Câu 5: Cho sắt phản ứng với dung dịch HNO3 đặc, nóng thu được một chất khí màu nâu đỏ.. Chất khí đó làA[r]
Trang 1SẮT VÀ CROM VÀ MỘT SỐ HỌP CHẤT CỦA CHÚNG
A KIẾN THỨC CẦN NẮM
* SẮT VÀ HỢP CHẤT CỦA SẮT
I Sắt
1 Vị trí - Cấu hình electron nguyên tử
Ô: 26, chu kì: 4, nhóm VIIIB
Cấu hình electron: 1s22s22p63s23p63d64s2 hay [Ar]3d64s2.
2 Tính chất vật lý
Màu trắng hơi xám, dẻo, dễ rèn
t0
nc= 15400C, dẫn nhiệt, dẫn điện tốt Đặc biệt có tính nhiễm từ
3 Tính chất hóa học
Fe → Fe2+ + 2e
Fe → Fe3+ + 3e
a Tác dụng với phi kim
Với O2 3Fe + 2O2
0
t
Fe3O4
Với Cl2 2Fe + 2Cl2
0
t
2FeCl3
b Tác dụng với axit
HCl, H2SO4 loãng
TQ: Fe + 2H+ → Fe2+ + H2
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
HNO3, H2SO4 đặc
2Fe + 6H2SO4 đặc
0
t
Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Fe + 6HNO3 đặc
0
t
Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
Fe + 4HNO3 loãng → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
Chú ý: Fe bị thụ động trong axit HNO3, H2SO4 đặc, nguội
c Tác dụng với nước (giảm tải)
3Fe + 4H2O t05700C Fe3O4 + 4H2
Fe + H2O t05700C FeO + H2
d Tác dụng với dung dịch muối
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
4 Trạng thái tự nhiên
Quặng hematit đỏ: Fe2O3
Quặng hematit nâu: Fe2O3.nH2O Quặng manhetit: Fe3O4
Quặng xiđerit: FeCO3
Quặng pyrit: FeS2
II HỢP CHẤT CỦA SẮT
1 Hợp chất sắt (II)
* Tính chất
a Tính khử Fe2+ → Fe3+ + 1e
Oxit: 3
+2
Fe O + 10HNO3 → 3
+3
Fe (NO3)3 + 5H2O + NO
Hiđroxit: 4
+2
Fe (OH)2 + O2 + 2H2O → 4
+3
Fe (OH)3
trắng xanh nâu đỏ
Muối: 2 FeCl2 + Cl2 → 2 FeCl3
Chuyên đề 7
IV
Trang 210FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O
(tím) (màu vàng)
b Tính bazơ:
FeO + 2HCl → FeCl2 + H2O Fe(OH)2 + 2HCl → FeCl2 + 2H2O
* Điều chế
* Sắt (II) oxit: Fe(OH)2 ⃗t oFeO + H2O
Fe2O3 + CO⃗500o −600 o C 2 FeO + CO2
* Sắt (II) hiđroxit: Fe2+ + 2OH- Fe(OH)khong co kk 2
* Muối sắt (II): Có thể điều chế từ FeO; Fe(OH)2
FeO + 2HCl FeClkhong co kk 2 + H2O Fe(OH)2 + 2HCl FeClkhong co kk 2 + 2H2O
2 Hợp chất sắt (III)
* Tính chất
a Tính oxi hóa Fe3+ + 1e → Fe2+
Fe3+ + 3e → Fe0
Oxit: Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3COt0 2
Hiđroxit: Fe(OH)2 + CO Fe + COt0 2 + H2O
Muối: 2 FeCl3 + Fe → 3FeCl2
2 FeCl3 + Zn → 2Fe + 3ZnCl2
b Tính bazơ:
Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O Fe(OH)3 + 3HCl → FeCl3 + 3H2O
* Điều chế
* Oxit: 2Fe(OH)3 ⃗t oFe2O3 + 3H2O
* Sắt (III) hiđroxit:
Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4 Fe(OH)3
* Muối: Oxit và hiđroxit sắt (III) tác dụng với axit
Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O Fe(OH)3 + 3HCl → FeCl3 + 3H2O
III HỢP KIM CỦA SẮT
1 Gang
a Khái niệm
Gang là hợp kim của sắt với cacbon (2-5%) và một số nguyên tố khác như Si, Mn, S,
b Phân loại
Có 2 loại: Gang trắng: Chứa ít C, Si nhiều xementit (Fe3C)
Gang xám: Chứa nhiều C, Si
c Sản xuất gang
Nguyên tắc: Khử quặng sắt oxit bằng than cốc trong lò cao
Nguyên liệu: Quặng sắt oxit, than cốc và chất chảy (CaCO3, SiO2)
Các phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình luyện gang:
Phản ứng tạo chất khử CO:
C + O2 ⃗t oCO2; CO2 + C ⃗t o 2CO Phản ứng khử oxit sắt:
3Fe2O3 + CO 2Fe4000C 3O4 + CO2 (Trên thân lò) 3Fe3O4 + CO 5000C6000C 2FeO + CO2 (Giữa thân lò)
Trang 3FeO + CO 700 800 Fe + CO2 (Dưới thân lò) Phản ứng tạo xỉ:
CaCO3
0C
1000
CaO + CO2 (Bụng lò) CaO + SiO2 ⃗t o CaSiO3
2 Thép
a Khái niệm
Thép là hợp kim của sắt với cacbon (0,01-2%) và một số nguyên tố khác như Si, Mn, S,
b Phân loại
Có 2 loại: Thép thường: Chứa ít C, Si, Mn
Thép đặc biệt: Chứa nhiều C và các nguyên tố khác: Mn, Cr, W, Ni,
c Sản xuất thép
Nguyên tắc: Giảm hàm lượng các tạp chất C, S, Si, Mn, có trong gang
Nguyên liệu: Gang trắng hoặc gang xám; Chất chảy là CaO; Khí O2
Các phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình luyện thép:
C + O2 ⃗t oCO2; S + O2 ⃗t o SO2; Si + O2 ⃗t o SiO2
4P + 5O2 ⃗t o 2P2O5; CaO + SiO2 ⃗t o CaSiO3; 3CaO + P2O5 ⃗t o Ca3(PO4)2
CROM VÀ HỢP CHẤT CỦA CROM
I CROM
1 Vị trí - Cấu hình electron nguyên tử
Ô: 24, chu kì: 4, nhóm VIB
Cấu hình electron: 1s22s22p63s23p63d54s1 hay [Ar]3d54s1
2 Tính chất vật lý
Màu trắng ánh bạc, kim loại cứng nhất
t0
nc= 18900C
3 Tính chất hóa học
Cr → Crn+ + ne (n = 1÷6) → Tính khử mạnh hơn sắt
a Tác dụng với phi kim: Cr → Cr3+
4Cr + 3O2
0
t
2Cr2O3
2Cr + 3Cl2 → 2CrCl3
2Cr + 3S Crt0 2S3
b Tác dụng với axit
HCl, H2SO4 loãng: Cr → Cr2+
Cr + H2SO4 → CrSO4 + H2
Cr + 2HCl → CrCl2 + H2
HNO3, H2SO4 đặc: Cr → Cr3+
2Cr + 6H2SO4 đặc
0
t
Cr2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Cr + 6HNO3 đặc
0
t
Cr(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
Cr + 4HNO3 loãng → Cr(NO3)3 + NO + 2H2O
Chú ý: Cr bị thụ động trong axit HNO3, H2SO4 đặc, nguội
II HỢP CHẤT CỦA CROM
1 Hợp chất crom (III)
a Crom (III) oxit
- Chất rắn, màu lục, không tan trong nước
- Là oxit lưỡng tính
Cr2O3 + 6HCl → 2CrCl3 + 3H2O
Cr2O3 +2NaOH → 2NaCrO2 + H2O (natri cromit)
Trang 4b Crom (III) hydroxit
- Kết tủa keo, màu lục nhạt
- Là hidroxit lưỡng tính
Cr(OH)3 + 3HCl CrCl3 + 3H2O Cr(OH)3 + NaOH NaCrO2 + 2H2O
c Muối crom (III)
- Tính oxi hóa trong môi trường axit: CrCl3
2CrCl3 + Zn → 2CrCl2 + ZnCl2
- Tính khử trong môi trường kiềm: Na2CrO2
2NaCrO2 + 3Cl2 + 8NaOH → 2Na2CrO4 + 6NaCl + 4H2O
2 Hợp chất Crom (VI)
a CrO 3
Chất rắn, đỏ thẩm
- Là oxit axit:
CrO3 + H2O H2CrO4 (axit cromic) 2CrO3 + H2O H2Cr2O7 (axit đicromic)
- Có tính oxi hóa mạnh
2CrO3 + 2NH3 → Cr2O3 + N2 + 3H2O
b Muối crom (VI)
Cr2O72- + H2O 2CrO42- + 2 H+
(da cam) (vàng)
- Trong môi trường axit, muối cromat có tính oxi hóa mạnh
6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
B BÀI TẬP ÁP DỤNG
SẮT và HỢP CHẤT
Câu 1: Cho biết Fe ở ô 26 trong BTH Cấu hình electron của Fe, Fe2+, Fe3+ lần lượt là
A [Ar] 4s23d6, [Ar] 4s23d5, [Ar] 4s23d4 B [Ar]3d64s2, [Ar]3d44s2, [Ar]3d34s2,
C [Ar][Ar]3d64s2, [Ar]3d6, [Ar]3d5 D [Ar]3d8, [Ar]3d6, [Ar]3d5
Câu 2: Cho phương trình hoá học: aAl + bFe3O4 → cFe + dAl2O3 (a, b, c, d là các số nguyên, tối giản) Tổng các hệ số a, b, c, d là
Câu 3: Trong các loại quặng sắt, quặng có hàm lượng sắt cao nhất là
A hematit nâu B manhetit C xiđerit D hematit đỏ.
Câu 4: Hai dung dịch đều phản ứng được với kim loại Fe là
A CuSO4 và ZnCl2 B CuSO4 và HCl C ZnCl2 và FeCl3 D HCl và AlCl3
Câu 5: Cho sắt phản ứng với dung dịch HNO3 đặc, nóng thu được một chất khí màu nâu đỏ Chất khí đó là
Câu 6: Hoà tan hoàn toàn m gam Fe trong dung dịch HNO3 loãng dư, sau khi phản ứng kết thúc thu được 0,448 lít khí NO duy nhất (đktc) Giá trị của m là
Câu 7 Bao nhiêu gam clo tác dụng vừa đủ kim loại sắt tạo ra 32,5 gam FeCl3?
A 21,3 gam B 14,2 gam C 13,2 gam D 23,1 gam
Câu 8: Cho 2,52 gam một kim loại tác dụng hết với dung dịch H2SO4 loãng, thu được 6,84 gam muối sunfat Kim loại đó là:
Câu 9: Cho một ít bột sắt nguyên chất tác dụng hết với dung dịch H2SO4 loãng thu được 560 ml một chất khí (ở đktc) Nếu cho một lượng gấp đôi bột sắt nói trên tác dụng hết với dung dịch CuSO4 thì thu được m gam một chất rắn Giá trị m là
Câu 10: Cho sắt tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng thu được V lít H2 (đktc), dung dịch thu được cho
Trang 5bay hơi được tinh thể FeSO4.7H2O có khối lượng là 55,6 gam Thể tích khí H2 (đktc) được giải phóng là
A 8,19 lít B 7,33 lít C 4,48 lít D 6,23 lít.
Câu 11: Phân hủy Fe(OH)3 ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi, thu được chất rắn là
Câu 12: Sản phẩm tạo thành có chất kết tủa khi dung dịch Fe2(SO4)3 tác dụng với dung dịch
Câu 13: Dãy gồm hai chất chỉ có tính oxi hoá là
A Fe(NO3)2, FeCl3 B Fe(OH)2, FeO C Fe2O3, Fe2(SO4)3 D FeO, Fe2O3
Câu 14: Cho sơ đồ chuyển hoá: Fe⃗XFeCl3⃗Y Fe(OH)3 (mỗi mũi tên ứng với một phản ứng) Hai chất X, Y lần lượt là
A HCl, NaOH B HCl, Al(OH)3 C NaCl, Cu(OH)2 D Cl2, NaOH
Câu 15: Hợp chất sắt (II) sunfat có công thức là
A FeSO4 B Fe(OH)3 C Fe2O3 D Fe2(SO4)3
Câu 16: Sắt có thể tan trong dung dịch nào sau đây?
Câu 17: Hợp chất nào sau đây của sắt vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử?
Câu 18: Nhận định nào sau đây sai?
A Sắt tan được trong dung dịch CuSO4 B Sắt tan được trong dung dịch FeCl3
C Sắt tan được trong dung dịch FeCl2 D Đồng tan được trong dung dịch FeCl3
Câu 19: Chất có tính oxi hoá nhưng không có tính khử là
Câu 20: Chất phản ứng với dung dịch FeCl3 cho kết tủa là
A CH3COOCH3 B CH3OH C CH3NH2 D CH3COOH
Câu 21: Cho các kim loại: Na, Cu, Fe, Ag, Zn Số kim loại trong dãy phản ứng được với dung dịch HCl là
Câu 22: Nung 21,4 gam Fe(OH)3 ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi, thu được m gam một oxit Giá trị của m là
Câu 23: Cho khí CO khử hoàn toàn đến Fe một hỗn hợp gồm: FeO, Fe2O3, Fe3O4 thấy có 4,48 lít CO2
(đktc) thoát ra Thể tích CO (đktc) đã tham gia phản ứng là
A 1,12 lít B 2,24 lít C 3,36 lít D 4,48 lít.
