Thuat giai nhanh bai toan Fe- Tap 1

Số mol electron do lượng Fe trên nhường khi bị hoà tan là... 2- Quy luụât chuyển hoá của H2SO4 ñặc trong các phản ứng oxi hoá khử.. Trong quá trình phản ứng với chất khử nói chung và với

Cho x mol Fe tan hoàn toàn trong dung dịch chứa y mol H 2 SO 4 (tỉ lệ x : y = 2 : 5), thu ñược một sản phẩm khử duy nhất và dung dịch chỉ chứa mối sunfat Số mol electron do lượng Fe trên nhường khi bị hoà tan là

( Trích Câu 26- Mã ñề 596 – ðH khối A – 2010)

1- Khi cho Fe( tan hết) + H2SO4(ñặc) → dd X( chỉ chứa muối) + sản phẩm khử Y.thì:

Ban ñầu có phản ứng tạo muối Fe3+:

Fe + H2SO4 → Fe(1) 2(SO4)3 + sản phẩm khử Y + H2O Sau (1), nếu Fe còn dư thì phần Fe dư ñó sẽ kéo muối Fe3+ về muối Fe2+ theo phản ứng:

Fe(phần còn sau 1) + Fe2(SO4)3( vừa sinh ra ở 1) → 3FeSO(2) 4

⇒ Khi cho : Fe( tan hết) + H2SO4(ñặc) → dd X( chỉ chứa muối) + sản phẩm khử Y thì thành phần của dung dịch X gồm những muối gì phụ thuộc vào tỉ lệ H SO2 4

Fe

n

n Cụ thể:

Ban ñầu có phản ứng tạo muối Fe3+:

2Fe + 6H2SO4 → Fe(1) 2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O Sau (1), nếu Fe còn dư thì phần Fe dư ñó sẽ kéo muối Fe3+ về muối Fe2+ theo phản ứng:

Fe(phần còn sau 1) + Fe2(SO4)3( vừa sinh ra ở 1) → 3FeSO(2) 4

- Giả sử chỉ có (1) và vừa ñủ thì 2 4 6

3 2

H SO Fe

n

n = = và muối thu ñược là Fe2(SO4)3

- Giả sử có cả (1);(2) và vừa ñủ thì 2 4 6

2 3

H SO Fe

n

n = = và muối thu ñược là FeSO4 Vậy tổng quát cho mọi tỉ lệ ta có :

2 4

H SO

Fe

n

n

Muối

Fe2+ Fe3+

Fe dư H2SO4 dư

Ghi chú: ðể ghi ñược sản phẩm của tất cả các vùng ta vẫn dùng hai quy tắc:

- Quy tắc hai bên: ñặt sản phẩm tại các ñiểm ñặc biệt (ñiểm có hoành ñộ là 2 và 3) trên trục số

ra hai bên

- Quy tắc xác ñịnh chất dư : Vùng nhỏ →dưới ( mẫu số) dư – và vùng lớn →trên(tử số) dư

* Nhận xét: từ bảng trên ta thấy:

+ Thu ñược muối Fe2+ khi : H SO2 4 2

Fe

n

LeHuuDong-K Hoa 01687875929 THPT CAM THUY I.THANH HOA

+ Thu ñược muối Fe3+ khi:

+ Thu ñược cả muối Fe2+ và muối Fe3+ khi :

* Quy luật tính toán

• Nếu bài toán rơi vào vùng nhỏ (vùng ) thì phải tính theo H2SO4

Cụ thể:

Theo sơ ñồ hợp thức: 6H2SO4 → Fe(1) 2(SO4)3 + 3SO2 → 3FeSO(2) 4

Ta thấy:

( Theo phản ứng (1) ⇒ có thể tính H2SO4 thông qua SO2)

• Nếu bài toán rơi vào vùng giữa ( vùng ) thì luật tính ở vùng giữa vẫn là:

- Chất viết trước thì tính sau, Chất viết sau tính trước

- nChất viết sau = n tu ti le nho n mau

hieu ti le

- nchất viết trước : nmẫu- nChất viết sau ( BTNT ở mẫu)

Cụ thể:

3

2 4

2

3 2

2

3 2

Fe

n

+

− ×



=

 Hay:

• Nếu bài toán rơi vào vùng lớn ( vùng có ) thì phải tính theo Fe Cụ thể:

