Giải bài tập SGK Hóa 12 Nâng cao Bài 41: Một số hợp chất của sắt

1. Giải bài 1 trang 202 SGK Hóa 12 nâng cao

Câu a: Tính chất hóa học chung của hợp chất sắt (II)

Hợp chất Fe(II) vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử:

• Tính khử :

2FeCl₂ + Cl₂ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2FeCl₃

3FeO + 10HNO₃ → 3Fe(NO₃)₃ + NO + 5H₂O

• Tính oxi hóa:

Zn + FeSO₄ → Fe + ZnSO₄

Câu b: Tính chất hóa học chung cho hợp chất sắt (III)

Hợp chất Fe(III) có tính oxi hóa :

Fe₂O₃ + CO \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2FeO + CO₂

Fe₂(SO₄)₃ + Cu → 2FeSO₄ + CuSO₄

Hãy dẫn ra những phản ứng hóa học để chứng minh rằng các oxit sắt (II) là oxit bazơ, các hiđroxit sắt (II) là bazơ (Viết các phương trình phản ứng hóa học).

Phương pháp giải

Để viết các phương trình phản ứng hóa học cần nắm rõ tính chất hóa học của oxit sắt (II), hiđroxit sắt (II).

Hướng dẫn giải

Những phản ứng hóa học chứng minh rằng các oxit sắt (II) là oxit bazơ, các hiđroxit sắt (II) là bazơ:

FeO + 2HCl → FeCl₂ + H₂O

Fe(OH)₂ + 2HCl → FeCl₂ + 2H₂O

Viết các phương trình hóa học biểu diễn những chuyển đổi hóa học sau:

Phương pháp giải

Dựa vào chất sản phẩm và chất tham gia phản ứng để suy ra các chất còn lại và viết phương trình hóa học.

Hướng dẫn giải

Các phương trình hóa học của dãy chuyển hóa trên:

3Fe + 2O₂ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) Fe₃O₄

3Fe₃O₄ + 8Al \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 4Al₂O₃ + 9Fe

Fe + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

Fe + H₂O ^{\(\xrightarrow[ \ ]{ > \ 570 ^0C }\)} FeO + H₂

FeO + 2HCl → FeCl₂ + H₂O

2FeCl₂ + Cl₂ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2FeCl₃

FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃ + 3NaCl

2Fe + 6H₂SO₄ đặc ^{\(\xrightarrow[ \ ]{ \ t ^0 }\)} Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

Fe₂(SO₄)₃ + Fe → 3FeSO₄

FeSO₄ + 2NaOH → Fe(OH)₂ + Na₂SO₄

4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O → 4Fe(OH)₃

Hoà tan 10 gam FeSO₄ có lẫn tạp chất là Fe₂(SO₄)₃ trong nước, được 200 cm³ dung dịch. Biết 20 cm³ dung dịch này được axit hoá bằng H₂SO₄ loãng làm mất màu tím của 25 cm³ dung dịch KMnO₄ 0,03 M.

a) Viết phương trình hoá học dạng ion rút gọn. Cho biết vai trò của ion Fe²⁺ và ion MnO₄^-.

b) Có bao nhiêu mol ion Fe²⁺ tác dụng với 1 mol ion MnO₄^-?

c) Có bao nhiêu mol ion Fe²⁺ tác dụng với 25 cm³ dung dịch KMnO₄ 0,03M?

d) Có bao nhiêu gam Fe²⁺ trong 200 cm³ dung dịch ban đầu.

e) Tính phần trăm theo khối lượng của FeSO₄.

Phương pháp giải

a. Xác định sự thay đổi số oxi hóa của  ion Fe²⁺ và ion MnO₄^- để viết phương trình hoá học dạng ion rút gọn.

b. Dựa vào hệ số cân bằng để xác định số mol ion Fe²⁺ tác dụng với 1 mol ion MnO₄^-

c. Tính số mol ion Fe²⁺ theo số mol KMnO₄ tìm được.

d. Tính số mol Fe²⁺ trong 200 cm³, suy ra khối lượng Fe²⁺ 

e. Tính khối lương FeSO₄ tinh khiết, suy ra phần trăm theo khối lượng.

Hướng dẫn giải

Câu a: Viết phương trình hoá học dạng ion rút gọn

5Fe²⁺ + MnO₄^- + 8H⁺ → 5Fe³⁺ + Mn²⁺ + 4H₂O (Fe²⁺ là chất khử)

MnO₄^- + 8H⁺ + 5e → Mn²⁺ + 4H₂O (MnO₄^- là chất oxi hóa)

Câu b: Có bao nhiêu mol ion Fe²⁺ tác dụng với 1 mol ion MnO₄^-?

Để tác dụng với 1 mol MnO₄^- cần 5 mol Fe²⁺.

Câu c: Có bao nhiêu mol ion Fe²⁺ tác dụng với 25 cm³ dung dịch KMnO₄ 0,03M?

\({n_{Mn{O_4}^ - }}\) = 0,025.0,03 = 7,5.10^-4 (mol)

n_Fe²⁺ = 5.n_MnO4^- = 3,75.10^-3 mol.

Câu d: Có bao nhiêu gam Fe²⁺ trong 200 cm³ dung dịch ban đầu

Số mol Fe²⁺ trong 200 cm³ là 3,75.10^-3.10 = 0,0375 mol

⇒ m_Fe²⁺ = 0,0375 . 56 = 2,1 gam.

Câu e: Tính phần trăm theo khối lượng của FeSO₄

\({m_{FeS{O_4}}}\) tinh khiết = 0,0374 . 152 = 5,7 gam.

\(\% {m_{FeS{O_4}}} = \frac{{5,7}}{{10}}.100 = 57\;\% \)