Câu 24: Khử hoàn toàn 16 gam Fe2O3 bằng khí CO ở nhiệt độ cao Khí đi ra sau phản ứng được dẫn vào dung dịch Ca(OH)2 dư Khối lượng kết tủa thu được là
Câu 25: Khử hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm FeO và Fe2O3 bằng H2 (to), kết thúc thí nghiệm thu được 9 gam H2O và 22,4 gam chất rắn Phần trăm số mol của FeO có trong hỗn hợp X là:
Câu 26: Nung một mẫu thép thường có khối lượng 10 gam trong O2 dư thu được 0,1568 lít khí CO2
(đktc) Thành phần phần trăm theo khối lượng của cacbon trong mẫu thép đó là
Câu 27: Hoà tan hoàn toàn 2,81 gam hỗn hợp gồm Fe2O3, MgO, ZnO trong 500 ml axit H2SO4 0,1M (vừa đủ) Sau phản ứng, hỗn hợp muối sunfat khan thu được khi cô cạn dung dịch có khối lượng là
Câu 28: Cho 32 gam hỗn hợp gồm MgO, Fe2O3, CuO tác dụng vừa đủ với 300ml dung dịch H2SO4 2M Khối lượng muối thu được là
Câu 29: Hòa tàn 10 gam hỗn hợp bột Fe và Fe2O3 bằng dd HCl thu được 1,12 lít khí (đktc) và dung dịch
A Cho dung dịch A tác dụng với NaOH dư, thu được kết tủa Nung kết tủa trong không khí đến khối lượng không đổi được chất rắn có khối lượng là:
Trang 6A 11,2 gam B 12,4 gam C 15,2 gam D 10,9 gam.
Câu 30: Hoà tan 5,6 gam Fe bằng dung dịch H2SO4 loãng (dư), thu được dung dịch X Dung dịch X phản ứng vừa đủ với V ml dung dịch KMnO4 0,5M Giá trị của V là
CROM VÀ HỢP CHẤT CỦA CROM
Câu 31: Cấu hình electron của ion Cr3+ là:
A [Ar]3d5 B [Ar]3d4 C [Ar]3d3 D [Ar]3d2
Câu 32: Các số oxi hoá đặc trưng của crom là:
A +2; +4, +6 B +2, +3, +6 C +1, +2, +4, +6 D +3, +4, +6.
Câu 33: Nhỏ từ từ dung dịch H2SO4 loãng vào dung dịch K2CrO4 thì màu của dung dịch chuyển từ
A không màu sang màu vàng B màu da cam sang màu vàng.
C không màu sang màu da cam D màu vàng sang màu da cam.
Câu 34: Oxit lưỡng tính là
Câu 35: Cho phản ứng : NaCrO2 + Br2 + NaOH⃗❑ Na2CrO4 + NaBr + H2O
Khi cân bằng phản ứng trên, hệ số của NaCrO2 là
Câu 36: Cặp kim loại nào sau đây bền trong không khí và nước do có màng oxit bảo vệ?
Câu 37: Sục khí Cl2 vào dung dịch CrCl3 trong môi trường NaOH Sản phẩm thu được là
A Na2Cr2O7, NaCl, H2O B Na2CrO4, NaClO3, H2O
C Na2CrO4, NaCl, NaClO, H2O D Na2CrO4, NaCl, H2O
Câu 38: Khi so sánh trong cùng một điều kiện thì Cr là kim loại có tính khử mạnh hơn
Câu 39: Cho 1,56 gam Cr phản ứng hết với dung dịch H2SO4 loãng (dư), đun nóng, thu được V ml khí H2
(đktc) Giá trị của V là
Câu 40: Khối luợng K2Cr2O7 cần dùng để oxi hoá hết 0,6 mol FeSO4 trong dung dịch có H2SO4 loãng làm môi trường là
Câu 41: Muốn điều chế 6,72 lít khí clo (đkc) thì khối luợng K2Cr2O7 tối thiểu cần dùng để tác dụng với dung dịch HCl đặc, dư là
Câu 42: Để oxi hóa hoàn toàn 0,01 mol CrCl3 thành K2CrO4 bằng Cl2 khi có mặt KOH, lượng tối thiểu Cl2
và KOH tương ứng là
A 0,015 mol và 0,04 mol B 0,015 mol và 0,08 mol.C 0,03 mol và 0,08 mol D 0,03 mol và 0,04 mol Câu 43: Khối lượng bột nhôm cần dùng để thu được 78 gam crom từ Cr2O3 bằng phản ứng nhiệt nhôm (giả sử hiệu suất phản ứng là 100%) là
Câu 44: Nung hỗn hợp bột gồm 15,2 gam Cr2O3 và m gam Al ở nhiệt độ cao Sau khi phản ứng hoàn toàn, thu được 23,3 gam hỗn hợp rắn X Cho toàn bộ hỗn hợp X phản ứng với axit HCl (dư) thoát ra V lít khí H2 (ở đktc) Giá trị của V là
Câu 45: Cho 13,5 gam hỗn hợp các kim loại Al, Cr, Fe tác dụng với lượng dư dung dịch H2SO4 loãng nóng (trong điều kiện không có không khí), thu được dung dịch X và 7,84 lít khí H2 (ở đktc) Cô cạn dung dịch X (trong điều kiện không có không khí) được m gam muối khan Giá trị của m là
TỔNG HỢP
Câu 46: Dung dịch H2SO4 loãng phản ứng được với tất cả các chất trong dãy nào sau đây?
A Al2O3, Ba(OH)2, Ag B CuO, NaCl, CuS C FeCl3, MgO, Cu D BaCl2, Na2CO3, FeS
Trang 7Câu 47: Phát biểu nào sau đây không đúng?
A Kim loại Fe phản ứng với dung dịch HCl tạo ra muối sắt(II)
B Dung dịch FeCl3 phản ứng được với kim loại Fe
C Kim loại Fe không tan trong dung dịch H2SO4 đặc, nguội
D Trong các phản ứng hóa học, ion Fe2+ chỉ thể hiện tính khử
Câu 48: Thực hiện các thí nghiệm sau:
(a) Sục khí Cl2 vào dung dịch NaOH ở nhiệt độ thường
(b) Cho Fe3O4 vào dung dịch HCl loãng (dư) (c) Cho Fe3O4 vào dung dịch H2SO4 đặc, nóng (dư) (d) Hòa tan hết hỗn hợp Cu và Fe2O3 (có số mol bằng nhau) vào dung dịch H2SO4 loãng (dư)
Trong các thí nghiệm trên, sau phản ứng, số thí nghiệm tạo ra hai muối là
Câu 49: Kim loại Ni đều phản ứng được với các dung dịch nào sau đây?
A MgSO4, CuSO4 B NaCl, AlCl3 C CuSO4, AgNO3 D AgNO3, NaCl
Câu 50: Hòa tan hoàn toàn Fe3O4 trong dung dịch H2SO4 loãng (dư), thu được dung dịch X Trong các chất: NaOH, Cu, Fe(NO3)2, KMnO4, BaCl2, Cl2 và Al, số chất có khả năng phản ứng được với dung dịch X
Câu 51: Hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3 và Fe3O4 Cho khí CO qua m gam X nung nóng, sau một thời gian thu được hỗn hợp chất rắn Y và hỗn hợp khí Z Cho toàn bộ Z vào dung dịch Ca(OH)2 dư, đến phản ứng hoàn toàn, thu được 4 gam kết tủa Mặt khác, hòa tan hoàn toàn Y trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng (dư), thu được 1,008 lít khí SO2 (đktc, sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch chứa 18 gam muối Giá trị của m
là
Câu 52: Hỗn hợp X gồm 3,92 gam Fe, 16 gam Fe2O3 và m gam Al Nung X ở nhiệt độ cao trong điều kiện không có không khí, thu được hỗn hợp chất rắn Y Chia Y thành hai phần bằng nhau Phần một tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng (dư), thu được 4a mol khí H2 Phần hai phản ứng với dung dịch NaOH dư, thu được a mol khí H2 Biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn Giá trị của m là
Câu 53: Kim loại sắt tác dụng với dung dịch nào sau đây tạo ra muối sắt(II)?
A HNO3 đặc, nóng, dư B CuSO4 C H2SO4 đặc, nóng, dư D MgSO4
Câu 54: Cho 25,5 gam hỗn hợp X gồm CuO và Al2O3 tan hoàn toàn trong dung dịch H2SO4 loãng, thu được dung dịch chứa 57,9 gam muối Phần trăm khối lượng của Al2O3 trong X là
Câu 55: Cho 12 gam hợp kim của bạc vào dung dịch HNO3 loãng (dư), đun nóng đến phản ứng hoàn toàn, thu được dung dịch có 8,5 gam AgNO3 Phần trăm khối lượng của bạc trong mẫu hợp kim là
Cl , du t
X NaOH, du Y Chất Y trong sơ đồ trên là