Vì theo (1) : 2Fe → Fe(1) 2(SO4)3 + 3 SO2 nên:

1.2 Trường hợp 2: Sản phảm khử là S

Ban ñầu có phản ứng tạo muối Fe3+:

2 4

Fe

n n

3

H SO Fe

n

H SO Fe

n

1 2

Fe

n n

3

2 3

Fe

Fe H SO Fe

+

+

3

H SO Fe

n

2Fe + 4H2SO4 → Fe(1) 2(SO4)3 + S ↓ + 4H2O Sau (1), nếu Fe còn dư thì phần Fe dư ñó sẽ kéo muối Fe3+ về muối Fe2+ theo phản ứng:

Fe(phần còn sau 1) + Fe2(SO4)3( vừa sinh ra ở 1) → 3FeSO(2) 4

- Giải sử chỉ có (1) và vừa ñủ thì 2 4 4

2 2

H SO Fe

n

n = = và muối thu ñược là Fe2(SO4)3

- Giả sử có cả (1);(2) và vừa ñủ thì 2 4 4

3

H SO Fe

n

n = và muối thu ñược là FeSO4 Vậy tổng quát cho mọi tỉ lệ ta có :

2 4

H SO

Fe

n

n

Muối

Fe2+ Fe3+

Fe dư H2SO4 dư

Ghi chú: ðể ghi ñược sản phẩm của tất cả các vùng ta vẫn dùng hai quy tắc:

3 và 2) trên trục số ra hai bên

* Nhận xét: từ bảng trên ta thấy:

+ Thu ñược muối Fe2+ khi :

+ Thu ñược muối Fe3+ khi:

+ Thu ñược cả muối Fe2+ và muối Fe3+ khi :

* Quy luật tính toán

• Nếu bài toán rơi vào vùng nhỏ (vùng ) thì phải tính theo H2SO4 Cụ thể: Theo sơ ñồ hợp thức: 4H2SO4 → Fe(1) 2(SO4)3 + S → 3FeSO(2) 4

3

H SO Fe

n

4

2 3

H SO Fe

n n

2

H SO Fe

n

3

H SO Fe

n

LeHuuDong-K Hoa 01687875929 THPT CAM THUY I.THANH HOA

Ta thấy:

( Theo phản ứng (1) ⇒ có thể tính H2SO4 thông qua SO2)

• Nếu bài toán rơi vào vùng giữa ( vùng ) thì luật tính ở vùng giữa vẫn là:

- Chất viết trước thì tính sau, Chất viết sau tính trước

- nChất viết sau = n tu ti le nho n. mau

hieu ti le

−

- nchất viết trước : nmẫu- nChất viết sau ( BTNT ở mẫu)

Cụ thể:

3

4 3 4 2 3

4 3 4 2 3

Fe

n

+



=









−



 Hay:

• Nếu bài toán rơi vào vùng lớn ( vùng có ) thì phải tính theo Fe Cụ thể:

Vì theo (1) : 2Fe → Fe(1) 2(SO4)3 + S nên:

Ban ñầu có phản ứng tạo muối Fe3+:

8Fe + 15H2SO4 → 4Fe(1) 2(SO4)3 + 3H2S ↑ + 12H2O Sau (1), nếu Fe còn dư thì phần Fe dư ñó sẽ kéo muối Fe3+ về muối Fe2+ theo phản ứng:

3

3 4

4

2 3

H SO Fe

n n

2 4 3

2 4 2

2

2

Fe

Fe

n

n

+

+

− ×

−

3

H SO Fe

n

2 ( 4 3 )

1 2

Fe(phần còn sau 1) + Fe2(SO4)3( vừa sinh ra ở 1) → 3FeSO(2) 4

- Giải sử chỉ có (1) và vừa ñủ thì 2 4 15

8

H SO Fe

n

n = và muối thu ñược là Fe2(SO4)3

- Giả sử có cả (1);(2) và vừa ñủ thì 2 4 15 5

H SO Fe

n

n = = và muối thu ñược là FeSO4( kết quả này thu ñược bằng cách lấy (2) × 4 rồi cộng với phương trình (1))

Vậy tổng quát cho mọi tỉ lệ ta có :

2 4

H SO

Fe

n

n

Muối

Fe2+ Fe3+

Fe dư H2SO4 dư

Ghi chú: ðể ghi ñược sản phẩm của tất cả các vùng ta vẫn dùng hai quy tắc:

- Quy tắc hai bên: ñặt sản phẩm tại các ñiểm ñặc biệt trên trục số ra hai bên

- Quy tắc xác ñịnh chất dư : Vùng nhỏ →dưới ( mẫu ) dư – và vùng lớn →trên(tử) dư

* Nhận xét: từ bảng trên ta thấy:

+ Thu ñược muối Fe2+ khi :

+ Thu ñược muối Fe3+ khi:

+ Thu ñược cả muối Fe2+ và muối Fe3+ khi :

* Quy luật tính toán

• Nếu bài toán rơi vào vùng nhỏ (vùng ) thì phải tính theo H2SO4

Cụ thể:

Theo sơ ñồ hợp thức: 15H2SO4 → 4Fe(1) 2(SO4)3 + 3H2S → 12FeSO(2) 4

Ta thấy:

( Theo phản ứng (1) ⇒ có thể tính H2SO4 thông qua SO2)

4

H SO Fe

n

H SO Fe

n n

8

H SO Fe

n

4

H SO Fe

n

4

4 5

LeHuuDong-K Hoa 01687875929 THPT CAM THUY I.THANH HOA

• Nếu bài toán rơi vào vùng giữa ( vùng )) thì luật tính ở vùng giữa vẫn là:

- Chất viết trước thì tính sau, Chất viết sau tính trước

- nChất viết sau = n tu ti le nho n mau

hieu ti le

- nchất viết trước : nmẫu- nChất viết sau ( BTNT ở mẫu)

Cụ thể:

3

5 4

5 4

Fe

n

+



=









−



Hay:

• Nếu bài toán rơi vào vùng lớn ( vùng có )) thì phải tính theo Fe Cụ thể:

Vì theo (1) : 8Fe → 4Fe(1) 2(SO4)3 + 3H2S nên:

Kết luận: trên ñây là sự phân tích cho trường hợp Fe + H2SO4 theo bất kể tỉ lệ nào.Nếu bài khống chế Fe tan hết và H2SO4 không dư ( dung dịch thu ñược sau phản ứng không chứa axit) thì theo các bảng trên ta thấy bài toán rơi vào vùng giữa Nếu bài toán rơi vào vùng giữa , tổng hợp các bảng trên ta có:

2 4

H SO

Fe

n

H2S

2

S

H S

  2

S

H S

  2

S SO

  ðiều này có nghĩa là nếu dựa vào tỉ lệ H SO2 4

Fe

n

n ta có thể suy ra ñược sản phẩm khử

H SO Fe

n n

2 4 3

2 4 2

5

5

Fe

Fe

n

n

+

+

−

8

H SO Fe

n

4 3 4

5 4 4

1 5 8

2- Quy luụât chuyển hoá của H2SO4 ñặc trong các phản ứng oxi hoá khử

Trong quá trình phản ứng với chất khử nói chung và với kim loại nói riêng, H2SO4(ñặc) luôn nhận electron rồi bị chuyển hoá thành gốc SO42− trong muối và sản phẩm khử Quá trình ñó ñược mô tả bằng sơ ñồ sau:

2H2SO4 + 2e → SO(1) 2 + SO42- +2H2O 4H2SO4 + 6e → S + 3SO(2) 42- +4H2O 5H2SO4 + 8e → H(3) 2S + 4SO42- +5H2O

Từ các quá trình nhận hoá ñó ta có bảng sau

Sản

phẩm

khử

Mối

quan hệ

giữa

các

ñại

lượng

•n e nhận =

H SO

2

SO

• n SO2 − =

2

SO

n

•n e nhận =3

2 n H SO2 4 pư = 6n S

• n SO2 − = 3n S

•n e nhận =8

5 n H SO2 4 pư =8

2

H S

• n SO2 − = 4

2

H S

n

Dựa vào mối quan hệ giữa các ñại lượng trong bảng trên ta sẽ nhanh chóng tìm ñược giá trị của ñại lượng này khi biết ñại lượng kia và ngược lại

Bài giải

: 2:5 ( )

dd

y mol H SO

x y

x mol

Fe →+ = X ( chỉ chứa muối ) + spk Y

Y=?

Theo bài ra ta có : H SO2 4

Fe

n

2

y

x = = ∈ Vậy theo bảng trên Y = SO2

e cho

⇒ = e nhận =2