phương pháp giải fe cu và hợp chất

Định luật bảo toàn khối lượng ĐLBTKL: - Khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng khối lượng các chất được tạo thành sau phản ứng.. Định luật bảo toàn electron ĐLBTe: Nguyên tắc cân

PHƯƠNG PHÁP.

II.4.1.1 Định luật bảo toàn nguyên tố (ĐLBTNT):

Dựa vào định luật bảo toàn nguyên tố: Trong các phản ứng, quá trình hóa học các nguyên

tố luôn được bảo toàn Nghĩa là:

- Tổng số mol nguyên tử của nguyên tố M bất kì trước và sau phản ứng không đổi

- Khối lượng nguyên tử của nguyên tố M bất kì trước và sau phản ứng không đổi

II.4.1.2 Định luật bảo toàn khối lượng (ĐLBTKL):

- Khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng khối lượng các chất được tạo thành sau phản ứng Nghĩa là: Tổng khối lượng các chất trước phản ứng( mT) Tổng khối lượng các chất sau phản ứng( mS )  *mT = mS

- Khối lượng hợp chất bằng tổng khối lượng nguyên tử của nguyên tố tạo thành hợp chất

đó

II.4.1.3 Định luật bảo toàn electron (ĐLBTe):

Nguyên tắc cân bằng phản ứng oxi hóa - khử theo phương pháp thăng bằng electron: Tổng số electron nhường bằng tổng số electron nhận

Từ đó suy ra hệ quả: Tổng số mol electron nhường bằng tổng số mol electron

nhận trong một phản ứng hoặc hệ phản ứng

* ∑n e(nhường) = ∑a n M = ∑n e(nhận) = ∑b n X Với a là số electron M nhường; b

là số electron X nhận; nM, nX lần lượt là số mol của M, X

II.4.2 Một số lưu ý:

* Về HNO 3:

- Từ sơ đồ trên ta có:

∑n e(nhận) =3.n NO +n NO2 +8n N O2 +10n N2 +8n NH NO4 3 [1.1]

3

HNO

n (p/ứ) = n NO3− (tạo muối kim loại) + n NO2 +n NO +2n N2 +n N O2 +2n NH NO4 3 [1.2]

+ Với dạng kim loại tác dụng với HNO3:

Ta có: n NO3− (tạo muối kim loại) =∑n e(nhường) = ∑n e(nhận)

- Từ [1.1],[1.2]n HNO3(p/ứ)=4n NO +2n NO2 +10n N O2 +12n N2 +10n NH NO4 3 [1.3]

Ta có: mmuối = mkim loại + m NO3− (tạo muối kim loại)

 mmuối =mkim loại + 62 (3.× n NO +n NO2 +8n N O2 +10n N2) 80+ n NH NO4 3 [1.4]

Chú ý: Với các công thức [1.1]; [1.2]; [1.3]; [1.4], sản phẩm khử nào không có thì số mol

của chúng bằng không

* Về H 2 SO 4 đặc nóng:

- Từ sơ đồ trên ta có:

e n

∑ (nhận) = 2n SO2+ 6n S +8n H S2 [1.5]

n H SO2 4(p/ứ) = n SO2 − (tạo muối) + n SO2+n S +n H S2 [1.6]

Ta có: n SO2 − (tạo muối) =1

2 ∑n e(nhường) = 1

2 ∑n e(nhận)

- Từ [1.5], [1.6] n H SO2 4(p/ứ)= 2n SO2 +3n S +4n H S2 [1.7]

+ Với dạng kim loại tác dụng với H2SO4 đặc nóng:

Ta có: mmuối = mkim loại + m SO2 − (tạo muối)

2 n SO n S n H S

Chú ý: Với các công thức [1.5]; [1.6]; [1.7]; [1.8], sản phẩm khử nào không có thì số mol

của chúng bằng không

phản ứng có ion NO3

−

và ion H+ Phản ứng có dạng:

M + H++NO3− → Mn+ + sp khử: NO, NO2 + H2O

II.5 Các dạng bài tập:

Dạng 1: Bài tập Sắt và hợp chất của sắt tác dụng với axit có tính oxi hóa ở gốc

* Dãy điện hóa:

K+ Na+ Al3+ Zn2+ Fe 2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+ H+ Cu2+ Fe 3+ Hg2+ Ag+

Tính oxi hóa của ion kim loại tăng dần

K Na Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Fe 2+ Hg Ag

Tính khử của kim loại giảm dần

Nếu sau quá trình phản ứng xảy ra hoàn toàn dư kim loại Fe thì:

Fe + 2 Fe+3 → 3 Fe+2

Bài 1.1 : Nung 25,2 gam Fe trong không khí, sau phản ứng thu được m gam chất rắn X gồm

Fe, Fe2O3, Fe3O4, FeO Hòa tan m gam hỗn hợp X vào dung dịch HNO3 dư thu được 6,76 lít khí NO2 (đktc) là sản phẩm khử duy nhất Giá trị của m là

A 33,6 gam B 40,32 gam C 28,2 gam D 38,6 gam

Hướng dẫn giải

* Phân tích bài toán:

+ BTKL tìm m = mFe + mO(pứ) (1)

+ Trong quá trình: Fe nhường electron; O, N nhận electron

 ĐLBTe ta có: 3nFe = 2nO(pứ) + n NO2(2)

* Giải: nFe = 0,45 mol; n NO2 = 0,3 mol

Từ (2) → nO(pứ) = 0,225 mol

⇒ Từ (1) m = mFe + mO = 25,2 + 0,225.16 = 33,6 gam (Đáp án A)

nóng thu được dung dịch Y và 8,96 lít khí SO2 (đktc) Khối lượng muối trong dung dịch Y là

A 160 gam B.140 gam C 120 gam D.100 gam

Hướng dẫn giải

* Phân tích bài toán:

+ ĐLBTKL: mX = mFe + mO =49,6 (1)

+ Trong quá trình: Fe nhường electron; O, S nhận electron

 ĐLBTe ta có: 3nFe = 2nO(pứ) + 2n SO2(2)

+ mmuối = 2( 4 3)

1 400 2

*Giải: n SO2=8,96 0, 4

22, 4= mol Gọi số mol Fe, O trong X lần lượt là a, b:

Từ (1) (2) ta có: 3a = 2b + 0,8

56a + 16b = 49,6

Giải hệ ta được: a = 0,7; b = 0,65

Từ (3) mFe (SO ) 2 4 3= 140 gam (Đáp án B)

đặc nóng, dư thu được V lít khí NO2 (là sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc) và dung dịch

A Cho A tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư được 45,65 gam kết

tủa Giá trị của V:

A 26,88 B 13,44 C 17,92 D 16,8

Hướng dẫn giải

* Phân tích bài toán: + ĐLBTKL: mX = mFe + mS = 10,4 (1)

3

3

2

( ) :

:

d

Fe amol

+

−

↓

+ Trong quá trình: Fe, S nhường electron; N nhận electron

 ĐLBTe ta có: 3nFe + 6nS =n NO2(3)

* Giải:

Từ (1) (2) ta có hệ: 10756a a+32233b=b10, 445, 65 a b=0,10,15mol mol

→

Từ (3) ta có: nNO 2 = 3 × 0,1 + 6 × 0,15 = 1,2 mol

→ V = 1,2 × 22,4 = 26,88 (lít) Đáp án: A

Bài 1.4: ( Trích đề thi ĐH - CĐ 2002 - A )

Cho 18,5 gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4 tác dụng với 200ml dung dịch HNO3 a (mol/lít) Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 2,24 lít khí NO duy nhất (đktc), dung dịch B và 1,46 gam kim loại Tìm khối lượng muối trong B và giá

trị của a

Hướng dẫn giải

* Phân tích bài toán: - Kim loại dư là Fe: 1,46 gam.

Đặt X gồm Fe, O:

+ ĐLBTKL: mX(pứ) = mFe(pứ) + mO =18,5 - 1,46 = 17,04 (1)

+ Trong quá trình: Fe nhường electron, vì sau phản ứng Fe dư nên trong

quá trình Fe chỉ nhường 2 electron; O, N nhận electron

 ĐLBTe ta có: 2nFe = 2nO(pứ) + 3n NO (2)

+ mmuối = m Fe NO( 3 2 ) =n Fe.180 (3)

+ n HNO3 =2n Fe NO( 3 2 ) +n NO (4)

*Giải: 56a + 16b = 17,04

Từ (1) (2) ta có hệ

2a = 2b + 0,3

Giải hệ ta được: a = 0,27; b = 0,12

Từ (3) mMuối thu được = mFe (NO ) 3 2=0,27 180= 48,6 gam

Từ (4)  n HNO3 = 2.0,27 + 0,1 = 0,64 mol

→ a = 0,640, 2=3, 2

Đáp số: mMuối thu được =48,6 gam; a = 3,2

hết vào dung dịch Y gồm (HCl và H2SO4 loãng) dư thu được dung dịch Z Nhỏ từ từ dung dịch Cu(NO3)2 1M vào dung dịch Z cho tới khi ngưng thoát khí NO Thể tích dung dịch Cu(NO3)2 cần dùng và thể tích khí thoát ra ở đktc là

A 75 ml; 3,36 lít B 50 ml; 22,4 lít C 75 ml; 2,24 lít D.50ml; 4,48 lít

Hướng dẫn giải.

* Phân tích bài toán: + ĐLBTNT, BTKL: X gồm có: Fe, O Với:

Fe: nFe + nFeO + 2nFe O 2 3 + 3nFe O 3 4= 1,05 mol

O: nFeO + 3nFe O 2 3 + 4nFe O 3 4 = 1,2 mol

+ Trong quá trình: Fe nhường electron; O, H, N nhận electron

 ĐLBTe ta có: 3nFe = 3nNO + 2nO + 2n H2(1)

- Hỗn hợp X gồm (Fe, Fe2O3, Fe3O4, FeO) với số mol mỗi chất là 0,15 mol, hòa

tan hết vào dung dịch H+ dư nên: n H2=n kl Fe = 0,15 mol

+ Vì H+ dư, phản ứng đến khi ngừng khí NO thoát ra nên: Cu( NO )3 2 NO

1

2

= (2)

*Giải:

Từ (1) 3,15 = 3nNO + 2,4 + 0,3  x = 0,15 mol

⇒ VNO = 0,15×22,4 = 3,36 lít

Từ (2) n Cu NO( 3 2 ) = 0,075mol

→ 2

3 2

d Cu( NO )

0,075 V

1

= = 0,07lít = 75ml (Đáp án A)

dịch A khuấy cho đến khi phản ứng kết thúc thu được chất rắn X gồm hai kim loại, có khối lượng 0,8m gam Tìm m (biết sản phẩm khử duy nhất

của quá trình chỉ là NO)

Hướng dẫn giải

* Phân tích bài toán:

+ Vì rắn X gồm 2 kim loại nên theo bài ra, X gồm: Fe(dư), Cu: 0,05 mol và dung dịch sau phản ứng chỉ có muối của ion Fe+2

0,8m = mFe(dư) + 0,05.64 →mFe(dư)= 0,8m-3,2

mFe(pứ)= m - (0,8m - 3,2)= 0,2m+3,2 (1)

+ Vì: 4H+ + NO3- + 3e→ NO + 2H2O

0,4 0,1 0,1 mol( vừa đủ )(2)

+ Trong quá trình: Fe nhường electron; Cu2+, N nhận electron

- ĐLBT e: 2nFe = 2n Cu2 ++3n NO (3)

*Giải:

Từ (1) (2) (3)  (0, 2 3, 2).2

56

m+

= 0,1+0,3  m = 40 gam

Dạng 2: Bài tập Đồng và hợp chất của đồng tác dụng với axit có tính oxi hóa ở

gốc.

