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

Nhận định nào sau đây sai ?

A. Sắt tác dụng được với dung dịch CuSO₄

B. Sắt tác dụng được với dung dịch FeCl₃.

C. Sắt tác dụng được với dung dịch FeCl₂.

D. Đồng tác dụng được với dung dịch FeCl₃.

Phương pháp giải

Dựa vào tính chất hóa học của sắt để xác định nhận định sai trong các nhận định đã cho ở trên.

Hướng dẫn giải

Sắt không tác dụng được với FeCl₂

→ Chọn C.

Hợp chất nào sau đây của sắt vừa có tính oxi hoá, vừa có tính khử ?

A. FeO                                  B. Fe₂O₃

C. Fe(OH)₃                            D. Fe(NO₃)₃

Phương pháp giải

Dựa vào lý thuyết về sắt và hợp chất để xác định hợp chất vừa có tính oxi hoá, vừa có tính khử.

Hướng dẫn giải

Trong các hợp chất Fe₂O₃, Fe(OH)₃, Fe(NO₃)₃ nguyên tố Fe có số oxi hóa cao nhất là +3 nên chỉ có tính oxi hóa

Trong FeO nguyên tố Fe có số oxi hóa trung gian là +2 nên vừa có tính khử, vừa có tính oxi hóa

→ Chọn A.

Khử hoàn toàn 0,3 mol một oxit sắt Fe_xO_y bằng Al thu được 0,4 mol Al₂O₃ theo sơ đồ phản ứng sau :

Fe_xO_y + Al → Fe + Al₂O₃

Công thức của oxit sắt là

A. FeO.          B. Fe₂O₃.

C. Fe₃O₄        D. không xác định được.

Phương pháp giải

- Viết phương trình hóa học của phản ứng

- Tính theo phương trình phản ứng, suy ra y, từ đó tìm được công thức của oxit sắt

Hướng dẫn giải

3Fe_xO_y + 2yAl → 3xFe + yAl₂O₃

Ta có: Cứ 3 mol Fe_xO_y phản ứng sinh ra y mol Al₂O₃

Vậy cứ 0,3 mol Fe_xO_y phản ứng sinh ra 0,4 mol Al₂O₃

Theo phương trình ta có 0,3/3=0,4/y→y=4

Vậy công thức của oxit sắt là Fe₃O₄

→ Chọn C.

Khử hoàn toàn hỗn hợp Fe₂O₃ và CuO bằng CO thu được số mol CO₂ tạo ra từ các oxit có tỉ lệ tương ứng là 3 : 2. Phần trăm khối lượng của Fe₂O₃ và CuO trong hỗn hợp lần lượt là

A. 50% và 50%.          B.  75% và 25%.

C.75,5% và 24,5%.     D. 25% và 75%.

Phương pháp giải

- Viết phương trình hóa học của phản ứng

- Gọi số mol của CO₂ tạo ra từ CuO và Fe₂O₃ lần lượt là 2 và 3 mol

- Suy ra số mol của các oxit, tính được khối lượng mỗi oxit và % khối lượng của mỗi oxit

Hướng dẫn giải

Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂

CuO + CO → Cu + CO₂

Gọi số mol của CO₂ tạo ra từ CuO là 2 mol → số mol CO₂ tạo ra từ Fe₂O₃ là 3 mol

Theo phương trình (1): n_Fe2O3 = 1/3n_CO2=1mol→m_Fe2O3=1.160=160gam

Theo phương trình (2):

\({n_{CuO}} = {n_{C{O_2}}} = 2mol \to {m_{CuO}} = 2.80 = 160gam\)

\(\% {m_{F{e_2}{o_3}}} = \frac{{160}}{{160 + 160}}.100\%  = 50\% \)

→ %m_CuO = 100% - 50% = 50%

→ Chọn A.

Khi nung hỗn hợp các chất Fe(N0₃)₂, Fe(OH)₃ và FeC0₃ trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được một chất rắn là

A. Fe₃0₄.               B. FeO.              

C. Fe.                    D. Fe₂0₃.

Phương pháp giải

Dựa vào tính chất của các hợp chất của sắt, viết phương trình phản ứng và kết luận

Hướng dẫn giải

4Fe(NO₃)₂ → 2Fe₂O₃ + 8NO₂ + O₂

2Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ + 3H₂O

4FeCO₃ + O₂ → 2Fe₂O₃ + 4CO₂

Vậy chất rắn thu được là Fe₂O₃.

→ Chọn D.

Cho các chất : Fe, FeO, Fe(OH)₂, Fe(OH)₃, Fe₃0₄, Fe₂0₃, Fe(N0₃)₂, Fe(N0₃)₃, FeS0₄, Fe₂(S0₄)₃, FeC0₃. Cho từng chất trên lần lượt tác dụng với dung dịch HNO3 đặc, nóng thì số phản ứng thuộc loại phản ứng oxi hoá - khử là

A. 8.                     B. 5.                  

C. 7.                     D. 6.

Phương pháp giải

Dựa vào tính chất của các hợp chất của sắt.

Hướng dẫn giải

Fe + 6HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O

FeO + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 2H₂O

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

Fe(OH)₃ + 3HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + 3H₂O

Fe₃O₄ + 10HNO₃ → 3Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 5H₂O

Fe₂O₃ + 6HNO₃ → 2Fe(NO₃)₃ + 3H₂O

Fe(NO₃)₂ + 2HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 2H₂O

Fe(NO₃)₃ + HNO₃ → không phản ứng

FeSO₄ + 4HNO₃ → Fe(NO­₃)₃ + H₂SO₄ + NO₂ + H₂O

Fe₂(SO₄)₃ + HNO₃ → không phản ứng

FeCO₃ + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + CO₂ + NO₂ + 2H₂O

→ Chọn C.

Cho 0,01 mol một hợp chất của sắt tác dụng hết với H₂S0₄ đặc, nóng (dư) thoát ra 0,112 lít khí S0₂ (đktc) (là sản phẩm khử duy nhất). Công thức hợp chất của sắt là

A. FeS.                  B. FeS2.             

C. FeO.                 D. FeC0₃.

Phương pháp giải

- Gọi số e mà hợp chất của sắt trao đổi là n

- Áp dụng bảo toàn e để tìm n

- Kết luận

Hướng dẫn giải

Gọi số e mà hợp chất của sắt trao đổi là n

→n_{e nhường} = 0,01.n (mol)

Mà n_{e nhận} = 2n_SO2 = 0,01 mol

→ 0,01.n = 0,01 → n = 1

Vậy hợp chất của sắt trao đổi 1e → loại A và B

Vì sau phản ứng chỉ thu được khí SO₂ nên loại D

→ Chọn C.

Có hiện tượng gì xảy ra khi cho dung dịch Na₂CO₃ từ từ đến dư vào dung dịch  FeCl₃ ?

A. Không có hiện tượng gì

B. Có kết tủa nâu đỏ

C. Có sủi bọt khí

D. Có kết tủa nâu đỏ và sủi bọt khí

Phương pháp giải

Dựa vào lí thuyết về hợp chất của sắt, viết PTHH và nêu hiện tượng.

Hướng dẫn giải

PTHH: 3Na₂CO₃ + 2FeCl₃ + 3H₂O → 6NaCl + 2Fe(OH)₃ + 3CO₂

Vậy hiện tượng là có xuất hiện kết tủa nâu đỏ và có khí không màu thoát ra

→ Chọn D.

