Xin chào các bạn, bài viết hôm nay HocThatGioi xin được trình bày đến với các bạn về Các dạng bài tập về sắt và hợp chất của sắt hay gặp. Dưới đây sẽ trình bày chi tiết cho các bạn về dạng sắt tác dụng với chất oxi hóa, xác định công thức oxit sắt. Hãy cùng HocThatGioi hết bài viết dưới đây để học hiệu quả hơn nhé! Tìm hiểu thêm về những kiến thức Lý thuyết sắt và hợp chất của sắt.
1. Sắt tác dụng với chất oxi hóa
Dạng này cũng khá phổ biến trong các đề thi cho nên các bạn cần chú ý và nắm kĩ những lý thuyết trọng tâm và tham khảo bài tập về sắt và hợp chất của sắt để học hiệu quả hơn.
1.1 Lý thuyết trọng tâm
Tác dụng với chất oxi hóa yếu (S, HCl, H_{2}SO_{4} loãng, Cu^{2+},...) Fe \rightarrow Fe^{2+} + 2e
Tác dụng với chất oxi hóa mạnh (O_{2}, Cl_{2}, HNO_{3}, H_{2}SO_{4} đặc nóng...) Fe \rightarrow Fe^{3+} + 3e
Lưu ý:
Khi cho Fe hoặc hỗn hợp (Fe, Cu) tác dụng với HNO_{3}, H_{2}SO_{4} đặc nóng, nếu sau phản ứng Fe hoặc Cu dư thì muối sinh ra là muối Fe^{2+}
Cho Fe vào dung dịch AgNO_{3} dư tạp ra muối sắt Fe^{3+}
Phương pháp giải:
Dùng bảo toàn e: số e cho = số e nhận
Bảo toàn khối lượng: tổng khối lượng trước phản ứng= tổng khối lượng sau phản ứng
Bảo toàn nguyên tố
1.2 Bài tập áp dụng
Dưới đây là một số câu hỏi bài tập về sắt và hợp chất của sắt có giải chi tiết để các bạn tham khảo
Câu 1: Cho kim loại M tác dụng với Cl_{2} thu được muối X; cho kim loại M tác dụng với HCl thu được muối Y. Nếu cho kim loại M tác dụng với muối X ta cũng được muối Y. Kim loại M có thể là gì ?
Hướng dẫn giải:
Kim loại M tác dụng với Cl_{2} và HCl tạo 2 sản phẩm khác nhau \rightarrow Kim loại M trong trường hợp này chỉ có thể là Fe vì có nhiều số OXH mà đứng trước H Fe +\frac{3}{2}Cl_{2}\overset{t^{0}}{\rightarrow} FeCl_{3} Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_{2} + H_{2} Fe + 2FeCl_{3} \rightarrow 3FeCl_{2}
Câu 2: Hòa tan 17,3 gam hỗn hợp gồm 3 kim loại Mg, Fe, Zn vừa đủ trong dung dịch HCl, kết thúc phản ứng thu được 7,84 lít khí (đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được bao nhiêu gam muối khan ?
Hướng dẫn giải:
Hỗn hợp trên đều đứng trước H trong dãy điện hóa nên có thể đẩy H^{+} ra ngoài tạo thành H_{2}
Số mol của H_{2}: n_{H_{2}}= 0,35 mol
Bảo toàn nguyên tố H \rightarrow số mol của HCl là : n_{HCl}= 2 n_{H_{2}} =0,7 mol
Khối lượng muối khan: m_{muối}= m_{kim loại} + m_{Cl^{-}}
Vậy khối lượng muối khan là 42,15 gam
Câu 3: Hòa tan 5,6 gam Fe bằng dung dịch HNO_{3} loãng dư, sinh ra V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất) ở điều kiện tiêu chuẩn. Giá trị của V là bao nhiêu ?
Hướng dẫn giải:
Số mol Fe là n_{Fe}= 0,1 mol
Theo lý thuyết ở trên ta có khi Fe tác dụng với HNO_{3} loãng dư thì Fe sẽ lên Fe^{3+}
Số mol e trao đổi: n_{Fe}*3 = n_{NO}*3 \rightarrow n_{NO}= 0,1 mol
Câu 4: Cho 7,28 gam Fe vào 400ml dung dịch HNO_{3} 1M, đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được NO (sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch X. Dung dịch X có thể hoàn tan tối đa m gam Cu. Giá trị của m là ?
Hướng dẫn giải:
Số mol của Fe là 0,13 mol.
Số mol của HNO_{3}: n_{HNO_{3}}= 0,4 mol
PTHH: Fe + 4HNO_{3} \rightarrow Fe(NO_{3})_{3} + NO + 2H_{2}O (1)
Tỉ lệ mol phản ứng giữa Fe : HNO_{3}
Vì thế Fe dư là: 0,03 mol và số mol Fe^{3+} là 0,1 mol Fe + 2Fe(NO_{3})_{3}\rightarrow 3Fe(NO_{3})_{2}
Số mol Fe^{3+} dư là 0,04 mol Fe^{3+} + Cu \rightarrow Fe^{2+} + Cu^{2+}
Số mol Cu là 0,02 mol
Vậy khối lượng Cu thu được là m= 1,28 gam.
Câu 5: Cho 14 gam Fe vào 400 ml dung dịch AgNO_{3} 1,5M. Khi kết thúc phản ứng thu được dung dịch A. Nồng độ mol/ lít của dung dịch Fe(NO_{3})_{2} trong A là ?
Hướng dẫn giải:
Số mol Fe: 0,25 mol
Số mol AgNO_{3}: 0,6 mol
PTHH: Fe + Ag^{+} \rightarrow Fe^{2+} + 2Ag
Số mol Ag dư là 0,1 mol Fe^{2+} + Ag^{+} \rightarrow Fe_{3+} + Ag
Số mol Ag còn lại là 0,15 mol
Nồng độ của dung dịch Fe(NO_{3})_{2} trong A là 0,357M
2. Xác định công thức oxit sắt
Sau đây là lý thuyết về bài tập xác định công thức oxit sắt và bài tập để các bạn tham khảo có lời giải chi tiết.
2.1 Lý thuyết trọng tâm
Xác định công thức oxit sắt Fe_{x}O_{y} thường xác định qua tỉ lệ: \frac{x}{y}= \frac{n_{Fe}}{n_{O}}
Phương pháp giải: 2 phương quan trọng cần nắm.
Bảo toàn nguyên tố: n_{Fe}= xn_{Fe_{x}O_{y}}
Bảo toàn electron
Phản ứng với axit: n_{O^{2-}(Oxit)}=\frac{H}{2} n_{H_{2}O}
Với chất khử mạnh C, CO, H_{2}... : n_{O(trong oxit)}= n_{CO}= n_{H_{2}}= 3n_{Al_{2}O_{3}}
Lưu ý:
Nếu oxit sắt (Fe_{x}O_{y}) tác dụng với H_{2}SO_{4} đặc, HNO_{3} không giải phóng khí \rightarrow oxit Fe_{2}O_{3}
2.2 Bài tập áp dụng
Dưới đây là một số câu hỏi bài tập về sắt và hợp chất của sắt có đáp án chi tiết
Câu 1: Khử a gam một oxit sắt bằng cacbon oxit ở nhiệt độ cao, người ta thu được 10,08 gam sắt và 10,56 gam khí CO_{2}. Xác định công thức oxit sắt?
Hướng dẫn giải:
Gọi công thức oxit là Fe_{x}O_{y} n_{Fe}= 0,18 mol n_{O(trong oxit)}= n_{CO_{2}}= 0,24 mol \rightarrow \frac{x}{y}=\frac{3}{4}
Vậy công thức oxit đó là Fe_{3}O_{4}
Câu 2: Cho 8,4 gam Fe tác dụng với oxi tạo thành một oxit sắt duy nhất có khối lượng 12 gam. Công thức của oxi sắt là gì ?
Hướng dẫn giải:
Số mol sắt và oxit sắt lần lượt là 0,15 mol và \frac{12}{56x+ 16y}
Phương trình hóa học: 2xFe + yO_{2} \overset{t^{o}}{\rightarrow} 2Fe_{x}O_{y}
Ta có : \frac{12}{56x + 16y}=\frac{0,15}{x} \rightarrow \frac{x}{y}=\frac{2}{3}
Vậy oxi sắt có công thức là Fe_{2}O_{3}
Câu 3: Để hòa tan 11,52 gam Fe_{x}O_{y} cần 76,19 ml dung dịch HCl 14,6% (d= 1,05 g/ml). Xác định công thức phân tử của Fe_{x}O_{y} là gì ?
Hướng dẫn giải:
Ta có C% = \frac{m_{ct}}{m_{dd}}*100
Số mol n_{HCl}= 0,32 mol
Số mol oxi trong oxit là: n_{O}= 0,16 mol
Số mol Fe: n_{Fe}=\frac{11,52-16*0,16}{56}= 0,16 mol
Vậy công thức oxit là FeO
Như vậy, bài viết về Các dạng bài tập về sắt và hợp chất của sắt đến đây đã hết. Hi vọng qua bài viết này sẽ giúp các bạn hiểu hơn về các dạng bài tập của sắt và hợp chất của sắt. Đừng quên Like và Share để HocThatGioi ngày càng phát triển hơn nữa nhé. Cuối cùng, cảm ơn tất cả các bạn đã theo dõi hết bài viết.