Với dạng này có những bài tập tương tự như dạng 1 Chẳng hạn, cho hỗn hợp Cu,

Cu2O, CuO hoặc Cu, CuS, Cu2S, S tác dụng với HNO3, H2SO4 đặc nóng, H+ + NO3- ;

phương pháp giải quyết loại bài này tương tự như dạng 1 đã trình bày ở trên Nên phần này Tôi trình bày một số loại bài tập đặc trưng về kim loại Cu là chủ yếu

*Kim loại Cu có tính khử yếu Nên:

Cu + H+ + NO3- ( HNO3 ) → Cu+2 + sp khử: NO, NO2 + H2O

Cu + H2SO4(đặc nóng) → CuSO4 + sp khử: SO2 + H2O

Bài 2.1: (Trích đề thi chọn HSG tỉnh Thanh Hóa 2010-2011)

Cho 2,56 gam kim loại Cu phản ứng hoàn toàn với 25,2 gam dung dịch HNO3 60% thu được dung dịch A Biết rằng nếu thêm 210ml dung dịch KOH 1M vào A rồi cô cạn và nung sản phẩm thu được tới khối lượng không đổi thì được 20,76 gam chất rắn Hãy xác định nồng độ % của các chất trong A

Hướng dẫn giải

* Phân tích bài toán: + n

Cu= 0,04 mol; n

HNO3(đầu)=0,24mol ; n

KOH(đầu)=0,21mol + Cu nhường electron, N nhận electron

+ Vì Cu có tính khử yếu nên sản phẩm khử: NO, NO2

* Giải: Sơ đồ: Cu → Cu(NO3)2 → Cu(OH)2

o

t

→ CuO 0,04 0,04 mol KOH + HNO3 → KNO3 + H2O (1)

x x x mol

2KOH + Cu(NO3)2 →Cu(OH)2 + 2KNO3 (2)

0,08 0,04 0,04 0,08 mol

KNO3

o

t

→ KNO2 + 1

2O2 (3) 0,08 + x 0.08+x mol

+ Rắn sau nung CuO: 0,04 mol; KNO2: 0,08+x; KOH( có thể dư ):0,13-x (mol)

 80.0,04 + 85(0,08 +x) + 56(0,13-x)=20,76 → x = 0,12<0,13

Vậy KOH dư

- ĐLBTNT ⇒nHNO3

(pứ) = 2nCu(NO3)2+ nNO

2+ nNO= 0,24-x =0,12 mol

→ nNO2+ nNO= 0,12-2.0,04=0,04 mol (4)

- ĐLBTe: nNO

2 + 3nNO= 2nCu =0,08 (5) Giải hệ (4) (5): nNO

2 = 0,02;nNO= 0,02 Sản phẩm khử gồm: NO, NO2 Vậy dung dịch A: mCu(NO3)2= 7,52 gam.

mHNO3(dư)= 0,12.63=7,56 gam

mdd = 2,56+25,2-(0,02.46+0,02.30)=26,24 gam

C%HNO3 dư 7,56.100

26, 24

= = 28,81%; C% Cu(NO3)2 7,52.100

26, 24

Bài 2.2: (Trích đề thi ĐH-CĐ 2011-A)

Cho 7,68 gam Cu vào 200 ml dung dịch X gồm HNO3 0,6M và H2SO4 0,5M Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn (sản phẩm khử duy nhất là NO), cô cạn cẩn thận toàn bộ dung dịch sau phản ứng thì khối lượng muối khan thu được là

