NO3)3, HNO3
Cõu 4. Cho 6,72 gam Fe tỏc dụng với 0,3 mol H2SO4 đặc, núng thỡ thu được SO2 là sản phẩm khử duy nhất ? Vậy
sau pứ thu được ?
A. 0,08 mol FeSO4; 0,02 mol Fe2(SO4)3: B. 0,12 mol FeSO4
C. 0,05 mol Fe2(SO4)3 D. 0,06 mol FeSO4; 0,03 mol Fe2(SO4)3
Cõu 5. Cho 0,3 mol Fe tỏc dụng với 0,8 mol H2SO4 sinh ra sản phẩm khử duy nhất là SO2. Phản ứng xảy ra
hoàn toàn thỡ thu được ?
A. 0,2 mol Fe2(SO4)3; 0,1 mol FeSO4 B. 0,12 mol FeSO4; 0,15 mol Fe2(SO4)3 C. 0,1 mol FeSO4; 0,1 mol Fe2(SO4)3 D. 0,12 mol FeSO4; 0,1 mol Fe2(SO4)3
Cõu 6. Cho hh Fe, Cu + HNO3 loóng. Sau khi pứ hoàn toàn dd thu được chỉ cú một chất tan và kim loại cũn dư.
Chất tan đú là ?
A. Fe(NO3)2 B. Fe(NO3)3 C. Cu(NO3)2 D. HNO3
Cõu 7. Cho 1,68 gam Fe tỏc dụng với HNO3 thỡ thu được một loại muối sắt duy nhất. Khối lượng muối sắt là
A. 5,26 g B. 5,24 g C. 5,3 g D. 5,32 g
Cõu 8. Cho 1,68 gam Fe tỏc dụng với 500 ml HNO3 0,3 M. Thỡ thu được dung dịch Y. Số mol mỗi chất trong
dung dịch Y là
A. 0,03 mol Fe(NO3)3; 0,03 mol Fe(NO3)2 B. 0,01 mol Fe(NO3)3; 0,01 mol Fe(NO3)2
Cõu 9. Cho 6,72 gam Fe vào dung dịch chứa 0,3 mol H2SO4 đặc, núng (giả thiết SO2 là sản phẩm khử duy
nhất). Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được (cho Fe = 56)
A. 0,03 mol Fe2(SO4)3 và 0,06 mol FeSO4. B. 0,02 mol Fe2(SO4)3 và 0,08 mol FeSO4. C. 0,12 mol FeSO4. D. 0,05 mol Fe2(SO4)3 và 0,02 mol Fe dư.
Cõu 10. Thể tớch dung dịch HNO3 1M (loóng) ớt nhất cần dựng để hoà tan hoàn toàn một hỗn hợp gồm 0,15 mol
Fe và 0,15 mol Cu là (biết phản ứng tạo chất khử duy nhất là NO)
A. 1,0 lớt. B. 0,6 lớt. C. 0,8 lớt. D. 1,2 lớt.
Cõu 11. Cho 6,72 gam Fe vào 400 ml dung dịch HNO3 1M, đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được khớ
NO (sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch X. Dung dịch X cú thể hoà tan tối đa m gam Cu. Giỏ trị của m là A. 3,84. B. 0,64. C. 1,92. D. 3,20.
Cõu 12. Cho x mol Fe tỏc dụng với y mol HNO3 thu được khớ NO và dung dịch chứa Fe(NO3)2, Fe(NO3)3. Liờn
hệ giữa x và y là A. y < 4x B. 8x/3 < y < 4x C. 4x/3 < y < 4x D. y ≤ 4x
Cõu 13. Hoà tan hoàn toàn 14,0 gam Fe trong 400ml dd HNO3 2M thu được dd X chứa m gam muối và khớ NO
(là sản phẩm khử duy nhất). Giỏ trị của m là A. 48,4. B. 60,5. C. 51,2. D. 54,0.
Cõu 14. Cho hỗn hợp gồm 1,12 gam Fe và 1,92 gam Cu vào 400 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm H2SO4 0,5M
và NaNO3 0,2M. Sau khi cỏc phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X và khớ NO (sản phẩm khử duy nhất). Cho V ml dung dịch NaOH 1M vào dung dịch X thỡ lượng kết tủa thu được là lớn nhất. Giỏ trị tối thiểu của V là A. 360. B. 240. C. 400. D. 120.
Cõu 15. Hoà tan bột Fe vào 200ml dung dịch NaNO3 và H2SO4. Đến phản ứng hoàn thu được dung dịch A,
6,72 lớt hỗn hợp khớ X gồm NO và H2 cú tỉ lệ mol (2:1) và 3 gam chất rắn khụng tan. Biết dung dịch A khụng chứa muối amoni. Cụ cạn dung dịch A thu được khối lượng muối khan là:
A. 126 gam. B. 120,4 gam. C. 70,4 gam. D. 75 gam.
Cõu 16. Cho a gam hỗn hợp Fe,Cu (trong đú Cu chiếm 44% về khối lượng) vào 500ml dd HNO3, đun núng. Sau
khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 4,48 lớt (đktc) khớ NO(sản phẩm khử duy nhất), chất rắn cú khối lượng 0,12a gam và dung dịch X. Giỏ trị của a là: