Bài 37: Luyện tập: Tính chất hóa học của sắt và hợp chất của sắt

Lý thuyết

Bài 7.107, 7.108 trang 90 sách bài tập (SBT) Hóa học 12

7.107. Để bảo quản dung dịch FeSO₄ trong phòng thí nghiêm, người ta ngâm vào dung dịch đó một đinh sắt đã làm sạch. Chọn cách giải thích đúng cho việc làm trên.

A. Để Fe tác dụng hết với H₂SƠ₄ dư khi điều chế FeSO₄ bằng phản ứng :

Fe + H₂SO₄(loãng) → FeSO₄ + H₂↑

B. Để Fe tác dụng với các tạp chất trong dung dịch, chẳng hạn với tạp chất là CuSO₄ :

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

C. Để sắt tác dụng hết O₂ hoà tan :

2Fe + O₂ → 2FeO

D. Để sắt khử muối sắt(III) thành muối sắt(II) :

Fe + Fe₂(SO₄)₃ → 3FeSO₄

7.108.Cho hai phương trình hoá học sau :

Cu + 2FeCl₃ → 2FeCl₂ + CuCl₂ Fe + CuCl₂ → FeCl₂ + Cu

Có thể rút ra kết luận nào sau đây

A. Tính oxi hoá : Fe³⁺ > Cu²> Fe2⁺.

B. Tính oxi hoá : Fe²⁺ > Cu²⁺ > Fe³⁺.

C. Tính khử : Fe > Fe²⁺ > Cu.

D. Tính khử : Fe²⁺ > Fe > Cu.

Hướng dẫn giải

7.107	7.108
D	A

Bài 7.109, 7.110, 7.111, 7.112 trang 91 sách bài tập (SBT) Hóa học 12

7.109. Nhúng thanh sắt (đã đánh sạch) vào các dung dịch ở ba thí nghiệm sau :

 Thí nghiệm 1 : nhúng vào dung dịch CuSO₄.

Thí nghiệm 2 :- nhúng vào dung dịch NaOH.

Thí nghiệm 3 : nhúng vào dung dịch Fe₂(SO₄)₃.

Giả sử rằng các kim loại sinh ra (nếu có) đều bám vào thanh sắt thì nhận xét nào sau đây đúng ?

A. Ở thí nghiệm 1, khối lượng thanh sắt giảm.

B. Ở thí nghiệm 2, khối lượng thanh sắt không đổi.

C. Ớ thí nghiệm 3, khối lượng thanh sắt không đổi.

D. A, B, C đều đúng.

7.110. Cho khí CO khử hoàn toàn 10 g quặng hematit. Lượng sắt thu được cho tác dụng hết với dung dịch H₂SO₄ loãng thu được 2,24 lít H₂ (đktc). Phần trăm khối lượng của Fe₂O₃ trong quặng là

A. 70%.                                B. 75%.

C. 80%.                                D. 85%.

7.111. Cho 6,72 gam Fe vào dung dịch chứa 0,3 mol H₂SO₄ đặc, nóng (giả thiết

S0₂ là sản phẩm khử duy nhất). Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được

A. 0,03 mol Fe₂(SO₄)₃ và 0,06 mol FeSO₄

B. 0,05 mol Fe₂(SO₄)3 0,02 mol Fe dư.

 C. 0,02 mol Fe₂(SO₄)₃ và 0,08 mol FeSO₄.

D. 0,12 mol FeSO₄.

7.112. Cho khí CO khử hoàn toàn đến Fe một hỗn hợp gồm : FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄ thấy có 4,48 lít CO₂ (đktc) thoát ra. Thể tích CO (đktc) đã tham gia phản ứng là

A. 1,12 lít.                                        B. 2,24 lít.

C. 3,36 lít.                                        D. 4,48 lít.

Hướng dẫn giải

7.109	7.110	7.111	7.112
B	C	A	D

7.110. Chọn C

$\begin{array}{c}F{e}_2{O}_3+3CO\stackrel{t^0}{⟶}2Fe+3C{O}_2\left(1\right)\\ 0,050,1\left(mol\right)\\ Fe+H_{2}S{O}_4\left(loãng\right)\to FeS{O}_4+H_2\left(2\right)\\ 0,1\frac{2,24}{22,4}=0,1\left(mol\right)\end{array}$

Từ (1) và (2)  

$\begin{array}{c}\Rightarrow n_{F{e}_2{O}_3}=0,05mol\\ \%m_{F{e}_2{O}_3}=\frac{169.0,05}{10}.100\%=80\%\end{array}$

7.111. Chọn A

Sử dụng phương trình cho – nhận e và phương trình bán phản ứng ta có:

$\begin{array}{c}Fe\to F{e}^{3+}+3e\\ 0,1\leftarrow 0,1\leftarrow 0,3\left(mol\right)\\ 2H_{2}S{O}_4+2e\to S{O}_4+S{O}_4^{2-}+2H_{2}O\\ 0,3--->0,3\left(mol\right)\end{array}$ 

Fe dư: 0,02 mol

$\begin{array}{c}Fe+2F{e}^{3+}\to 3F{e}^{2+}\\ 0,02\to 0,04\to 0,06\end{array}$

Vậy muối thu được gồm: $|\begin{array}{c}FeS{O}_4:0,06mol\\ F{e}_2{\left(S{O}_4\right)}_3:0,03mol\end{array}$  

7.112. Chọn D

Số mol CO phản ứng = số mol CO₂ sinh ra

$\Rightarrow V_{CO}=V_{C{O}_2}=4,48\left(lít\right)$

Bài 7.113 trang 92 sách bài tập (SBT) Hóa học 12

Thực hiện những biến đổi hoá học trong sơ đồ sau bằng cách viết phương trình hoá học của các phản ứng và nêu điều kiện của phản ứng (nếu có).

Hướng dẫn giải

$\left(1\right)2Fe+3C{l}_2\stackrel{t^0}{⟶}2FeC{l}_3$

(2) FeCl₃ + 3NaOH  → Fe(OH)₃ + 3NaCl

(3) 2Fe(OH)₃ + 3H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O

(4) Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

(5) 2FeCl₃ + Fe  → 3FeCl₂

(6) 2FeCl₂ + Cl₂ →  2FeCl₃

(7) FeCl₂ +  2NaOH  →  Fe(OH)₂ + 2NaCl

(8) Fe(OH)₂ +  H₂SO₄ →  FeSO₄  + 2H₂O

(9) Fe + 4HNO₃ →  Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

(10) FeO + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO₂  + 2H₂O

(11) FeO + 2HCl →  FeCl₂ + H₂O

(12)  FeCl₂ +  2AgNO₃→ Fe(NO₃)₂ + 2AgCl↓

(13) 2Fe + 6H₂SO₄ (đ) → Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ +6H₂O

(14) Fe₂(SO₄)₃  + 6NaOH → 2Fe(OH)₃↓ + 3Na₂SO₄

$\begin{array}{c}\left(15\right)2Fe(OH{)}_3\stackrel{t^0}{⟶}F{e}_2{O}_3+3H_{2}O\\ \left(16\right)F{e}_2{O}_3+3CO\stackrel{t^0}{⟶}2Fe+3C{O}_2\end{array}$

Bài 7.114 trang 92 sách bài tập (SBT) Hóa học 12

Dung dịch A có chứa CuSO₄ và Fe₂(SO₄)₃

a)  Thêm Mg vào dung dịch A→ dung dịch B có 3 muối tan.

b)  Thêm Mg vào dung dịch A → dung dịch C có 2 muối tan.

Viết PTHH của các phản ứng xảy ra.

Hướng dẫn giải

a) Mg +Fe₂(SO₄)₃ → MgSO₄ + 2FeSO₄        (1)

Mg + CuSO₄→ MgS0₄ + Cu    (2)

Dung dịch B có 3 muối là MgSO₄, FeSO₄ và CuSO₄ dư.

b) Dung dịch C có 2 muối tan là MgSO₄ và FeSO₄.

Bài 7.115 trang 92 sách bài tập (SBT) Hóa học 12

Nhận biết từng oxit kim loại riêng biệt sau bằng phương pháp hoá học : CuO, Al₂O₃, FeO, Fe₃O₄, Fe₂O₃, CaO. Giải thích và viết phương trình hoá học của các phản ứng

Hướng dẫn giải

Dùng H₂O nhận biết CaO.

Dùng dung dịch HCl hoà tan các oxit được dung dịch muối clorua. Dung dịch nào có màu xanh thì oxit ban đầu là CuO. Dung dịch nào không màu tác dụng với NaOH tạo kết tủa keo tan trong NaOH dư thì oxit ban đầu là A1₂O₃. Dung dịch màu lục nhạt tác dụng với NaOH tạo kết tủa trắng xanh chuyển dần-sang màu nâu đỏ thì oxit ban đầu là FeO.

Nhận biết Fe₂O₃ và Fe₃O₄ bằng dung dịch HNO₃ loãng, phản ứng không giải phóng khí là Fe₂O₃, giải phóng khí hoá nâu trong không khí là Fe₃O₄.

3Fe₃O₄ + 28HNO₃ → 9Fe(NO₃)₃ + NO↑+ 14H₂O.

Bài 7.116 trang 92 sách bài tập (SBT) Hóa học 12

Muốn có đủ khí clo để tác dụng với 1,12 g Fe cần phải dùng bao nhiêu gam K₂Cr₂O₇ và bao nhiêu mililít dung dịch HCl 36,5% (D = 1,19 g/ml) 

Hướng dẫn giải

n _Fe= 1,12: 56= 0,04 mol

Các phản ứng xảy ra:

K₂Cr₂O₇ + 14HCl → 2KCl + 2CrCl₃ + 3Cl₂ + 7H₂O      (1)

2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃               (2)

Theo pt (2) ta có : \({n_{C{l_2}}} = {3 \over 2}{n_{Fe}} = 0,03mol\)

Theo pt (1) ta có : 

Bài 7.117 trang 92 sách bài tập (SBT) Hóa học 12

Hỗn hợp A gồm Fe và kim loại M có hoá trị không đổi trong mọi hợp chất, M đứng trước hiđro trong dãy điện hoá. Tỉ lệ số mol của M và Fe trong hỗn hợp A là 1 : 2. Cho 13,9 g hỗn hợp A tác dụng với khí Cl₂ thì cần dùng 10,08 lít Cl₂. Cho 13,9 g hỗn hợp A tác dụng với dung dịch HCl thì thu được 7,84 lít H₂. Các thể tích khí đều đo ở đktc. Xác định kim loại M và % khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp A.

Hướng dẫn giải

2M + 2nHCl → MCl_n + n H₂

 x                                    0,5nx(mol)

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

2x                              2x (mol)

\(0,5nx + 2x = {{7,84} \over {22,4}} = 0,35\)  (1)

2M + nCl₂ → 2MCl_n

x        0,5nx(mol)

2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃

2x      3x (mol)

\(0,5nx + 3x = {{10,08} \over {22,4}} = 0,45(2)\)

Từ (1) và (2) → n= 3, x= 0,1

m_Fe= 2.0,1.56= 11,2 g ; m _M= 13,9-11,2= 2,7g

→M _M= 2,7:0,1=27 → M là Al

Bài 7.118 trang 92 sách bài tập (SBT) Hóa học 12

Cho luồng khí co dư đi qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp FeO và Fe₂O₃ nung nóng. Sau khi kết thúc phản ứng, khối lượng chất rắn trong ống sứ là 5,5 gam. Cho khí đi ra khỏi ống sứ hấp thụ vào nước vôi trong dư thấy có 5 gam kết tủa. Xác định giá trị của m.

Hướng dẫn giải

Ta có sơ đồ phản ứng :

$CO+|\begin{array}{c}FeO\\ F{e}_2{O}_3\end{array}\stackrel{t^0}{⟶}Fe+C{O}_2$

Nhận thấy, cứ 1 mol CO phản ứng sinh ra 1 mol CO₂ thì khối lượng chất rắn giảm 16 gam

Mặt khác ta có : n _CO2 =n_CaCO3 =0,05 mol ⟹ khối lượng rắn giảm = 0,05.16 = 0,8 (gam)

⟹ khối lượng hỗn hợp oxit sắt ban đầu là : m = 5,5 + 0,8 = 6,3 (gam).

Bài 7.119 trang 93 sách bài tập (SBT) Hóa học 12

Cho 18,5 gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe₃0₄ tác dụng với 200 ml dung dịch HNO₃ loãng đun nóng và khuấy đều. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn được 2,24 lít khí NO duy nhất (đktc), dung dịch Y và còn lại 1,46 gam kim loại. Xác định khối lượng muối trong Y và nồng độ mol của dung dịch HNO₃.

Hướng dẫn giải

Sau phản ứng kim loại còn dư, vậy Fe chỉ bị oxi hoá lên Fe²⁺

Gọi x, y là số mol Fe và Fe₃O₄ phản ứng, khối lượng rắn phản ứng là

18,5- 1,46= 17,04 (gam).

⟹ 56x + 232y = 17,04 gam   (1)

Ta có phương trình cho - nhận e :

Fe → Fe²⁺ + 2e                                    Fe₃0₄ + 2e → 3Fe ⁺²

 x →   x   →   2x mol                              y →       2y  → 3y (mol)

                                                            N⁺⁵+ 3e → N⁺²

                                                                    0,3 ← 0,1 (mol)

Áp dụng ĐLBTĐT, ta có : 2x = 2y + 0,3       (2)

Từ (1) và (2), giải hệ ta có : x = 0,18; y = 0,03

Vậy muối thu được là Fe(NO₃)₂ : (x + 3y) = 0,27 mol ⟹ m = 48,6 g

Số mol HNO₃ phản ứng = 2.n_{Fe(NO3 )2} +n_N0 = 2.0,27 + 0,1 = 0,64 mol

⟹ C_M(HNO3) = 3,2 (M).

Bài 7.120 trang 93 sách bài tập (SBT) Hóa học 12

Hoà tan hoàn toàn 10 gam hỗn hợp X (Fe, Fe₂O₃) trong dung dịch HNO₃ vừa đủ được 1,12 lít NO (đktc, sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch Y. Cho Y tác dụng với NaOH dư được kết tủa Z. Nung Z trong không khí đến khối lượng không đổi được m gam chất rắn. Xác định giá trị của m.

Hướng dẫn giải

Ta có sơ đồ phản ứng:

$10g|\begin{array}{c}FeO\\ F{e}_2{O}_3\end{array}\stackrel{+HN{O}_3}{⟶}\{\begin{array}{c}NO:0,05mol\\ F{e}^{3+}\stackrel{+NaOH}{⟶}Fe(OH{)}_3\stackrel{t^0}{⟶}mgamF{e}_2{O}_3\end{array}$

Vì chỉ có Fe phản ứng sinh ra khí NO, sử dụng phương trình cho - nhận e

⟹ n_Fe =n_NO =0,05-mol.

m _{Fe ban đầu} =0,05.56 = 2,8(gam) ⟹ m _{Fe2O3 sau} = 160.0,025 = 4(gam)

 $m_{F{e}_2{O}_3}$ _{ban đầu} = 10 - 2,8 = 7,2 (gam)

Vậy m = 4 + 7,2 =11,2 (gam)