A.19,76 gam B 22,56 gam C 20,16 gam D 19,20 gam

Hướng dẫn giải

* Phân tích bài toán: + Xác định số mol Cu, H+, 2

NO SO− − + Tìm lượng mol ion còn lại sau phản ứng: mchất tan =∑m ion (1)

+ Nếu H+ không còn sau phản ứng thì: mmuối = ∑m ion ; nếu H+ còn sau phản ứng khi đó

có 2 kha năng xảy ra:

- Dung dịch sau phản ứng có thể tồn tại phân tử HNO3: mmuối = ∑m ion - m HNO3

- Dung dịch sau phản ứng có thể tồn tại phân tử H2SO4: mmuối = ∑m ion - m H SO2 4

 ∑m ion−m HNO3 < mmuối < ∑m ion−m H SO2 4 (2)

* Giải: nCu= 0,12mol; n =nHNO3+2 H + nH O2S 4 = 0,32mol;

nNO3−

=0,12mol; n SO2−

= 0,1 mol

3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu+2 + 2NO  + 4H2O

0,12 0,32 0,12 mol

Sau pứ: 0 0 0,04(tạo muối) 0,12 0,08 0,12

: 0,12 ; : 0,04 ; : 0,1

Cu + mol NO− mol SO − mol

Từ (1) → mMuối = 19,76 gam (Đáp án A)

Phát triển bài toán: Cho 7,68 gam Cu vào 220 ml dung dịch X gồm HNO3 0,6M và

H2SO4 0,5M Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn (sản phẩm khử duy nhất là NO), cô cạn cẩn thận toàn bộ dung dịch A sau phản ứng thì khối lượng muối khan thu được là

A 19,184 gam B 18,98 gam C 18,736 gam D 19,26 gam

Hướng dẫn giải

Theo bài ra: nCu= 0,12mol; n =H + nHNO3 +2nH O2S

4 = 0,352mol;

n NO3−

=0,132mol; n SO2 −= 0,11 mol

3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu+2 + 2NO  + 4H2O

0,12 0,352 0,132 mol

Sau pứ: 0 0,032(dư) 0,04 0,12

Dung dịch A gồm: Cu2+ 0,12mol; NO3- 0,04mol; SO42- 0,11mol; H+ 0,032mol

Áp dụng CT (2) : 18,736< mmuối <19,184 → (Đáp án B)

Bài 2.3: (Trích đề thi ĐH-CĐ 2007-B) Thực hiện hai thí nghiệm:

TN 1: Cho 3,84 gam Cu phản ứng với 80 ml dung dịch HNO3 1M thoát ra V1 lít NO

TN 2: Cho 3,84 gam Cu phản ứng với 80 ml dung dịch chứa HNO3 1M và H2SO4 0,5 M

thoát ra V2 lít NO Biết NO là sản phẩm khử duy nhất, các thể tích khí đo ở cùng điều kiện.Quan hệ giữa V1 và V2 là

A V2 = V1 B V2 = 2V1 C V2 = 2,5V1 D V2 = 1,5V1

Hướng dẫn giải

+TN 1: nCu= 0,06 mol; n = H + nNO3−

=0,08mol +TN 2: nCu= 0,06 mol; n =H + nHNO3 +2 nH O2S 4 = 0,16mol; nNO3−

=0,08mol

Tương tự Bài 2.2 ta có:

3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu+2 + 2NO  + 4H2O

TN1: 0,06(dư) 0,08(hết) 0,08(dư) 0,02 mol

TN2: 0,06(hết) 0,16(hết) 0,08(dư) 0,04 mol

Ta thấy nNO(2) =2nNO(1); Khí đo cùng điều kiện nên: V2 = 2V1 (Đáp án B)

Dạng 3: Bài tập Sắt, Đồng và hợp chất của chúng tác dụng với axit có tính oxi

hóa ở gốc

Kết hợp hai phần lý thuyết sơ bộ về Fe, Cu và hợp chất liên quan đã nêu ở trên, thì dạng này luôn chú ý đến dãy điện hóa (quy tắc ) trong trường hợp bài toán có Fe, Cu hoặc một trong hai kim loại đó tác dụng với axit có tính oxi hóa thiếu hoặc sau phản ứng hoàn toàn vẫn còn kim loại

* Dãy điện hóa: K+ Zn2+ Fe 2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+ H+ Cu 2+ Fe 3+ Hg2+ Ag+

Tính oxi hóa của ion kim loại tăng dần

K Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Fe 2+ Hg Ag

Tính khử của kim loại giảm dần

+ Quy tắc :

Xx+ Yy+

 Dạng phương trình phản ứng :Yy+ +X →Xx+ + Y

Như vậy:

- Nếu sau phản ứng còn kim loại thì muối thu được không có muối của ion Fe+3

Vì: Fe + 2Fe3+ → 3Fe2+

hoặc: Cu + 2Fe3+ → Cu2+ + 2Fe2+

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 Cô cạn dung dịch Y thu được m gam muối khan Giá trị của m là A 40,5 B

Hướng dẫn giải

* Phân tích bài toán:

+ Trước hết xác định số mol NO, NO2

+ Trong quá trình: Fe, Cu nhường electron; N nhận electron

+ Khối lượng muối: áp dụng công thức [1.4] trang 5

* Giải:

+ Gọi a, b lần lượt là số mol NO, NO2 Ta có:

a + b = 0,25 a = 0,125

30a 46b 2.19

a b

+ = + b = 0,125 Vậy ∑n enhận = 0,375+0,125= 0,5 mol ⇒nNO3−

(tạo muối) = 0,5 mol

⇒mMuối =mkim loại +mNO3−(tạo muối) = 43gam (Đáp án C)

Bài 3.2: Đem nung hỗn hợp A gồm 2 kim loại: x mol Fe và 0,15 mol Cu trong không khí

một thời gian, thu được 63,2g hỗn hợp B gồm 2 kim loại trên và hỗn hợp các oxit của chúng Đem hoà tan hết lượng hỗn hợp B bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thì thu được 0,3 mol SO2 x là:

A 0,6 mol B 0,7 mol C 0,4 mol D 0,5 mol

Hướng dẫn giải

* Phân tích bài toán:

+ Trong quá trình: Fe, Cu nhường electron; O, S nhận electron:

3nFe + 2nCu = 2nO + 2n SO2(1)

+ Dùng ĐLBTKL tìm mO phản ứng ⇒ mO = mB - mFe + mCu

mO = 63,2 - 64.0,15 - 56x = 53,6 - 56x (2)

* Giải:

- Từ công thức (1) (2) ⇒ 3x + 0,3 = 53,6 56

8

x

− + 0,6 ⇒ x = 0,7 (Đáp án B).

Bài 3.3: (Trích đề thi ĐH-CĐ 2010-B)

Hòa tan hoàn toàn 2,44 gam hỗn hợp bột X gồm FexOy và Cu bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng (dư) Sau phản ứng thu được 0,504 lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch chứa 6,6 gam hỗn hợp muối sunfat Phần trăm khối lượng của Cu trong X là

A 26,23% B 65,57% C 39,34% D 13,11%

Hướng dẫn giải

* Phân tích bài toán:

+ Thành phần của hỗn hợp X: Fe: a mol, Cu: b mol, O: c mol

56a + 64b + 16c = 2,44 (1)

+ Trong quá trình: Fe, Cu nhường electron; O, S nhận electron:

3a + 2b = 2c + 2n SO2(2)

+ Muối thu được Fe2(SO4)3: 1

2a mol; CuSO4:bmol (3)

* Giải: Từ (1), (2), (3) ta có hệ:

56a + 64b + 16c = 2,44 a = 0,025

3a + 2b = 2c + 2 0,0225 ↔ b = 0,01

400.1

2a + 160b =6,6 c = 0,025

→ %mCu = 64.0,01.100% 26, 23%

2, 44 = (Đáp án A)

