Hướng dẫn giải: Đáp án: A Câu 18: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm FeS2 0,24 mol và Cu2S vào dung dich HNO3 vừa đủ thu được dung địch X chỉ chứa hai muối sunfat và V lít đktc; khí NO duy nh[r]
Trang 1CHUYÊN ĐỀ VII SẮT VÀ MỘT SỐ KIM LOẠI QUAN TRỌNG
CHỦ ĐỀ 1 CHUỖI PHẢN ỨNG HÓA HỌC CỦA SẮT, CROM
A TÓM TẮT LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Nắm vững các tính chất hóa học chung và phương pháp điều chế kim loại
Lưu ý: Cr(OH)3 là hidroxit lưỡng tính
Ví dụ minh họa
Bài 1: Viết phương trình hóa học của các phản ứng trong quá trình chuyển đổi sau:
Hướng dẫn giải:
(1) 4FeS2 + 11O2 −tº→ 2Fe2O3 + 8SO2 ↑
(2) Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O
(3) FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3 + 3NaCl
(4) 2Fe(OH)3 −tº→ Fe2O3 + 3H2O
(5) Fe2O3 + H2 −tº→ 2FeO + H2O
(6) FeO + H2SO4(l) → FeSO4 + H2O
(7) FeSO4 + Mg → MgSO4 + Fe
Bài 2: Hoàn thành sơ đồ chuyển hóa sau:
Hướng dẫn giải:
(1) Cu + S −tº→ CuS
(2) CuS + 14HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 3H2SO4 + 8NO + 4H2O
(3) Cu(NO3)2 + 2NaOH → Cu(OH)2 + 2NaNO3
(4) Cu(OH)2 + 2HCl → CuCl2 + 2H2O
(2) CrCl2 + 2NaOH → Cr(OH)2 + 2NaCl
(3) 4Cr(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Cr(OH)3↓
(4) Cr(OH)3 + NaOH → Na[Cr(OH)4]
(5) 2CrCl2 + Cl2 → 2CrCl3
Trang 2(6) Cr(OH)3 + 3HCl → CrCl3 + 3H2O
B BÀI TẬP RÈN LUYỆN KỸ NĂNG
Bài 1: Phản ứng nào sau đây chứng tỏ hợp chất Fe(II) có tính khử?
A Fe(OH)2 −tº→ FeO + H2O B FeO + CO −tº→ Fe + CO2
C FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaCl D 2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3
Hướng dẫn giải:
Đáp án: D
Bài 2: Phản ứng nào sau đây sai?
A 2Fe + 6H2SO4 đặc, nguội → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
D 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 → 4Fe(OH)3
Hướng dẫn giải:
Đáp án: A
Fe không phản ứng với H2SO4 đặc nguội
Bài 3: Phát biểu nào cho dưới đây là không đúng?
A Fe có thể tan trong dung dịch FeCl3 B Cu có thể tan trong dung dịch FeCl3
C Fe không thể tan trong dung dịch CuCl2 D Cu không thể tan trong dung dịch CuCl2 Hướng dẫn giải:
Đáp án: C
Có xảy ra phản ứng: Fe + CuCl2 → FeCl2 + Cu
Bài 4: Nung FeCO3 trong không khí đến khối lượng không đổi được chất rắn X X là:
A FeO B Fe2O3 C Fe3O4 D Fe
Hướng dẫn giải:
Đáp án: B
2FeCO3 + ½ O2 −tº→ Fe2O3 + 2CO2
Bài 5: Cho sơ đồ chuyển hóa quặng đồng thành đồng:
Hai chất X, Y lần lượt là:
A Cu2O, CuO B CuS, CuO C Cu2S, CuO D Cu2S, Cu2O Hướng dẫn giải:
Đáp án: D
Trang 32Cu2O + Cu2S → 6Cu + SO2
→ Hai chất X, Y lần lượt là Cu2S và Cu2O
Bài 6: Cho các dung dịch loãng: (1) FeCl3, (2) FeCl2, (3) H2SO4, (4) HNO3, (5) hỗn hợp gồm HCl và NaNO3 Những dung dịch phản ứng được với kim loại Cu là:
3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
3Cu + 2NO3- + 8H+ → 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O
