Giải bài tập SGK Hóa 12 Bài 31: Sắt

Các kim loại nào sau đây đều phản ứng với dung dịch CuCl₂?

A. Na, Mg, Ag

B. Fe, Na, Mg

C. Ba, Mg, Hg

D. Na, Ba, Ag

Phương pháp giải

Để chọn đáp án chính xác cần ghi nhớ các kim loại đứng trước Cu trong dãy điện hóa (bên tay trái Cu) sẽ có phản ứng với dd CuCl₂

Hướng dẫn giải

Một kim loại nếu tác dụng được với dung dịch muối đồng thì phải là các kim loại đứng trước đồng trong dãy điện hóa của kim loại.

Xét các đáp án thấy Ag đứng sau Cu (loại A,D), Hg đứng sau Cu (loại C)

Chọn đáp án B.

Cấu hình electron nào sau đây là của Fe³⁺?

A. [Ar]3d⁶ 

B. [Ar]3d⁵ 

C. [Ar]3d⁴ 

D. [Ar]3d³

Phương pháp giải

Để xác định cấu hình  electron của Fe³⁺ ta viết cấu hình electron của Fe

=> Cấu hình elctron của  Fe³⁺ sẽ bỏ đi 3e lớp ngoài cùng.

Hướng dẫn giải

Ta thấy Fe có 26 electron. Cation là ion dương nên số p > e. Ta có: p - e = 3 ⇒ Mất 3 electron

Do đó cấu hình electron của cation Fe³⁺có số e = 26 - 3 = 23

Cấu hình electron của Fe³⁺ là [Ar]3d⁵ 

Vậy chọn đáp án B.

Cho 2,52 gam một kim loại tác dụng hết với dung dịch H₂SO₄ loãng, thu được 6,84 gam muối sunfat. Kim loại đó là:

A. Mg.                                  B. Zn.

C. Fe.                                   D. Al.

Phương pháp giải

Gọi kim loại là M hóa trị là n

PTHH: 2M + nH₂SO₄ → M₂(SO₄)_n + nH₂↑

Dựa vào khối lượng kim loại và khối lượng muối, đặt vào phương trình => giải

Hướng dẫn giải

\(2M + n{H_2}S{O_4} \to {M_2}{(S{O_4})_n} + n{H_2}\)

2.M                                2M+96n (gam)

2,52                               6,84

Ta có: 6,84.2.M = 2,52(2M+96n)

⇔ (6,84.2-2,52.2)M = 2,52.96n

⇒  M = 28.n

Lập bảng biện luận, ta có:

Kim loại đó là Fe

Chọn đáp án C.

Ngâm một lá kim loại có khối lượng 50 gam trong dung dịch HCl. Sau khi thu được 336 ml khí H₂ (đktc) thì khối lượng lá kim loại giảm 1,68 %. Kim loại đó là

A.Zn.

B.Fe.

C.Al.

D.Ni.

Phương pháp giải

Để xác định kim loại ta thực hiện các bước:

- Bước 1: Tính khối lượng kim loại phản ứng.

- Bước 2: Tính số mol khí H_2.

- Bước 3: Viết phương trình hóa học.

- Bước 4: Từ phương trình hóa học suy ra số mol kim loại từ số mol H_2.

- Bước 5: Lập biểu thức tính nguyên tử khối của kim loại.

- Bước 6: Biện luận hóa trị của kim loại, kết luận kim loại cần tìm.

Hướng dẫn giải

Gọi kim loại R có hóa trị n, ta có:

2R + 2nHCl → 2RCl_n + nH₂

Ta có:

\({n_{{H_2}}} = \frac{{0,336}}{{22,4}} = 0,015\)

m_{R phản ứng} =  \(\frac{{2.0,015}}{n}.{M_R} = \frac{{50.1,68}}{{100}}\)

⇒ M_R = 28n

Biện luận ta suy ra: n = 2, M_R = 56 là phù hợp.

Kim loại cần tìm là Fe

Vậy đáp án cần chọn là B.

Hỗn hợp A chứa Fe và kim loại M có hóa trị không đổi trong mọi hợp chất. Tỉ lệ số mol của M và Fe trong hỗn hợp là 1 : 3. Cho 19,2 gam hỗn hợp A tan hết vào dung dịch HCl thu được 8,96 lít khí H₂. Cho 19,2 gam hỗn hợp A tác dụng hết với Cl₂ thì cần dùng 12,32 lít khí Cl₂. Xác định kim loại M và phần trăm khối lượng các kim loại trong hỗn hợp A. Các thể tích khí đo ở đktc.

Phương pháp giải

• Bước 1: Gọi hóa trị của kim loại M là n

Gọi số mol của M là x, số mol của Fe là 3x.

• Bước 2:

2M + 2nHCl → 2MCl_n + nH₂

  x                                0,5nx.

 Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

 3x                              3x (mol)

• Bước 3: n_H2 = 0,5nx + 3x = 8,96/22,4 = 0,4 (mol). (1)

2M + nCl₂  \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2MCl_n

 x    0,5nx                                                   (mol)

2Fe + 3Cl₂  \(\xrightarrow{{{t^o}}}\)$\stackrel{}{{\mathrm{}}^{}}$ 2FeCl₃

3x      4,5x                                                   (mol)

n_Cl2 = 0,5nx + 4,5x = 12,32/22,4 =0,55   (2)

• Bước 4: Giải hệ (1) và (2) ra được n = ?; x = ? => M

Hướng dẫn giải

Gọi số mol của M là x, số mol của Fe là 3x

2M + 2nHCl → 2MCl_n + nH₂

  x                                   0,5nx

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

 3x                              3x 

\({n_{{H_2}}} = 0,5nx + 3x = \frac{{8,96}}{{22,4}} = 0,4\,mol\,\,\,(1)\)

2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃

3x       4,5x

2M + nCl₂ → 2MCl_n

x      0,5nx 

\({n_{C{l_2}}} = 0,5nx + 4,5x = \frac{{12,32}}{{22,4}} = 0,55\,\,\,(2)\)

Giải hệ phương trình (1) và (2) ⇒ n = 2, x = 0,1

⇒ m_Fe = 3.0,1.56 = 16,8 (gam)

m_M = 19,2 - 16,8 = 2,4 gam

\({M_M} = \frac{{2,4}}{{0,1}} = 24\,(g/mol)\)

Vậy kim loại là Mg

\(\% {m_{Fe}} = \frac{{56.0,3}}{{19,2}}.100\%  = 87,5\% \)

\(\% {m_{Mg}} = \frac{{24.0,1}}{{19,2}}.100\%  = 12,5\% \)

Vậy kim loại cần tìm là Mg và phần trăm khối lượng các kim loại lần lượt là 12,5% và 87,5%.