Hãy thay A₁, A₂ . . . A₈ bằng những chất vô cơ thích hợp và hoàn thành các PTHH theo sơ đồ các chuỗi phản ứng sau :

(1) A₁ + A₂  → A₃

(2) A₃ + A₄ → FeCl₃

(3) A₅ + FeCl₃ → A₃ + I₂ + A₂

\((4){A_2} + {A_6}\xrightarrow{{{t^o}}}MnC{l_2} + {A_7} + {A_4}\)

\((5){A_4} + {A_8}\xrightarrow{{{{30}^o}}}CaOC{l_2} + {A_7}\)

Phương pháp giải

Dựa vào tính chất của sắt và hợp chất của sắt để suy luận.

Hướng dẫn giải

+ Lần lượt suy luận như sau :

Từ (1) và (2) : A₃ chỉ có thể là FeCl₂ ⟶ A₁, A₂ thứ tự là Fe, HCl hoặc HCl, Fe.

Từ (1) và (4) : A₂ là HCl ⟶ A₆ là MnO₂

⟶ A₁ là Fe

Từ (3) : A₅ là HI

Fe + 2HCl → FeCl₂

2FeCl₂ + Cl₂ → 2FeCl₃

2HI(k) + 2FeCl₃ → 2FeCl₂ + I₂ + 2HCl

4HCl + MnO₂ →MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂

\(C{l_2} + Ca{(OH)_2}\xrightarrow{{{{30}^o}C}}CaOC{l_2} + {H_2}O\)

Cho A là oxit, B là muối, C và D là kim loại. Hãy viết PTHH của các phản ứng sau :

a) A + HCl → 2 muối + H₂O

b) B + NaOH → 2 muối + H₂O

c) C + muối → 1 muối

d) D + muối → 2 muối

Phương pháp giải

Dựa vào tính chất của sắt và hợp chất của chúng để viết phương trình hoá học.

Hướng dẫn giải

a) Fe₃O₄ + 8HCl → FeCl₂ + 2FeCl₃ + 4H₂0

b) Ca(HC0₃)₂ + NaOH → CaC0₃ + Na₂C0₃ + 2H₂0

c) Fe + 2FeCl₃     → 3FeCl₂

d) Cu + 2FeCl₃→CuCl₂ + 2FeCl₂

Cho biết các phản ứng xảy ra khi cho hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe₃O₄, Fe₂O₃ vào:

a)  Dung dịch H₂SO₄ loãng.

b) Dung dịch HNO₃ loãng.

Phương pháp giải

Cần nắm rõ tính chất hóa học của sắt và hợp chất của sắt để xác định các phản ứng xảy ra.

Hướng dẫn giải

Hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe₃O₄, Fe₂O₃ vào :

a)  Dung dịch H₂SO₄ loãng.

Fe + H₂SO₄(l) → FeSO₄ + H₂

FeO + H₂SO₄ (l) → FeSO₄ + H₂O

Fe₂O₃ + 3H₂SO₄ (l) → Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O

Fe₃O₄ + 4H₂SO₄ (l) → Fe₂(SO₄)₃ + FeSO₄ + 4H₂O

b) Dung dịch HNO₃loãng.

Fe+ 4HNO₃ (l) → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

3FeO + 10HNO₃(l) → 3Fe(NO₃)₃ + NO +5H₂O

Fe₂O₃ + 6HNO₃ (l) → 2Fe(NO₃)₃ + 3H₂O

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

Phân biệt 3 hỗn hợp sau bằng phương pháp hoá học :

a) Fe và FeO ;           

b) Fe và Fe₂O₃ ;         

c) FeO và Fe₂O₃.

Phương pháp giải

Dựa vào tính chất hóa học đặc trưng của sắt và hợp chất của sắt để xác định phương pháp nhận biết phù hợp.

Hướng dẫn giải

Lấy một ít các hỗn hợp cho vào dung dịch CuSO₄ dư, hỗn hợp không làm nhạt màu dung dịch là hỗn hợp (c) FeO và Fe₂O₃ . Lọc lấy chất rắn sau phản ứng của hỗn hợp (a) là Cu và FeO ; của hỗn hợp (b) là Cu và Fe₂O₃ cho phản ứng với dung dịch HCl dư ; Cho dung dịch NaOH dư vào các dung dịch vừa thu được, nếu thấy có kết tủa màu nâu đỏ thì hỗn hợp ban đầu là Fe và Fe₂O₃, nếu có kết tủa màu trắng xanh thì hỗn hợp ban đầu là Fe và FeO.

Khi cho 1 g sắt clorua nguyên chất tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO₃ tạo ra 2,6492 g bạc clorua. Hỏi đó là sắt(II) clorua hay sắt(III) clorua.

Phương pháp giải

- Đặt công thức muối sắt là FeCl_n

FeCl_n + nAgNO₃ → Fe(NO₃)_n + nAgCl

- Theo PT:(56 + 35,5n) g  →      n(108 + 35,5) g

Theo đề bài :   1 g    →              2,6492 g

- Từ đó tìm được n, kết luận.

Hướng dẫn giải

Phương trình hoá học :

FeCl_n + nAgNO₃ → Fe(NO₃)_n + nAgCl

Theo PT:(56 + 35,5n) g  →      n(108 + 35,5) g

Theo đề bài :   1 g    →              2,6492 g

Ta có phương trình : (56 + 35,5n).2,6492 = n(108 + 35,5)

Tìm được n = 3 => Muối sắt cần tìm là FeCl₃. 

Hỗn hợp A chứa Fe, Ag và Cu ở dạng bột, cho hỗn hợp A vào dung dịch B chỉ chứa một chất tan, khuấy kĩ cho đến khi phản ứng kết thúc thì thấy Fe và Cu tác dụng hết và còn lại lượng Ag đúng bằng lượng Ag trong hỗn hợp A.

a) Hỏi dung dịch B chứa chất tan gì? Viết phương trình hoá học của phản ứng.

b) Nếu sau phản ứng thu được lượng Ag nhiều hơn lượng Ag trong A thì dung dịch B chứa chất gì?

Phương pháp giải

Dựa vào tính chất của sắt và hợp chất của chúng để viết PTHH.

Hướng dẫn giải

a) Dung dịch B chứa Fe₂(SO₄)₃:

Fe₂(SO₄)₃ + Fe → 3FeSO4

Fe₂(SO₄)3 + Cu → 2FeSO₄ + CuSO₄

b) Dung dịch B chứa AgNO₃:

Fe + 2AgNO₃ → Fe(NO₃)₂ + 2Ag

Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag.

Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe₂O₃ và Fe₃O₄ phản ứng hết với dung dịch HNO₃ loãng (dư), thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được m gam muối khan. Xác định giá trị của m.

Phương pháp giải

- Quy đổi hỗn hợp ban đầu thành Fe (x mol) và O (y mol)

- Lập phương trình khối lượng hỗn hợp

- Lập phương trình bảo toàn electron

- Giải hệ phương trình tìm được x và y, suy ra số mol muối, từ đó tìm được khối lượng muối

Hướng dẫn giải

Dùng phương pháp quy đổi : Giả sử hỗn hợp rắn gồm Fe (x mol) và oxi (y mol)

 2y  ←        y (mol)

N⁵⁺+ 3e → NO

0,18 ← 0,06

Áp dụng ĐLBTĐT ta có : 3x = 2y + 0,18 (2)

Từ (1) và (2), giải hệ ta có : X = 0,16 ; y = 0,15

Muối thu được là : Fe(NO₃)₃ : 0,16 mol ⟹ m_muối = 38,72 (gam).

Cho 9,12 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄ tác dụng với dung dịch HCl (dư). Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, được dung dịch Y, cô cạn Y thu được 7,62 gam FeCl₂ và m gam FeCl₃. Xác định giá trị của m.

Phương pháp giải

- Quy đổi hỗn hợp về hỗn hợp gồm FeO và Fe₂O₃

- Lập phương trình biểu diễn khối lượng hỗn hợp

- Lập phương trình biểu diễn số mol FeCl₂

- Suy ra số mol FeCl₃, tìm giá trị của m

Hướng dẫn giải

Nhận thấy Fe₃O₄ = Fe₂O₃ + FeO, ta có sơ đồ phản ứng sau:

\(\left| \begin{gathered}
  FeO:xmol \hfill \\
  F{e_2}{O_3}:ymol \hfill \\
  F{e_3}{O_4}:zmol \hfill \\ 
\end{gathered}  \right. \Leftrightarrow \left| \begin{gathered}
  FeO:(x + z)mol \hfill \\
  F{e_2}{O_3}:(y + z)mol \hfill \\ 
\end{gathered}  \right.\xrightarrow{{ + HCl}}\left| \begin{gathered}
  FeC{l_2}:(x + z)mol \hfill \\
  FeC{l_3}:2(y + z)mol \hfill \\ 
\end{gathered}  \right.\)

Ta có : m _{hỗn hợp} = 72(x + z) + 160(y + z) = 9,12    (1)

Mà n_FeCl2 = (x + z) = 0,06 mol (2), thay (2) vào (1)

⟹ (y + z) = 0,03

⟹ m_FeCl3 = 2. 0,03.162,5 = 9,75. (gam).

Trộn 5,6 gam bột sắt với 2,4 gam bột lưu huỳnh rồi nung nóng (trong điều kiện không có không khí), thu được hỗn hợp rắn M. Cho M tác dụng với lượng dư dung dịch HCl, giải phóng hỗn hợp khí X và còn lại một phần không tan G. Để đốt cháy hoàn toàn X và G cần vừa đủ V lít khí O₂ (đktc). Xác định giá trị của V.

Phương pháp giải

Áp dụng bảo toàn electron để tìm ra số mol của oxi, từ đó tìm được V.

Hướng dẫn giải

⟹ V_O2 = 0,125.22,4 = 2,8 (lít).

Hỗn hợp X gồm FeCl₂ và FeCl₃ đem hoà tan trong nước. Lấy một nửa dung dịch thu được cho tác dụng với dung dịch NaOH (dư) ngoài không khí thấy tạo ra 0,5 mol Fe(OH)₃. Nửa còn lại cho tác dụng với dung dịch AgNO₃ (dư) tạo ra 1,3 mol AgCl. Xác định tỉ lệ mol FeCl₂ và FeCl₃ trong X.

Phương pháp giải

- Gọi số mol của FeCl₂ và FeCl₃ là x và y

- Lập phương trình số mol Fe(OH)₃

- Lập phương trình số mol AgCl

- Từ đó suy ra tỷ lệ x : y

Hướng dẫn giải

Gọi x, y là số mol muối FeCl₂ và FeCl₃

Ta có các sơ đồ phản ứng sau :

Khi tác dụng với NaOH ngoài không khí, Fe²⁺ sẽ bị oxi hoá thành Fe³⁺

\(\left| \begin{gathered}
  FeC{l_2}:xmol \hfill \\
  FeC{l_3}:ymol \hfill \\ 
\end{gathered}  \right.\xrightarrow{{NaOH,{O_2},{H_2}O}}Fe{(OH)_3}:(x + y) = 0,5mol(1)\)

Khi tác dụng với AgNO₃, toàn bộ Cl ^- đều tạo kết tủa

\(\left| \begin{gathered}
  FeC{l_2}:xmol \hfill \\
  FeC{l_3}:ymol \hfill \\ 
\end{gathered}  \right.\xrightarrow{{AgN{O_3}}}AgCl:(2x + 3y) = 0,1mol(2)\)

\(\frac{{(1)}}{{(2)}} = \frac{{x + y}}{{2x + 3y}} = \frac{{0,5}}{{1,3}} \to \frac{x}{y} = \frac{2}{3}\)