Bài 7: Cho các chất sau (Fe, Fe2O3, Al, axit HCl, dung dịch NaOH) tác dụng với nhau từng đôi một, số phản ứng xảy ra là:
(1): 2Cu2O + Cu2S → 6Cu + SO2
(2): Cu(NO3)2 −tº→ CuO + 2NO2 + ½ O2
(3): CuO + CO −tº→ Cu + CO2
(4): 3CuO + 2NH3 −tº→ 3Cu + N2 + 3H2O
Trang 4Bài 9: Thực hiện các phản ứng sau:
(1) Fe + dung dịch HCl (2) Fe + Cl2 (3) dung dịch FeCl2 + Cl2
(4) Fe3O4 + dung dịch HCl (5) Fe(NO3)2 + HCl (6) dung dịch FeCl2 + KI
Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O (4)
9Fe(NO3)2 + 12HCl → 4FeCl3 + 5Fe(NO3)3 + 3NO + 6H2O (5)
FeCl2 + KI → không xảy ra phản ứng
Bài 10: Cho phản ứng: a Fe + b HNO3 → c Fe(NO3)3 + d NO + e H2O
Các hệ số a, b, c, d, e là những số nguyên, đơn giản nhất Tổng (a + b) bằng:
CHỦ ĐỀ 2 NHẬN BIẾT, ĐIỀU CHẾ SẮT VÀ HỢP CHẤT CỦA SẮT
A TÓM TẮT LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Trang 5Hướng dẫn giải:
Có thể chọn 2 thuốc thử là axit HCl và dung dịch kiềm NaOH
- Lấy vào mỗi ống nghiệm một ít bột kim loại đã cho
- Nhỏ vào mỗi ống nghiệm một ít dung dịch HCl
Ở ống nghiệm nào không có hiện tượng gì xảy ra đó là ống đựng kim loại Ag Phản ứng xảy ra ở các ống nghiệm còn lại
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2↑
- Nhỏ từ từ dung dịch kiềm vào ống nghiệm chứa các dung dịch muối vừa thu được
Ở ống nào thấy có kết tủa tạo thành rồi lại tan ra thì đó là ống chứa muối nhôm
AlCl3 + 3NaOH → 3NaCl + Al(OH)3↓
Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4]
Ở ống nào thấy có kết tủa màu trắng xanh, sau đó dần dần hóa nâu thì đó là ống chứa muối sắt, ta nhận ra kim loại sắt
FeCl2 + 2NaOH → 2NaCl + Fe(OH)2↓ (trắng xanh)
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3↓ (nâu đỏ)
Ở ống nào thấy có kết tủa màu trắng không bị biến đổi thì đó là ống chứa muối magie, ta nhậ ra kim loại Mg MgCl2 + 2NaOH → 2NaCl + Mg(OH)2↓ (trắng)
Bài 2: Một hỗn hợp bột gồm Al, Fe, Cu Hãy trình bày một phương pháp hóa học để tách từng kim loại ra khỏi hỗn hợp đó Viết các phương trình hóa học của các phản ứng
Hướng dẫn giải:
Cho dung dịch NaOH dư vào hỗn hợp 3 kim loại thu được hai phần:
Phần dung dịch là NaAlO2 và NaOH dư
Phần chất rắn là Cu và Fe
Al + NaOH + H2O → NaAlO2 + 3/2 H2
Lấy phần dung dịch dẫn CO2 đến dư thu được kết tủa Al(OH)3 Lọc lấy kết tủa đem nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu chất rắn Al2O3 Điện phân nóng chảy Al2O3 ta được Al
NaAlO2 + CO2 + H2O → NaHCO3 + Al(OH)3↓
CO2 + NaOH → NaHCO3
CO2 + 2NaOH → Na2CO3
2Al(OH)3 −tº→ Al2O3 + 3H2O
2Al2O3 −đpnc→ 4Al + 3O2
Phần chất rắn gồm Cu và Fe đem hòa tan trong HCl dư, thu được dung dịch là FeCl2 còn phần chất rắn là Cu Điện phân dung dịch thu được ta được Fe
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑
FeCl2 −đpnc→ Fe + Cl2
Trang 6Bài 3: Có các dung dịch muối: FeCl3, FeCl2, MgCl2, AlCl3, NaCl và NH4Cl Để phân biệt các dung dịch muối clorua này có thể dùng thuốc thử nào dưới đây?
A Dung dịch AgNO3 B Dung dịch NH3 C Dung dịch H2SO4 D Dung dịch KOH Hướng dẫn giải:
Trích mẫu thử cho mỗi lần thí nghiệm Nhỏ dung dịch KOH từ từ cho đến dư vào các mẫu thử:
- Mẫu nào xuất hiện kết tủa nâu ⇒ là dung dich FeCl3
FeCl3 + 3KOH → Fe(OH)3 + 3KCl
- Mẫu nào xuất hiện kết tủa trắng dần hóa nâu đung dịch FeCl2
FeCl2 + 2KOH → Fe(OH)2 + 2KCl
- Mẫu nào xuất hiện kết tủa trắng ⇒ dung dịch MgCl2
MgCl2 + 2KOH → Mg(OH)2 + 2KCl
- Mẫu nào không có hiện tượng nào xảy ra ⇒ dung dịch NaCl
- Mẫu nào xuất hiện kết tủa keo trắng, tan dần khi dư dung dịch KOH
⇒ dung dịch AlCl3
AlCl3 + 3KOH → Al(OH)3 + 3KCl
Al(OH)3 + KOH → K[Al(OH)4]
- Mẫu nào có khí mùi khai bay ra ⇒ dung dịch NH4Cl
B BÀI TẬP RÈN LUYỆN KỸ NĂNG
Bài 1: Hiện tượng gì xảy ra khi cho từ từ dung dịch NH3 vào dung dịch CuSO4?
A Xuất hiện kết tủa màu xanh nhạt
B Xuất hiện kết tủa màu xanh nhạt rồi tan thành dung dịch màu xanh đậm
C Xuất hiện dung dịch màu xanh D Không có hiện tượng
Hướng dẫn giải:
Đáp án: B
Bài 2: Hiện tượng gì xảy ra khi nhỏ một ít dung dịch KMnO4 vào dung dịch có chứa FeSO4 và H2SO4?
A Xuất hiện màu tím hồng của dung dịch KMnO4 B Mất màu tím hồng và xuất hiện màu vàng
C Mất màu vàng và xuất hiện màu tím hồng D Cả A, B và c đều không đúng
Trang 7Hướng dẫn giải:
Đáp án: B
10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + MnSO4 + 8H2O
Bài 3: Nhỏ từ từ đến dư dung dịch FeSO4 đã được axit hóa bằng H2SO4 vào dung dịch KMnO4 Hiện tượng quan sát được là
A dung dịch màu tím hồng bị nhạt dần rồi chuyển sang màu vàng
B dung dịch màu tím hồng bị nhạt dần đến không màu
C dung dịch màu tím hồng bị chuyển dần sang nâu đỏ
D màu tím bị mất ngay Sau đó dần dần xuất hiện trở lại thành dung dịch có màu hồng
Hướng dẫn giải:
Bài 4: Hiện tượng gì xảy ra khi cho dung dịch NaOH vào ống nghiệm có chứa dung dịch FeCl2?
A Xuất hiện màu nâu đỏ B Xuất hiện màu trắng xanh
C Xuất hiện màu nâu đỏ rồi chuyển sang màu trắng xanh
D Xuất hiện màu trắng xanh rồi chuyển sang màu nâu đỏ
Hướng dẫn giải:
Đáp án: D
FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 (trắng xanh) + 2NaCl
4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 → 4Fe(OH)3 (nâu đỏ)
Bài 5: Khi thêm dung dịch Na2CO3 vào dung dịch FeCl3 sẽ có hiện tượng gì xảy ra ?
A Xuất hiện kết tủa màu nâu đỏ vì xảy ra hiện tượng thủy phân
B Dung dịchvẫn có màu nâu đỏ vì chúng không phản ứng với nhau
C Xuất hiện kết tủa màu nâu đỏ đồng thời có hiện tượng sủi bọt khí
D Có kết tủa nâu đỏ tạo thành sau đó lại tan do tạo khí CO2
Hướng dẫn giải:
Đáp án: C
Phương trình phản ứng:
2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Fe(OH)3↓(đỏ nâu) + 3CO2↑ + 6NaCl
Bài 6: Để bảo quản dung dịch muối sắt (II) trong phòng thí nghiệm, người ta thường ngâm vào dung dịch đó
A Một thanh Cu B Một thanh Zn C Một thanh Fe D Một thanh AI Hướng dẫn giải:
Đáp án: C
- Trong điều kiện thường Fe2+ dễ chuyển thành Fe3+
- Khi có Fe thì: Fe + 2Fe3+ → 3Fe2+
⇒ Do đó, trong dung dịch luôn có Fe2+
Bài 7: Cho vài giọt dung dịch H2S vào dung dịch FeCl3 hiện tượng xảy ra là
A dung dịch xuất hiện kết tủa đen B có kết tủa vàng
C kết tủa trắng hóa nâu D không hiện tượng gì
Hướng dẫn giải:
Trang 8A Màu vàng và màu da cam B Màu nâu đỏ và màu vàng
C Màu da cam và màu vàng D Màu vàng và màu nâu đỏ
Hướng dẫn giải:
Đáp án: C
Trong dung dịch K2Cr2O7 (màu da cam) có cân bằng:
Khi thêm dung dịch KOH vào, OH- trung hòa H+ làm cân bằng chuyển dịch sang phải tạo ra CrO42- có màu vàng
CHỦ ĐỀ 3 SẮT TÁC DỤNG VỚI AXIT HNO3 VÀ H2SO4 ĐẶC NÓNG
A TÓM TẮT LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Khi cho Fe tác dụng với HNO3, H2SO4 đặc nóng, trình tự phản ứng xảy ra:
Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (1)
Nếu Fe dư thì tiếp tục xảy ra phản ứng:
Fe + 2Fe(NO3)3 → 3Fe(NO3)2
⇒ Khi cho Fe vào dung dịch HNO3, H2SO4 đặc nóng, nếu sau phản ứng Fe dư thì muối sinh ra là muối Fe2+
* Lưu ý: Khi cho Fe và hỗn hợp kim loại, trong đó có Fe tác dụng hết với dung dịch HNO3 thì:
mmuối nitrar = mKl + 62.ne nhận
Sau phản ứng Fe dư nên chỉ tạo muồi Fe(NO3)2
Fe + 4HNO3 → Fe(NO3 )3 + NO + 2H2O
Fe + 2Fe(NO3 )3 → 3Fe(NO3 )2
Áp dụng sự bảo toàn khối lượng (số mol) N ta có:
nN(trong HNO3) = nN trong Fe(NO3)2 + nN trong NO,NO2
Trang 9Hướng dẫn giải:
Ta có nFe = 6,72/56 = 0,12(mol)
⇒ nFedu = 0,12 - 0,1 = 0,02(mol) nên tiếp tục khử Fe2(SO4)3
⇒ nFe2(SO4)3 = 0,05 - 0,02 = 0,03(mol)
Vậy sau phản ứng thu được 0,03 mol Fe2(SO4)3 và 0,06 mol FeSO4
Bài 3: Cho x mol Fe tan hoàn toàn trong dung dịch chứa y mol H2SO4 (tỉ lệ x : y = 2 : 5), thu được một sản phẩm khử duy nhất và dung dịch chỉ chứa muối sunfat Số mol electron do lượng Fe trên nhường khi bị hòa tan là:
Trang 10Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 2x = y
Bài 4: Hoà tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe và Cu (tỉ lệ mol 1:1) bằng axit HNO3, thu được V lít (đktc) hỗn hợp khí X (gồm NO và NO2) và dung dịch Y (chỉ chứa hai muối và axit dư) Tỉ khối của X đối với H2 bằng 19 Giá trị của V là
A 2,24 B 5,60 C 3,36 D 4,48
Hướng dẫn giải:
Như vậy đề bài cho axit dư nên 2 muối thu được là Fe3+ và Cu2+
Gọi x là số mol Fe và Cu ta có: 56x + 64 x = 12 ⇒ x = 0,1 mol
Mặt khác:
Đặt x, y là số mol của NO và NO2 thì 30x + 46 y = 38 (x+ y) ⇒ x = y
ne nhận = 3x + y = 4x, ne cho = 0,5 ⇒ 4x = 0,5 Vậy x = 0,125 mol
V = 0,125.2 22.4= 5,6 lít (đáp án B)
B BÀI TẬP RÈN LUYỆN KỸ NĂNG
Bài 1: Cho 20 gam bột Fe vào dung dịch HNO3 và khuấy đến khi phản ứng xong thu V lít khí NO (đkc) và còn 3,2 gam kim loại Giá trị của V là
A 2,24 lít B 4,48 lít C 6,72 lít D 5,6 lít
Hướng dẫn giải:
Đáp án: B
Fe còn dư nên dung dịch chỉ gồm Fe2+
Fe + 4HNO3 → Fe(NO3 )3 + NO + 2H2O
Fe + 2Fe(NO3)3 → 3Fe(NO3)2
mFe (pu) = 20 – 3,2 =16,8g ⇒ nFe = 0,3 mol
Fe - 2e → Fe2+
N+5 + 3e → N+2 (NO)
BT e ⇒ 3nNO = 2nFe =2.0,3 = 0,6 mol ⇒ nNO 0,2 mol ⇒ V = 4,48l
Bài 2: Hòa tan hết a gam hỗn hợp X gồm Fe và một oxit sắt trong b gam dung dịch H2SO4 9,8% (lượng vừa đủ), sau phản ứng thu được dung dịch chứa 51,76 gam hỗn hợp hai muối khan Mặt khác nếu hòa tan hết a gam
X bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng thì thu được duy nhất 58 gam muối Fe (III) Giá trị của b là
Trang 11nFe = nFeSO4 + 2 nFe2(SO4)3 = x + 2y = 0,29
→ x = 0,13 mol , y = 0,08 mol
BT S: nH2SO4 = nFeSO4 + 3Fe2(SO4)3 = 0,13 + 3.0,08 = 0,37
→ b = 0,37.98/9,8% = 370g
Bài 3: Thể tích dung dịch HNO3 1M (loãng) ít nhất cần dùng để hoà tan hoàn toàn 18 gam hỗn hợp gồm Fe và
Cu trộn theo tỉ lệ mol 1 : 1 là: ( biết phản ứng tạo chất khử duy nhất là NO)
A 1,0 lít B 0,6 lít C 0,8 lít D 1,2 lít
Hướng dẫn giải:
Đáp án: C
nFe = nCu = 0,15 mol
- Do thể tích dung dịch HNO3 cần dùng ít nhất → muối Fe2+
nFe = 0,12 mol → ne cho = 0,36 mol; nHNO3 = 0,4 mol → ne nhận = 0,3 mol
- Do ne cho > ne nhận → Fe còn dư → dung dịch X có Fe2+ và Fe3+
Trang 12Nếu Fe phản ứng hết, số mol electron nhường = 0,0375 × 3= 0,1125 > 0,06 Fe dư, Cu chưa phản ứng với dung dịch HNO3
Như vậy sau khi phản ứng kết thúc Fe dư, Cu chưa phản ứng muối tạo ta là Fe(NO3)2: mFe(NO3)2 = 0,03 ×
180 = 54(gam)
Bài 6: Nung nóng 16,8 gam bột sắt ngoài không khí, sau một thời gian thu được m gam hỗn hợp X gồm các oxit sắt và sắt dư Hòa tan hết hỗn hợp X bằng H2SO4 đặc nóng thu được 5,6 lít SO2 (đktc) Hãy xác định khối lượng của hỗn hợp X
Hướng dẫn giải:
Đáp án: B
Áp dụng bảo toàn electron cho các quá trình oxi hóa và khử tổng hợp từ các giai đoạn của các phản ứng
Ta có: nFe = 16,8/56 = 0,3(mol); nSO2 = 5,6/22,5 = 0,25(mol)
Theo bảo toàn electron ta có: 4a + 0,5 = 0,9 ⇒ a = 0,1(mol)
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
mX = mFe + mO2 = 16,8 + 32a = 16,8 + 32.0,1 = 20(gam)
Bài 7: Hòa tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe và Cu (tỉ lệ mol 1:1) bằng axit HNO3, thu được V lít hỗn hợp X gồm (NO và NO2) và dung dịch Y chỉ chứa 2 muối và axit dư Tỉ khối hơi của X đối vơi hidro bằng 19 Tính thể tích hỗn hợp khí X
Trang 13Trong 12 gam hỗn hợp có 0,1 mol Fe và 0,1 mol Cu
Fe → Fe3+ + 3e Cu → Cu2+ + 2e
⇒ ∑nelectron do chất khử cho = 0,5(mol)
Áp dụng định luật bảo toàn electron : 4x = 0,5 ⇒ x = 0,125(mol)
Từ (1) ⇒ nFe = nFe(NO3 )3 = nNO = 0,448/22,4 = 0,02(mol)
Từ (2) ⇒ nFe = 1/2 nFe(NO3)2 = 0,01(mol)
nFe(NO3)2 = 3/2 nFe(NO3)3 = 0,03(mol)
Hướng dẫn giải:
Đáp án: D
Ta có:
Trang 14Bài 10: Hòa tan hỗn hợp gồm 0,1 mol Fe và a mol Cu vào dung dịch HNO3 loãng dư thu được 5,6 lít hỗn hợp
NO và N2 (đktc) có tỷ khối hơi so với H2 là 14,5 Vậy a có giá trị là:
CHỦ ĐỀ 4 KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI AXIT, MUỐI
A TÓM TẮT LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Với dung dịch axit
Phản ứng thuộc loại oxi hóa khử nên có thể vận dụng phương pháp bảo toàn electron
Trong HCl,H2SO4 loãng:Cr và Fe bị H^+ của axit oxi hóa thành Cr2+,Fe2+ còn Cu không phản ứng
Với H2SO4 đậm đặc,HNO3
+) Cu bị tan ra
+) Fe, Al, Cr bị thụ động trong HNO3 đặc nguội và H2SO4đặc nguội
- Với H2SO4 đặc nóng, HNO3 loãng,HNO3 đặc nóng,… Fe và Cr bị oxi hóa thành
Fe3+,Cr3+
+) S6+ và N5+ nếu bị khử về mức oxi hóa thấp hơn như SO2,NO, NO2,
Chú ý: Nếu kim loại còn dư, thì thu được muối của sắt II và có thể muối sắt III dư
Trang 15m tăng = (64 - 56).a = 1 ⇒ a = 0,125 mol
nFe = 0,125 ⇒ nCu = (15-56.0,125)/64 = 0,125 mol
Thành phần phần trăm theo khối lượng:
Bài 2: Cho 100 gam hợp kim của Fe, Cr, Al tác dụng với một lượng dư dung dịch NaOH thu được 4,98 lít khí Lấy bã rắn không tan cho tác dụng với một lượng dư dung dịch HCl (không có không khí ) thu được 38,8 lít khí Các thể tích khí đo ở đktc Xác định thành phần % của hợp kim
Gọi số mol Fe và Cr lần lượt là x và y mol
Theo đề bài ta có hệ phương trình:
Vậy:
Bài 3: Nung nóng 16,8 gam hỗn hợp Au, Ag, Cu, Fe, Zn với một lượng dư khí O2, đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 23,2 gam chất rắn X Thể tích dung dịch HCl 2M vừa đủ để phản ứng với chất rắn X là:
A 600ml B 200ml C 800ml D 400ml
Trang 16B BÀI TẬP RÈN LUYỆN KỸ NĂNG
Bài 1: Cho 1,12 gam bột Fe và 0,24 gam bột Mg tác dụng với 250 ml dung dịch CuSO4, khuấy nhẹ cho đến khi phản ứng thực hiện xong Khối lượng kim loại có trong bình phản ứng là 1,88 gam Tính nồng độ mol của dung dịch CuSO4 trước phản ứng
A 0,1M B 0,15M C 0,12M D 0,2M
Hướng dẫn giải:
Đáp án: A
Khối lượng kim loại tăng: 1,88 – (1,12 + 0,24) = 0,52 (gam)
Trước hết, Mg tác dụng với CuSO4:
Mg + CuSO4 → MgSO4 + Cu (1)
nMg = 0,1 mol ⇒ n CuSO4 = 0,1 mol
Từ (1) ⇒ 0,1 mol Mg tác dụng với 0,1 mol CuSO4, sinh ra 0,01 mol Cu đã làm cho khối lượng kim loại tăng: 0,01 (64 – 24) = 0,4 (gam)
⇒ Phản ứng giữa Fe và CuSO4 làm cho khối lượng kim loại tăng:
Trang 17Sau 2 phản ứng trên, trong dung dịch X có 0,02 mol Fe3+; 0,03 mol Cu2+ và 0,24 mol H+ dư, ngoài ra còn có ion NO3- và SO42- Tuy nhiên chỉ có 3 loai ion đầu là phản ứng với OH^-
Tổng số mol OH- = 0,24 + 0,06 + 0,06 = 0,36 mol ⇒ V = 360ml
Bài 3: Hòa tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe và Cu (tỉ lệ mol 1:1) bằng axit HNO3, thu được V lít hỗn hợp X gồm(NO và NO2) và dung dịch Y chỉ chứa 2 muối và axit dư Tỉ khối hơi của X đối với hidro bằng 19 Tính thể tích hỗn hợp khí X
A 2,24l B 5,6l C 4,48l D 3,36l
Hướng dẫn giải:
Đáp án: B
Ta có:
là trung bình cộng nên nNO = nNO2
Có 56a + 64a = 12 ⇒ a = 0,1 mol ⇒ nFe = nCu = 0,1 mol
Áp dụng định luật bảo toàn electron : 4x = 0,5 ⇒ x = 0,125(mol)
Vậy : V = 0,125.2.22,4 = 5,6(lít)
Bài 4: Cho 4,15 gam hỗn hợp Fe, Al phản ứng với 200 ml dung dịch CuSO4 0,525M khuấy kỹ hỗn hợp để phản ứng xảy ra hoàn toàn Đem lọc kết tủa (A) gồm hai kim loại nặng 7,84 gam và dung dịch nước lọc B Để hòa tan kết tủa A cần ít nhất bao nhiêu lit dung dịch HNO3 2M biết phản ứng tạo ra NO
A 0,12l B 0,15 l C 0,18l D 0,2l
Hướng dẫn giải:
Đáp án: C
Trang 18Phản ứng xảy ra với Al trước, sau đó đến Fe Theo giả thiết, kim loại sinh ra là Cu (kim loại hóa trị II) Gọi x là số mol Al, y là số mol Fe phản ứng và z là số mol Fe dư:
Phản ứng:
Vậy : VHNO3 = 0,36/2 = 0,18(lít)
