Chủ đề 3 - Bài Tập Về Sắt Và Đồng

o lượng nước rất dư thì thu được 2 lít dung dịch X. Xác định nồng độ mol của các chất trong dung dịch X.
Hướng dẫn:
a) Ta có Þ R = 28x chỉ có x = 2 , R = 56 là thỏa mãn ( Fe)
CTPT của chất A là : FeCO3
b) gọi x, y lần lượt là số mol Fe2O3 và Fe3O4 trong rắn B.
	2FeCO3 + ½ O2 Fe2O3 + 2CO2
	2x 	 x 	(mol)
	3FeCO3 + ½ O2 Fe3O4 + 3CO2
	3y	 y 	(mol)
Ta có: giải ra được : x = y = 0,1 mol.
Phản ứng của B với HNO3 :
	Fe2O3 + 6HNO3 ® 2Fe(NO3)3 + 3H2O 
	Fe3O4 + 10HNO3 ® 3Fe(NO3)3 + 3H2O + NO2 ­ 
	 0,1 mol ® 	0,1 	mol
	2NO2 + ½ O2 + H2O ® 2HNO3
Bđ:	 0,1	0,0175 	 	(mol)
Pư:	 0,07	0,0175	0,07 	(mol)
Spư:	 0,03	 0 	 0,07 	(mol)
	2NO2 + H2O ® HNO3 + HNO2
	 0,03 	 ® 	0,015	0,015 	(mol)
Dung dịch X Þ ; .
6) Hòa tan a gam một oxit sắt FexOy vào trong dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thì thu được khí SO2 duy nhất.Mặt khác, nếu khử hoàn toàn a gam oxit sắt trên bằng khí CO, hòa tan lượng sắt tạo thành trong dung dịch H2SO4 đặc nóng (dư) thu được lượng SO2 gấp 9 lần lượng SO2 ở thí nghiệm trên.
a) Viết các phương trình phản ứng xảy ra trong hai thí nghiệm trên.
b) Xác định định công thức hóa học của oxit sắt.
Hướng dẫn :
2FexOy + (6x -2y )H2SO4 ( đặc) xFe2(SO4)3 + (3x-2y) SO2 ­ + (6x -2y )H2O (1)
 a (mol) ® 	 (mol)
FexOy 	+ yH2 xFe + yH2O	 (2)
a (mol) ® 	 ax 	(mol)
2Fe + 6H2SO4 ( đặc) Fe2(SO4)3 + 3SO2 ­ + 6H2O 	 (3)
ax (mol) ® 	 1,5 ax 	( mol)
Theo đề bài : nên ta có : 
	 Þ Þ CTPT của oxit sắt là : Fe3O4.
7) Hòa tan một lượng oxit sắt FexOy vào dung dịch HNO3 loãng, dư thì thu được một dung dịch A và khí NO duy nhất. Mặt khác nếu khử lượng oxit sắt trên bằng lượng CO dư rồi lấy toàn bộ kim loại sinh ra hòa tan hoàn toàn trong dung dịch HNO3 đặc, nóng thì thu được dung dịch B và khí NO2 duy nhất. Biết thể tích khí NO2 sinh ra gấp 9 lần thể tích khí NO sinh ra ( cùng nhiệt độ, áp suất).
a) Viết các phương trình hóa học.
b) Xác định công thức hóa học của oxit sắt.
Hướng dẫn :
3FexOy + (12x -2y )HNO3 3xFe(NO3)3 + (3x - 2y)NO ­ + (6x-y) H2O (1)
 a (mol) ® 	 	(mol)
FexOy 	+ yCO xFe + yCO2	 (2)
 a (mol) ® 	 ax 	(mol)
 Fe 	+ 6HNO3 Fe(NO3)3 + 3NO2 ­ + 3H2O 	 (3)
ax (mol) ® 	 3ax 	( mol)
Theo đề bài ta có :
	 Vậy CTPT của oxit sắt là: FeO. 
8) Để một phoi bào sắt nặng m ( gam) ngoài không khí, sau một thời gian thu được 12 gam rắn X gồm sắt và các oxit của sắt. Cho X tác dụng hoàn toàn với dung dịch axit HNO3 thấy giải phóng ra 2,24 lít khí NO duy nhất ( đo ở đktc). 
a) Viết các phương trình hoá học xảy ra.
b) Tính khối lượng m của phoi bào sắt ban đầu.
( ĐS : 10,08 gam Fe )
Hệ thống kiến thức sử dụng trong chuyên đề:
Kiến thức cơ bản
Tính chất hóa học của muối (SGKHH9-T31)
ND: Dung dịch muối có thể tác dụng với kim loại tạo thành muối mới và kim loại mới.
Tính chất hóa học chung của kim loại (SGKHH9- T50)
ND: Kim loại hoạt động hóa học mạnh hơn (trừ Na, K, Ca) có thể đẩy kim loại hoạt động yếu hơn ra khỏi dung dịch muối, tạo thành muối mới và kim loại mới.
Dãy hoạt động hóa học của kim loại và ý nghĩa (SGKHH9-T53,54)
+ K, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, (H), Cu, Ag, Au
+ Kim loại đứng trước (trừ Na, K) đẩy kim loại đứng sau ra khỏi dung dịch muối.
Kiến thức nâng cao
Tính chất hóa học của kim loại (SGKHH12-T86)
Kim loại mạnh hơn có thể khử được ion của kim loại yếu hơn trong dung dịch muối thành kim loại tự do.
Dãy điện hóa của kim loại (SGKHH12-T87,88) 
Dãy thế khử chuẩn (Bảng tuần hoàn các Nguyên tố hóa học)
Hợp chất của sắt (SGKHH12-T144)
Các muối sắt(III) có tính oxi hóa, dễ bị khử thành muối sắt(II).
Các tài liệu tham khảo (kèm theo)
Nội dung chính
Cơ sở lí thuyết:
Qua phần kiến thức cơ bản ở trên, hầu như chỉ nhắc đến kim loại tác dụng với dung dịch muối tạo ra muối mới và kim loại mới.Và khi vận dụng những bài toán có kim loại với dung dịch muối sắt (III), học sinh thường xác định sản phẩm là tạo muối mới và kim loại sắt, nên dẫn đến kết quả sai trong nhiều trường hợp.
Việc giải những bài toán dạng này học sinh cần phân loại ra các trường hợp như sau:
* Đối với kim loại tan trong nước:
Với kim loại M tan trong nước (Na, Ca, Ba, K) thì quá trình xảy ra như sau:
Đầu tiên: M + nH2O → Mn+ + nOH- + n/2 H2↑
Sau đó: Fe3+ + 3OH- →Fe(OH)3↓
* Đối với kim loại không tan trong nước:
Xét trong dãy thế khử chuẩn:
Mg2+
Al3+ 
Mn2+
Zn2+
Cr3+
Fe2+
Ni2+
Sn2+
Pb2+
Cu2+
Fe3+
Mg
Al
Mn
Zn
Cr
Fe
Ni
Sn
Pb
Cu
Fe2+
Như vậy:
+ Đối với kim loại M không tan trong nước đứng trước Fe trong dãy điện hóa ()
, thì khi phản ứng với muối Fe3+ có thể xảy ra theo 2 giai đoạn:
Đầu tiên: M + Fe3+ →Mn+ + Fe2+
Sau đó: M + Fe2+ →Mn+ + Fe
+ Đối với kim loại từ Fe đến Cu thì phản ứng chỉ xảy ra theo một giai đoạn: 
M + Fe3+ →Mn+ + Fe2+
+ Đối với kim loại sau Cu: không phản ứng với muối Fe3+
Phương pháp giải
+ Xác định chiều phản ứng
+ Xác định thứ tự phản ứng
Các dạng biến (những chú ý)
+ Dấu muối Fe3+ trong sản phẩm tạo thành
+hỗn hợp kim loại với muối Fe3+
+ 1 kim loại với dung dịch hỗn hợp chứa muối Fe3+
+ hỗn hợp kim loại với dung dịch hỗn hợp muối chứa muối Fe3+
Bài tập vận dụng
Cho 4,8 gam Mg vào 500ml dung dịch Fe(NO3)3 0,4M. Sau phản ứng thu được dung dịch Y và m gam kim loại. Tìm giá trị của m?
Bài giải: Ta có: nMg = 0,2 mol; nFe(NO3)3=0,2 mol
PTHH : Mg + 2Fe(NO3)3→ Mg(NO3)2 + 2Fe(NO3)2 (1)
 0,1mol ← 0,2mol → 0,2mol 
Sau phản ứng (1): nMgdư = 0,1 mol; nFe(NO3)2=0,2 mol
Mg + Fe(NO3)2 → Mg(NO3)2 + Fe
0,1mol→0,1mol →0,1mol
Kim loại sau phản ứng là Fe: mFe = 0,1.56 = 5,6 (g) 
Cho a gam Mg vào dung dịch chứa 0,12 mol FeCl3. Sau phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 3,36 gam chất rắn. Tìm giá trị của a?
Bài giải: 
Ta có các PTHH : 
Mg + 2FeCl2 →MgCl2 + 2FeCl2
0,06 mol←0,12mol →0,12mol
Mg + FeCl2 → MgCl2 + Fe
0,06mol←0,06mol ←0,06mol
Chất rắn là Fe: nFe = 3,36:56 = 0,06 mol (không thể có trường hợp chất rắn có dư Mg vì khi đó khối lượng chất rắn > mFe = 0,12.56 = 6,72g > 3,36g)
=> mMg = (0,06+0,06).24 = 2,88 (g).
Cho 19,3 gam hỗn hợp bột 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 kết thúc thu được m gam kim loại. Tìm m?
Bài giải:
Theo đề bài: nZn = 0,1mol; nCu = 0,2mol. Thứ tự phản ứng:
Zn + Fe2(SO4)3 → ZnSO4 + 2FeSO4
0,1mol→0,1mol 
=> số mol Fe2(SO4)3 dư = 0,1 mol sẽ tiếp tục phản ứng với Cu:
Cu + Fe2(SO4)3 → 2FeSO4 + CuSO4
0,1mol←0,1mol
=> nCu dư = 0,2-0,1= 0,1 mol.
Vậy kim loại sau phản ứng chỉ là lượng Cu dư: m = mCu dư=0,1.64 = 6,4(g)
Hòa tan 0,72 gam bột Mg vào 200ml dung dịch hỗn hợp AgNO3 0,15M và Fe(NO3)30,1M. Khuấy đều tới khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam chất rắn. Tìm giá trị của m?
Bài giải: nMg=0,03 mol ; nAgNO3=0,03 mol ; nFe(NO3)3= 0,02 mol
Có thể coi thứ tự phản ứng xảy ra như sau:
Mg + 2AgNO3 → Mg(NO3)2 + 2Ag↓ (1)
0,015mol←0,03mol →0,03mol
Sau (1): nMg dư = 0,03-0,015 = 0,015mol. Tiếp tục:
Mg + 2Fe(NO3)3→ Mg(NO3)2 + 2Fe(NO3)2 (2)
0,01mol ← 0,02mol → 0,02mol 
Sau phản ứng (2): nMgdư = 0,005 mol; nFe(NO3)2= 0,02 mol
Mg + Fe(NO3)2 → Mg(NO3)2 + Fe
0,005mol→0,005mol →0,005mol
Chất rắn gồm 0,03mol Ag và 0,005mol Fe
Vậy giá trị m = 0,03.108+ 0,005.56 = 3,52 (g) 
Nhúng 1 thanh Mg vào 400ml dung dịch Fe(NO3)30,5M. Sau một thời gian lấy thanh kim loại ra sấy khô và cân thấy khối lượng thanh kim loại tăng 0,8 gam. Tính khối lượng Mg đã tan ra?
Bài giải: 
nFe(NO3)3 = 0,2 mol
m thanh kim loại tăng = mFe tạo thành – mMg phản ứng 
phương trình phản ứng xảy ra:
Mg + 2Fe(NO3)3→ Mg(NO3)2 + 2Fe(NO3)2 (1)
0,1mol ← 0,2mol → 0,2mol 
Mg + Fe(NO3)2 → Mg(NO3)2 + Fe (2)
x mol →x mol →x mol
=> 56x – (0,1+x).24 = 0,8 →x = 0,1(mol) => mMg tan = (0,1+0,1).24 = 4,8 (g).
Cho 27,2 gam hỗn hợp Fe và Fe2O3 hòa tan hoàn toàn trong lượng cần thiết dung dịch HCl 2M, sau phản ứng thu được 2,24 lit khí (ở đktc). Tính:
Phần trăm khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu.
Thể tích dung dịch axit đã dùng.
Bài giải:
ở dạng bài này học sinh rất dễ nhầm.
Đặt số mol của Fe2O3 là x (mol); nH2 = 0,1 mol
PTHH: 
Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O
x mol→6x mol →2x mol
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
0,1mol← 0,2mol← 0,1mol
Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2
x mol← 2x mol
theo đề bài, ta có: 160x + 56(0,1+x) = 27,2 => x=0,1
Vậy trong hỗn hợp ban đầu : %Fe2O3 = 
Thể tích HCl 2M đã dùng là: 400ml
Cho 5,4 gam Al vào 150ml dung dịch hỗn hợp Fe(NO3)3 1M và Cu(NO3)2 1M. Sau khi phản ứng kết thúc thì thu được khối lượng chất rắn là bao nhiêu?
 Bài giải: nAl= 0,2 mol; nFe(NO3)3= 0,15 mol; nCu(NO3)2= 0,15 mol; 
Ta có các phương trình phản ứng sau:
Al + 3Fe(NO3)3→ Al(NO3)3 + 3Fe(NO3)2 (1)
0,05mol ← 0,15mol → 0,15mol 
2Al + 3Cu(NO3)2 → 2Al(NO3)3 + 3Cu (2)
0,1mol ← 0,15mol → 0,15mol 
2Al + 3Fe(NO3)2 → 2Al(NO3)3 + 3Fe (3)
0,05mol → 0,075mol → 0,075mol 
Vậy g chất rắn sau phản ứng gồm: 0,15 mol Cu và 0,075 mol Fe
mchất rắn = 0,15.64+ 0,075.56 = 
Cho Fe tác dụng vừa hết với dung dịch H2SO4 thu được khí A và 8,28g muối. Tính khối lượng Fe đã phản ứng, biết số mol Fe bằng 37,5% số mol H2SO4 đã dùng.
Bài giải:
Gọi số mol Fe, H2SO4 đã phản ứng lần lượt là a, b (mol)
Nếu H2SO4 loãng => A là H2
Fe + H2SO4loãng →FeSO4 + H2↑(1)
Theo đề: a/b=37,5%= 3/8; nhưng ở (1) a/b = 1/1 > 3/8 (loại)
=> H2SO4 đặc, nóng => A là SO2
2Fe + 6H2SO4 đặc nóng →Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 3H2O (2)
b3mol ← bmol→ b6 mol
(2) ab =13 Fe dư
 Fe + Fe2(SO4)3 → 3FeSO4
(a-b/3) (a-b/3) (3a-b)
Vậy theo đề bài ta có:
1523a-b+400b2-a=8,28ab=38 
=> a=0,045b=0,12 
=> mFe = 0,045.56 = 2,52 (g)
 	9. Trộn 1,12 gam bột Fe với 9,28 gam oxit sắt FexOy tạo thành hỗn hợp X. Hòa tan hết X bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng, thu được 0,784 lit khí SO2 (đktc) và dung dịch Y. Để tác dụng vừa đủ với dung dịch Y cần 100ml dung dịch KI 1,1M. Viết các phương trình phản ứng và xác định công thức oxit sắt trên ?
 	Bài giải :
Các phản ứng có thể có :
2FexOy + (6x-2y)H2SO4 →xFe2(SO4)3 + (3x-2y)SO2 + (6x-2y)H2O (1)
2Fe +6H2SO4 →Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 3H2O (2)
Fe + Fe2(SO4)3 →3FeSO4 (3)
2KI + Fe2(SO4)3 →2FeSO4 + I2 + K2SO4 (4)
nFe= 0,02 mol; nSO2= 0,78422,4=0,035 mol
nFe2(SO4)3=12nKI=12. 0,1.1,1 = 0,055 mol
Trường hợp 1: Nếu không xảy