Giải bài tập SGK Hóa 12 Bài 32: Hợp chất của sắt

Viết phương trình hóa học của các phản ứng trong quá trình chuyển đổi sau:

FeS₂ → Fe₂O₃ → FeCl₃ → Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ → FeO → FeSO₄ → Fe

Phương pháp giải

Để viết phương trình hóa học của các phản ứng trong quá trình chuyển đổi trên cần nắm rõ tính chất hóa học hợp chất của sắt.

Hướng dẫn giải

Phương trình hóa học của các phản ứng như sau:

(1) 4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂

(2) Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O

(3) FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃ + 3H₂O

(4) 2Fe(OH)₃ → 2Fe₂O₃ + 3H₂O

(5) Fe2O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂

(6) FeO + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂O

(7) Mg + FeSO₄ → MgSO₄ + Fe

Cho sắt tác dụng với dung dịch H₂SO₄ loãng thu được V lít khí H₂ (đktc), dung dịch thu được cho bay hơi thu được tinh thể FeSO₄.7H₂O có khối lượng là 55,6 gam. Thể tích khí H₂(đktc) được giải phóng là:

A. 8,19 lít.

B. 7,33 lít.

C. 4,48 lít.

D. 6,23 lít.

Phương pháp giải

• Bước 1: Viết PTHH: Fe + H₂SO4 → FeSO₄ + H₂
• Bước 2: Bảo toàn nguyên tố Fe: n_FeSO4 = n_FeSO4.7H2O
• Bước 3:Từ PTHH =>  n_H2 = n_FeSO4 => V_H2 = ?

Hướng dẫn giải

Ta có phương trình hóa học sau:

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

n_Fe = n_FeSO4.7H2O = 55,6 : 278 = 0,2 mol

Theo phương trình hóa học trên ta có n_Fe = n_H2 = 0,2 mol

Vậy thể tích khí: V_H2 = 0,2.22,4 = 4,48 lít

⇒ Đáp án đúng là C.

Ngâm một đinh sắt nặng 4 gam trong dung dịch CuSO₄, sau một thời gian lấy đinh sắt ra, sấy khô, cân nặng 4,2857 gam. Khối lượng sắt tham gia phản ứng là:

A. 1,9990 gam

B. 1,9999 gam.

C. 0,3999 gam

D. 2,1000 gam.

Phương pháp giải

• Bước 1: Gọi số mol Fe phản ứng là x (mol)

PTHH: Fe + CuSO₄  → FeSO₄ + Cu 

          x                                          x   (mol)

• Bước 2: Kim loại Cu sinh ra sẽ bám vào thanh sắt => Dùng phương pháp tăng giảm khối lượng.

∆m_tăng = m_Cu – m_Fe pư = 64x – 56x => x =?

Hướng dẫn giải

Ta có phương trình hóa học của phản ứng như sau:

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

Dùng phương pháp tăng giảm khối lượng:

\(\begin{array}{l} \Delta M = 64 - 56 = 8(gam)\\ \Delta m = 4,2857 - 4 = 0,2857(gam)\\ \to n = \frac{{\Delta m}}{{\Delta M}} = 0,0357125(mol)\\ \to {m_{Fe}} = 0,0357125.56 = 1,9999(gam) \end{array}\)

Hỗn hợp A gồm FeO, Fe₃O₄, Fe₂O₃. Trong hỗn hợp A, mỗi oxit đều có 0,5 mol. Khối lượng của hỗn hợp A là

A. 231 gam.

B. 232 gam.

C. 233 gam.

D. 234 gam.

Phương pháp giải

Đối với dạng bài tập về hỗn hợp các oxit sắt ta có thể gộp FeO và Fe₂O₃ thành Fe₃O₄ nếu chúng có tỉ lệ mol 1: 1

=> Coi hỗn hợp ban đầu chỉ có Fe₃O₄

Hướng dẫn giải

Nhận thấy số nguyên tử Fe và O trong \(Fe_{3}O_{4}=FeO+Fe_{2}O_{3}\)

Có thể coi 0,5 mol FeO và 0,5 mol Fe₂O₃ là 0,5 mol Fe₃O₄

Vậy tổng cả hỗn hợp có 1 mol Fe₃O₄ nên có khối lượng là 232.1 = 232 g

Đáp án đúng là B.

Khử hoàn toàn 16 gam Fe₂O₃ bằng khí CO ở nhiệt độ cao. Khí đi ra sau phản ứng được dẫn vào dung dịch Ca(OH)₂ dư. Khối lượng kết tủa thu được là

A. 15 gam.

B. 20 gam.

C. 25 gam.

D. 30 gam.

Phương pháp giải

Để tính khối lượng kết tủa ta viết phương trình hóa học và tính mol kết tủa dựa vào phương trình, suy ra khối lượng kết tủa.

Hướng dẫn giải

Ta có:

n_Fe2O3 = 0,1 (mol)

Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂

0,1                                  0,3

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

0,3                         0,3 (mol)

m_CaCO3 = 100.0,3 = 30 (gam)

Chọn đáp án D.