Bài 5: Cho một hỗn hợp gồm có 1,12 gam Fe và 0,24 gam Mg tác dụng với 250 ml dung dịch CuSO4 Phản ứng thực hiện xong, người ta thu được kim loại có khối lượng là 1,88 gam Tính nồng độ mol của dung dịch CuSO4 đã dùng
Có: nMg = 0,01 mol và nFe = 0,02 mol
Theo (1) và (2), nếu Mg và Fe phản ứng hết thì thu được 0,03 mol Cu
Khối lượng kim loại thu được sau phản ứng là:
0,03 64 = 1,92 (gam)
Thực tế chỉ thu được 1,88 gam kim loại Chứng tỏ kim loại đã cho không phản ứng hết
Mg có tính khử mạnh hơn Fe nên phản ứng trước
Lượng Cu sinh ra ở (1) là 0,01 mol tương ứng với khối lượng 0,64 (gam)
Khối lượng Fe dư và Cu sinh ra ở (2) là: 1,88 – 0,64 = 1,24 (gam)
Đặt khối lượng Fe tham gia ở (2) là x, khối lượng sắt dư là (1,12 – 56x) và khối lượng Cu sinh ra ở (2) là 64x
Ta có: (1,12 - 56x) + 64x = 1,24 ⇒ x = 0,015
Lượng CuSO4 trong 250 ml dung dịch đã phản ứng hết:
Trang 190,015 + 0,01 = 0,025(mol)
Nồng độ mol của dung dịch CuSO4 đã dùng là : 0,025/0,25 = 0,1mol|lít
Bài 6: Cho m1 gam Al vào 100 ml dung dịch gồm Cu(NO3)2 0,3M và AgNO3 0,3M Sau khi các phản ứng xảy
ra hoàn toàn thì thu đựơc m2 gam chất rắn X Nếu cho m2 gam X tác dụng với lượng dư dung dịch HCl thì thu được 0,336 lít khí (đktc) Giá trị của m1 và m2 lần lượt là:
A 8,10 và 5,43 B 1,08 và 5,16 C 0,54 và 5,16 D 1,08 và 5,43
Hướng dẫn giải:
Đáp án: D
Ta có: nCu(NO3)2 = 0,03 mol; nAgNO3 = 0,03 mol; nH2 = 0,015 mol
Chất rắn X + dd HCl dư → H2 ⇒ trong chất rắn X có Al dư
Vậy m2 = mAl dư + mCu + mAg = 0,01.27 + 0,03.64 + 0,03.108 = 5,43 gam
m1 = mAl ban đầu = (0,01 + 0,03).27 = 1,08g
Bài 7: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,01 mol Al; 0,05 mol Zn và 0,03 mol Fe cần vừa đủ 200ml dung dịch HCl 0,1M và H2SO4 a mol/l Giá trị của a là?
A 0,425 B 0,5 C 0,625 D 0,75
Hướng dẫn giải:
Đáp án: A
∑nH+ = 0,2.0,2 + 0,2.2a = 0 ,02 + 0,4a (mol)
∑ne cho = 0,01.3 + 0,05.2 + 0,03.2 = 0,19 (mol)
Ta có: ne cho = ne nhận = nH+
0,02 + 0,4a = 0,19 ⇒ a = 0,425
Trang 20Bài 8: Cho 2,24g bột sắt vào 100ml dung dịch hỗn hợp gồm AgNO3 0,1M và Cu(NO3)2 0,5M khuấy đều cho tới khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được chất rắn A và dung dịch B Chất rắn A có khối lượng là:
0,05 mol NO2 đã nhận 0,05 mol e
⇒ số mol điện tích (+) tạo ra là 0,05 mol ⇒ Số mol NO3- là 0,05 mol
CHỦ ĐỀ 5 XÁC ĐỊNH TÊN KIM LOẠI VÀ OXIT KIM LOẠI
A TÓM TẮT LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Tính trực tiếp khối lượng mol của kim loại Nếu đề bài không cho hóa trị của kim loại thì ta thiết lập một phương trình thể hiện mối quan hệ giữa hóa trị và M rồi biện luận
Lưu ý: Thường sử dụng các phương pháp như: Định luật bảo toàn khối lượng, định luật bảo toàn electron
để tìm kim loại
Ví dụ minh họa
Trang 21Bài 1: Ngâm một kim loại có khối lượng 50 gam trong dung dịch HCl, sau một thời gian thu dược 4,368 lit khí H2 (đktc) và khối lượng kim loại giảm 3,51 gam Kim loại đã dùng là:
Vậy kim loại M là nhôm (Al)
Bài 2: Cho 19,2 gam một kim loại M tác dụng với dung dịch HNO3 loãng, dư thu được 4,48 lít khí duy nhất