*Mở rộng bài toán: Xác định công thức phân tử FexOy

0,025 1 0,025 1

Fe

O

n

y = n = =c = Vậy FexOy: FeO.

chất rắn Y Cho toàn bộ Y tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đặc, nóng, thu được dung dịch

Z có chứa 3 muối, tổng lượng muối là 43,96 gam và 2,8 lít (đktc) khí SO2 duy nhất Giá trị của m là

Hướng dẫn giải

* Phân tích bài toán:

+ Để xác định m, ta xác định mO trước Vì: m = mX + mO (1)

+ Theo bài ra, 3 muối trong Z gồm : Fe2(SO4)3, FeSO4, CuSO4

+ Trong quá trình: Fe, Cu nhường electron; O, S nhận electron

* Giải:

Áp dụng CT [1.8] trang 5: m SO2 − (tạo muối) =43,96-16,6=27,36gam

⇒n SO2 − (tạo muối)=0,285 mol

- ĐLBTe: ∑n e(nhường) = ∑n e(nhận) =2n SO2+ 2n O

∑n SO2 − (tạomuối)=1

2 ∑n e(nhường)=1

2 ∑n e(nhận)

→n SO2+ n O=0,285 →n O=0,16 mol

⇒ m = mFe+Cu + mO= 16,6+0,16.16= 19,16 gam (Đáp án D)

Bài 3.5: (Trích đề thi ĐH-CĐ 2011-A)

Đun nóng m gam hỗn hợp Cu và Fe có tỉ lệ khối lượng tương ứng 7 : 3 với một lượng dung dịch HNO3 Khi các phản ứng kết thúc, thu được 0,75m gam chất rắn, dung dịch X và 5,6 lít hỗn hợp khí (đktc) gồm NO và NO2 (không có sản phẩm khử khác của N+5) Biết lượng HNO3 đã phản ứng là 44,1 gam Giá trị của m là

Hướng dẫn giải

* Phân tích bài toán:

+ Theo bài ra: mFe = 0,3m gam; mCu = 0,7m gam

+ Chất rắn thu được 0,75m gam (mFe<mchất rắn<mCu) còn dư kim loại Fe và Cu chưa phản ứng vì: Cu có khử yếu hơn Fe Vậy muối chỉ : Fe(NO3)2

→mFe(dư) = 0,75m - 0,7m = 0,05m ⇒ mFe pứ = 0,3m – 0,05m = 0,25m (1)

+ Trong quá trình: Fe nhường 2 electron; N nhận electron

* Giải:

- Áp dụng CT [1.2] trang 5:

nHNO 3= n NO3−

(trong muối) +nNO+nNO2

→ 44,1

63 == 2 n Fe NO( 3 2 ) + 22, 45,6 ↔ 44,1

63 == 2 0, 25

56

m

+ 22, 45,6 ⇒m = 50,4 (Đáp án D)

(đặc nóng, dư) thu được V lít khí chỉ có NO2 (ở đktc, sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch Y Cho toàn bộ Y vào một lượng dư dung dịch BaCl2, thu được 46,6 gam kết tủa; còn khi cho toàn bộ Y tác dụng với dung dịch NH3 dư thu được 10,7 gam kết tủa Giá trị của V là

A 38,08 B 24,64 C 16,8 D 11,2.

Hướng dẫn giải

* Phân tích bài toán:

+ X gồm có: Cu: a mol, Fe: b mol, S: c mol:

64a + 56b + 32c = 18,4.(1)

+ Trong quá trình: Cu, Fe, S nhường electron; N nhận electron:

3nFe + 2nCu + 6nS = n NO2(2)

+ Dung dịch Y: Cu2+, Fe3+, SO42- và HNO3 dư

+ Dung dịch Y + BaCl2 thu được kết tủa: BaSO4: 0,2 mol

+ Dung dịch Y + NH3 không có kết tủa Cu(OH)2 vì:

Cu(OH)2 + 4NH3 → [Cu(NH3 4) ](OH)2 tan; thu được kết tủa: Fe(OH)3: 0,1 mol * Giải:

nFe= nFe(OH) 3 = 10, 7 0,1

107 = mol; nS = nBaSO4= 46,6 0, 2

233 = mol Thế vào (1) →nCu = 0,1mol

Từ(2) ⇒n NO2= 0,3+ 0,2+ 1,2= 1,7 mol

V = 1,7.22,4 = 38,08 lít (Đáp án A)

* MỘT SỐ BÀI TẬP ÁP DỤNG.

Bài 1.(ĐH-CĐ 2007-A) Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,12 mol FeS2 và a mol Cu2S vào axit HNO3 (vừa đủ), thu được dung dịch X (chỉ chứa hai muối sunfat) và khí duy nhất là

NO Giá trị của a là

(sản phẩm khử duy nhất) không màu, hóa nâu trong không khí, và có một kim loại dư Sau

đó cho thêm dung dịch H2SO4 2M, thấy chất khí trên tiếp tục thoát ra, để hoà tan hết kim loại cần 33,33ml Khối lượng kim loại Fe trong hỗn hợp là:

mol NO2 và dung dịch X Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào X, lọc kết tủa nung đến khối lượng không đổi thì khối lượng chất rắn thu được là:

A 17,545 gam B 18,355 gam C 15,145 gam D 2,4 gam

dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch

X Cô cạn dung dịch X thu được m gam muối khan Giá trị

của m là A 34,36 B 35,50 C 49,09 D 38,72

Bài 5 Nung hỗn hợp M gồm x mol Fe và 0,15 mol Cu trong không khí một thời gian thu

được 31,2 gam hỗn hợp chất rắn N Hoà tan hết hỗn hợp N bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng

dư thu được 6,72 lít khí SO2(sảm phẩm khử duy nhất ở đktc) Giá trị của x là A 0,6

B 0,3 C 0,25 D 0.5

dịch A, hỗn hợp khí X gồm NO và H2 có và chất rắn không tan Biết dung dịch A không chứa muối amoni Trong dung dịch A chứa các muối:

A FeSO4, Fe(NO3)2, Na2SO4 B.FeSO4, Fe(NO3)2, Na2SO4, NaNO3

C FeSO4, Na2SO4 D FeSO4, Fe2(SO4)3, NaNO3, Na2SO4

Bài 7 Nung nóng m gam bột sắt ngoài không khí, sau phản ứng thu được 30 gam hỗn hợp

X gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 Hòa tan hết X trong dung dịch HNO3 loãng thu được 8,4 lít hỗn hợp khí Y gồm NO và NO2 có tỉ khối so với H2 là 19.Giá trị m là A.30,25

B 24,6 C 25,2 D 22,4

nóng thu được dung dịch X và 3,248 lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) Cô cạn dung dịch

X, thu được m gam muối sunfat khan Giá trị của m là

A 52,2 B 54,0 C.48,4 D 58,0

tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO3 đun nóng, thu được dung dịch chứa các ion Cu2+,

SO42- và HNO3 dư đồng thời có 1,5 mol khí NO2 duy nhất thoát ra Giá trị của a là

ứng hoàn toàn, thu được dung dịch chỉ chứa một chất tan và kim loại dư Chất tan đó là

A Cu(NO3)2 B HNO3 C Fe(NO3)2 D Fe(NO3)3

được dung dịch X (chứa 2 chất tan) và 20,16 lít (đktc) khí NO Gía trị lớn nhất của m là A 96,0 B 105,6 C.86,4 D 172,8

1M Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 0,92a gam hỗn hợp kim loại

và khí NO(sản phẩm khử duy nhất ) Giá trị của a là

A.5,6 B 11,2 C 8,4 D 11,0