Phương pháp giải một số dạng bài tập về Sắt và hợp chất của Sắt môn Hóa 12 năm 2020 có đáp án

PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP VỀ SẮT VÀ HỢP CHẤT CỦA SẮT HÓA 12 NĂM 2020 CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT

 

1. Dạng 1: Sắt và hợp chất của sắt tác dụng với dung dịch axit (HCl, H₂SO₄ loãng)

Oxit sắt + dung dịch axit (HCl, H₂SO₄) → Dung dịch muối + H₂O

→ Ta có phương trình tổng quát:

Fe_xO_y + 2y H⁺ → xFe^{(2y/x) +}+ y H₂O

→ n O trong oxit = ½ n H+ phản ứng = n H₂O sinh ra sau phản ứng

- Để làm được loại bài tập này, ta thường áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố để giải quyết bài toán.

2. Dạng 2: Sắt và hợp chất của sắt tác dụng với HNO₃, H₂SO₄ đặc

- Đối với phản ứng với HNO₃, H₂SO₄ đặc, ta thường dùng định luật bảo toàn electron để giải quyết bài toán.

- Nếu sau phản ứng Fe còn dư, muối tạo thành sau phản ứng là muối sắt (II)

VD: Fe + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O (1)

Fe + 2Fe(NO₃)₃ → 3Fe(NO₃)₂ (2)

- Fe, Al, Cr bị thụ động trong HNO₃ đặc nguội, H₂SO₄ đặc nguội

3. Dạng 3: Kim loại Fe tác dụng với dung dịch muối

- Sắt tác dụng với dung dịch muối của kim loại yếu hơn để tạo dung dịch muối mới và kim loại mới.

- Để làm loại bài tập này, chúng ta thường áp dụng đinh luật bảo toàn electron để giải quyết bài toán.

Ví dụ 1: Hòa tan hoàn toàn 10 gam hỗn hợp Mg và Fe trong dung dịch HCl 4M thu được 5,6 lít H₂ (đktc) và dung dịch D. Để kết tủa hoàn toàn các ion trong D cần 300 ml dung dịch NaOH 2M. Thể tích dung dịch HCl đã dùng là :

A. 0,1 lít.

B. 0,12 lít.

C. 0,15 lít.

D. 0,2 lít.

Hướng dẫn giải

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Natri

n NaCl = nNaOH = 0,6 (mol)

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Clo

→ n HCl = n NaCl = 0,6 (mol)

V HCl = 0,6 : 4 = 0,15 lít

Đáp án C.

Ví dụ 2: Để hoà tan hoàn toàn 23,2 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe₃O₄ và Fe₂O₃ (trong đó số mol FeO bằng số mol Fe₂O₃), cần dùng vừa đủ V lít dung dịch HCl 0,5M. Giá trị của V là :

A. 1,8.

B. 0,8.

C. 2,3.                               

D. 1,6.

Hướng dẫn giải

Vì số mol của FeO và Fe₂O₃ trong hỗn hợp bằng nhau nên ta quy đổi hỗn hợp FeO, Fe₃O₄ và Fe₂O₃ thành Fe₃O₄.

Ta có  =  23,3 : 233 =   0,1 mol.

n HCl = 2 . n O (trong oxit) = 2 . 0,1 .4 = 0,8 (mol)

→ V HCl = 0,8 : 0,5 = 1,6 lít

Đáp án D

Ví dụ 3 : Cho m gam bột Fe vào dung dịch HNO₃ lấy dư, ta được hỗn hợp gồm hai khí NO₂ và NO có V_X = 8,96 lít (đktc) và tỉ khối đối với O₂ bằng 1,3125. Thành phần phần trăm theo thể tích của  NO, NO₂ và khối lượng m của Fe đã dùng là :

A. 25% và 75% ; 1,12 gam.

B. 25% và 75% ; 11,2 gam.

C. 35% và 65% ; 11,2 gam.

D. 45% và 55% ; 1,12 gam.

Hướng dẫn giải

Gọi số mol của NO₂, NO lần lượt là x, y.

n Hỗn hợp khí = 8,96 : 22,4 = 0,4 (mol)

→ x + y = 0,4 (I)

Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp khí là:

1,3125 . 32 = 42 (gam/mol)

→ Khối lượng của hỗn hợp khí trên là: 42 . 0,4 = 16,8 (gam)

→ 46x + 30y = 16,8 (II)

Từ (I) và (II) → x = 0,3 ; y = 0,1

→ % NO₂ = 0,3 : (0,3 + 0,1) . 100% = 75%

% NO = 25%

Áp dụng đinh luật bảo toàn electron ta có:

3 . n Fe = 1 . n NO₂ + 3 . n NO

→ 3 . n Fe = 0,3 + 3 . 0,1 = 0,6

→ n Fe = 0,6 : 3 = 0,2 mol

→ m Fe = 0,2 .56 = 11,2 gam

Đáp án B

Ví dụ 4: Cho 12 gam hỗn hợp hai kim loại Fe, Cu tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO₃ 63%. Sau phản ứng thu được dung dịch A và 11,2 lít khí NO₂ duy nhất (đktc). Nồng độ % các chất có trong dung dịch A là :

A. 36,66% và 28,48%.

B. 27,19% và 21,12%.

C. 27,19% và 72,81%.

D. 78,88% và 21,12%.

Hướng dẫn giải

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Nito

→ n HNO₃ = n NO₃ + n NO₂

Do n NO₃ = n e trao đổi = n NO₂

→ n HNO₃ = 1 mol

m HNO₃ = 1  . 63 = 63 gam

→ m dd HNO₃ = 63 : C% = 63 : 63 . 100 = 100 (gam)

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

m dung dịch muối = m hỗn hợp kim loại + m dd HNO₃ – m NO₂

= 12 + 100 – 0,5 .46 = 89 (gam)

Gọi số mol của Fe, Cu lần lượt là x, y mol

Ta có hệ phương trình như sau:

56x + 64y = 12

3x + 2y = 0,5

→ x = 0,1 ; y = 0,1

m Fe(NO₃)₃ = 0,1 . (56 + 62.3) = 24,2 (gam)

m Cu(NO₃)₂ = 0,1 . (64 + 62.2) = 18,8 (gam)

% m Fe(NO₃)₃ = 24,2 : 89 . 100% = 27,19%

% m Cu(NO₃)₂ = 18,8 : 89 . 100% = 21,1%

Ví dụ 5: Cho thanh sắt Fe vào dung dịch X chứa 0,15 mol AgNO₃ và 0,2 mol Cu(NO₃)₂. Khi thấy thanh kim loại tăng lên 12,8 gam thì dừng lại. Tính khối lượng kim loại bám vào thanh sắt

Hướng dẫn giải

n_Ag+ = 0,1 mol;  n_Cu2+ = 0,2 mol

Nếu Ag⁺ phản ứng hết :

Fe  +  2Ag⁺ → Fe²⁺ + 2Ag

0,05 ← 0,1         →      0,1    

→ m_tăng = 0,15.108 – 0,075.56 = 12 < 12,8

→ Ag⁺ phản ứng hết;  Cu²⁺ phản ứng 1 phần

Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu

→ m_tăng = 64x – 56x = 8x

+) tổng khối lượng tăng ở 2 phản ứng là:

m_tăng = 12 + 8x = 12,8  → x = 0,1 mol

→ m_{kim loại bám vào} = m_Ag+ m_Cu = 22,6 gam

Ví dụ 6: Cho 8,4 gam bột sắt vào 100 ml dung dịch gồm AgNO₃ 2M và Cu(NO₃)₂ 1M; khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam chất rắn X. Giá trị của m là

Hướng dẫn giải

n_Fe = 0,15 mol;  n_AgNO3 = 0,2mol;  n_Cu(NO3)2 = 0,1 mol

Nhận xét: 2n_Fe > n_Ag

→ không xảy ra phản ứng Ag⁺ + Fe²⁺ → Ag + Fe³⁺

 → Fe tạo muối Fe²⁺

n_{e Fe cho tối đa} = 0,15.2 = 0,3 mol

n_{e Ag+ nhận tối đa} = 0,2 mol

n_{e Cu2+ nhận tối đa} = 0,1.2 = 0,2 mol

Ta thấy : 0,2 < n_{e Fe cho tối đa}< 0,2 + 0,2

→ Ag⁺ phản ứng hết, Cu²⁺ phản ứng 1 phần

→ n_{e Cu2+ nhận tạo Cu} = 0,3 – 0,2 = 0,1 mol  → n_Cu = 0,05 mol

→ m = m_Ag + m_Cu = 0,2.108 + 0,05.64 = 24,8 gam.

Câu 1: Sắt tác dụng với H₂O ở nhiệt độ cao hom 570 °C thì tạo ra H₂ và sản phẩm rắn là

A. FeO.    

B. Fe₃O₄.   

C. Fe₂O₃.    

D. Fe(OH)₂.

Câu 2: Phản ứng xảy ra khi đốt cháy sắt trong không khí là

A. 3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄.    

B. 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃.

C. 2Fe + O₂ → 2FeO.    

D. tạo hỗn hợp FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄.

Câu 3: Chất nào dưới đây phản ứng với Fe tạo thành hợp chất Fe(II) ?

A. Cl₂    

B. dung dịch HNO₃ loãng

C. dung dịch AgNO₃ dư    

D. dung dịch HCl đặc

Câu 4: Dãy các phi kim nào sau đây khi lấy dư tác dụng với Fe thì chỉ oxi hoá Fe thành Fe(III)?

A. Cl₂, O₂, S    

B. Cl₂, Br₂, I₂    

C. Br₂, Cl₂, F₂   

D. O₂, Cl₂, Br₂

Câu 5: Nung hỗn hợp gồm 0,3 mol Fe và 0,2 mol S cho đến khi kết thúc phản ứng thu được chất rắn A. Cho A tác dụng với dung dịch HCl dư, thu được khí B. Tỉ khối của B so với không khí là:

A. 0,8045    

B. 0,7560    

C. 0,7320    

D. 0,9800

---(Nội dung đầy đủ, chi tiết vui lòng xem tại online hoặc đăng nhập để tải về máy)---

ĐÁP ÁN

1A	2A	3D	4C	5A	6B	7D	8B
9B	10D	11D	12D	13C	14A	15C	16C

...

Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Phương pháp giải một số dạng bài tập về Sắt và hợp chất của Sắt môn Hóa 12 năm 2020 có đáp án. Để xem toàn bộ nội dung các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Ngoài ra các em có thể tham khảo thêm 1 số tài liệu cùng chuyên mục tại đây:

• Đề kiểm tra Chương Crom - Săt - Đồng môn Hóa học 12 năm 2019 - 2020
• Bài tập vận dụng có đáp án chuyên đề sắt và hợp chất của sắt

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong kì thi sắp tới.