NO (đktc) Kim loại M là kim loại nào sau đây:
B BÀI TẬP RÈN LUYỆN KỸ NĂNG
Bài 1: Khi hòa tan hiđroxit kim loại M(OH)2 bằng một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 20% thu được dung dịch muối trung hòa có nồng độ 27,21% Kim loại M là:
Hướng dẫn giải:
Trang 22Đáp án: C
Giả sử đem 1 mol H2SO4 phản ứng, ta có:
mdung dich H2SO4 = (1 × 98)/20 × 100 = 490 (gam)
mdung dịch sau phản ứng = 490 + (M + 34) (gam)
Theo đề bài ta có: ((M + 96 ))/(490 + (M + 34)) = 0,2721 ⇒ M ≈ 64: đồng
Bài 2: Khử hoàn toàn m gam oxit MxOy cần vừa đủ 17,92 lít khí CO (đktc), thu được a gam kim loại M Hòa tan hết a gam M bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng (dư), thu được 20,16 (lít) khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) Oxit MxOy là:
A Cr2O3 B FeO C Fe3O4 D CrO
Hướng dẫn giải:
Đáp án: C
Ta có: nCO = 0,8 mol; nSO2 = 0,9 mol
Gọi n là hóa trị của kim loại M (1 ≤ n ≤ 3)
Trong phản ứng giữa M với H2SO4 đặc nóng, M là chất khử nhường electron H2SO4 đặc là chất oxi hóa nhận electron:
Trong phản ứng khử oxit kim loại bởi CO ta luôn có:
nO (trong oxit) = nCO = 0,8 mol
⇒ Tỉ lệ:
Dựa vào các đáp án ta thấy n = 2 hoặc n = 3
+ Nếu n = 2 ⇒ x/y = 9/8 (loại vì không có đáp án phù hợp)
Trang 23nCO2 = nCO = 0,3 (mol) = nO trong oxit
Cứ 0,1 mol FexOy có 0,3 mol nguyên tử O ⇒ y = 3 ⇒ x = 2
Công thức của oxit là Fe2O3
Trang 24Bài 6: Khi cho cùng một lượng kim loại M tác dụng với dung dịch HCl và H2SO4 đặc nóng thì khối lượng SO2 sinh ra gấp 48 lần H2 sinh ra Mặt khác, khối lượng muối clorua bằng 31,75% khối lượng muối sunfat Vậy
A FeO B Fe2O3 C Fe3O4 D FeO hoặc Fe2O3 Hướng dẫn giải:
Đáp án: C
Bài 8: Dùng khí CO dư để khử 1,2g hỗn hợp gồm CuO và oxit sắt Sau phản ứng thu được 0,88g chất rắn Nếu hòa tan hỗn hợp chất rắn này trong dung dịch HCl dư thì thu được 0,224 lít H2(đkct) Công thức của oxit sắt là:
Trang 25A Fe3O4 B FeO C Fe2O3 D FeO hoặc Fe3O4 Hướng dẫn giải:
Đáp án: C
Gọi a, b là số mol CuO và FexOy, viết sơ đồ phản ứng ta có:
CHỦ ĐỀ 6 PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI TRONG HÓA HỌC VÔ CƠ
A TÓM TẮT LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
- Khi quy đổi hỗn hợp nhiều chất (hỗn hợp X) (từ ba chất trở lên) thành hỗn hợp hai chất hay chỉ còn một chất ta phải bảo toàn số mol nguyên tố và bảo toàn khối lượng hỗn hợp
- Có thể quy đổi hỗn hợp X về bất kì cặp chất nào, thậm chí quy đổi về một chất Tuy nhiên ta nên chọn cặp chất nào đơn giản có ít phản ứng oxi hóa khử nhất để đơn giản việc tính toán
- Trong quá trình tính toán theo phương pháp quy đổi đôi khi ta gặp số âm đó là sự bù trừ khối lượng của các chất trong hỗn hợp Trong trường hợp này ta vẫn tính toán bình phương và kết quả cuối cùng vẫn thỏa mãn Khi quy đổi hỗn hợp X về một chất là FexOy thì oxit FexOy tìm được chỉ là oxit giả định không có thực
Ví dụ minh họa
Bài 1: 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, thu được dung dịch Y Cô cạn dung dịch Y thu được 7,62 gam FeCl2 và m gam FeCl3 Giá trị của m là: