Công phá hóa thpt CHƯƠNG 12 sắt com đồng

* Với axit HNO3, H2SO4 đặc Khi cho sắt tác dụng với dung dịch HNO3 loãng, dung dịch HNO3 đặc nóng và dung dịch H2SO4 đặc nóngthì sắt bị oxi hóa lên Fe3+.. Tác dụng với dung dịch muối Đồn

CHƯƠNG 12: CÁC HGUYÊN TỐ KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP

(Cr-Fe-Cu)

A KIẾN THỨC CƠ BẢN

1.1 Tính chất hóa học của sắt và hợp chất của sắt

1.1 Tính chất hóa học của sắt

a Tác dụng với phi kim

Sắt khử nhiều phi kim thành ion âm, trong khi đó Fe bị oxi hóa thành Fe2+ hoặc Fe3+

* Với axit HCl, H2SO4 loãng

Khi cho sắt tác dụng với dung dịch HCl, H2SO4 loãng thu được dung dịch Fe2+ và giải phóng khí H2:

Fe 2HCl+ →FeCl +H Fe H SO+ →FeSO +H

Chú ý

Fe bị thụ động hóa trong dung dịch HNO3 đặc nguội và dung dịch H2SO4 đặc nguội

* Với axit HNO3, H2SO4 đặc

Khi cho sắt tác dụng với dung dịch HNO3 loãng, dung dịch HNO3 đặc nóng và dung dịch H2SO4 đặc nóngthì sắt bị oxi hóa lên Fe3+

3 3

2

NOHNO

d.Tác dụng với dung dịch muối

Sắt khử được những ion của kim loại yếu hơn trong dung dịch muối thành kim loại tự do:

đặc tạo hợp chất có số oxi hóa của sắt là +3:

0 0

+ Đa số các muối sắt (II) đều tan trong nước

+ Đa số các muối sắt (II) đều vừa có tính khử, vừa có tính oxi hóa:

2

3 2

0 3

1.3 Tính chất hóa học của hợp chất sắt (III)

Vì trong các hợp chất sắt (III) sắt đạt số oxi hóa tối đa là +3 nên tính chất hóa học đặc trưng của các hợp chất sắt (III) là tính oxi hóa

( )

2Fe(OH) +3H SO →Fe SO +3H O

c.Muối sắt (III)

+ Đa số các muối sắt (III) đều tan trong nước

+ Muối sắt (III) có tính oxi hóa, có thể bị kim loại khác khử thành Fe2+ hoặc Fe:

1 Tính chất hóa học của Crom và hợp chất của Crom

2.1 Tính chất hóa học của crom

Các số oxi hóa của Cr là 0, +2, +3 và +6

a.Tác dụng với phi kim

Ở nhiệt độ cao, crom tác dụng được với nhiều phi kim:

NONO

2.2 Tính chất hóa học của hợp chất crom (II)

a CrO

+ CrO là một oxit bazo, dễ dàng tan trong dung dịch HCl, H2SO4 loãng tạo thành dung dịch Cr2+ :

2 2

c Muối crom (II)

Muối Crom (II) có tính khử mạnh:

Crom bị kim loại mạnh hơn đẩy ra khỏi dung dịch muối crom (II)

2.3 Tính chất hóa học của hợp chất crom (III)

+ Cr(OH)3 dễ bị nhiệt phân:

t

2Cr(OH) →Cr O +3H O

c Muối crom (III)

Muối crom (III) vừa có tính khử, vừa có tính oxi hóa

+ CrO3 là oxit axit, khi tác dụng với nước thu được dung dịch chứa axit cromic H2CrO4 và axit đicromic

H2Cr2O7 Hai axit này không thể tách ra ở dạng tự do, chỉ tồn tại trong dung dịch Nếu tách ra khỏi dung dịch, chúng bị phân hủy thành CrO3

+ Vì số oxi hóa của crom trong CrO3 đạt mức tối đa +6 nên CrO3 là một chất oxi hóa rất mạnh Một số hợp chất vô cơ và hữu cơ như S, P, C, NH3, C2H5OH, bốc cháy khi tiếp xúc với CrO3 và CrO3 bị khử thành Cr2O3

Trong đó BaCrO4 là kết tủa màu vàng tươi

3 Tính chất hóa học của đồng và hợp chất của đồng

3.1 Tính chất hóa học của đồng

Đồng là kim loại có tính khử yếu

a Phản ứng với phi kim

+ Đồng không tác dụng với dung dịch axit HCl và H2SO4 loãng

+ Đồng có phản ứng với dung dịch HNO3 và H2SO4 đặc nóng

c Tác dụng với dung dịch muối

Đồng đẩy được các ion của kim loại đứng sau đồng sau dãy hoạt động hóa học của kim loại ra khỏi dung

+ Cu(OH)2 là hidroxit lưỡng tính, nó tan được trong dung dịch axit và kiềm đặc Tuy nhiên trong các bài

tập về hidroxit lưỡng tính, đề bài gần như không bao giờ đề cập đến Cu(OH)2

Cu(OH) 2HCl CuCl 2H OCu(OH) 2NaOH dac Na CuO 2H O

+ CuSO4 khan có màu trắng, tính thể ngậm nước CuSO4.5H2O có màu xanh

+ Muối đồng (II) tan trong nước có thể bị kim loại mạnh hơn đẩy ra khỏi dung dịch muối:

Fe ++Cu→Fe Cu+ +

Chú ý

CuS không tan (trong nước và dung dịch axit mạnh như HCl, H2SO4 loãng) Muối CuS có màu đen

B CÁC DẠNG BÀI TOÁH LIÊN QUAN ĐẾN CROM - SẮT - ĐỒNG

Bài 1: Cho 13,36 gam hỗn hợp X gồm Cu, Fe3O4 vào dung dịch H2SO4 đặc nóng dư được V1 lít SO2 và dung dịch Y Cho Y phản ứng với NaOH dư được kết tủa T, nung kết tủa này đến khối lượng không đổi được 15,2 gam chất rắn Q Nếu cũng cho lượng X như trên vào 400 ml dung dịch P chứa HNO3 và H2SO4

thấy có V2 lít NO duy nhất thoát ra và còn 0,64 gam kim loại chưa tan hết Các phản ứng xảy ra hoàn toàn

Cu duFe

Quá trình nhường electron:

N

3Fe 23e N

dư dung dịch HCl loãng, nóng thu được dung dịch Y và khí H2 Cô cạn dung dịch Y thu được 8,98 gam muối khan Nếu cho m gam hỗn hợp X tác dụng hoàn toàn với O2 (dư) để tạo hỗn hợp 3 oxit thì thể tích khí O2 (đktc) phản ứng là

ZnCrZn

Sn

X Cr

ZnOSn

Cr OSnO

Khi cho Cr tác dụng với oxi dư thì số oxi hóa tối đa Cr đạt được là +3 trong Cr2O3 CrO3 không điều chế trực tiếp được bằng phản ứng giữa Cr và O2

Khi cho Sn tác dụng với oxi thì số oxi hóa của Sn thay đổi từ 0 lên +4

Bài 3: Nung m gam K2Cr2O7 với S dư thu được hỗn hợp chất rắn X Hòa tan hoàn toàn X vào nước, lọc

bỏ phần không tan rồi thêm BaCl2 dư vào dung dịch thu được 27,96 gam kết tủa Giá trị của m là:

A 35,28 gam B 23,52 gam C 17,64 gam D 17,76 gam

dung dịch HC1 dư thu được 2,9568 lít khí ở 27,3°C và 1 atm Mặt khác cũng hòa tan hoàn toàn 3,3 gam

X trong dung dịch HNO3 dư thì thu được 896ml hỗn hợp khí Y gồm N2O và NO (đktc) có tỉ khối hơi so với hỗn hợp Y' gồm NO và C2H6 là 1,35 và dung dịch Z Xác định R và phần trăm khối lượng các kim loại trong X

2 n

3

2 HNO

n

FeHRFe

NOR

+ +

+ + +

Vậy kim loại cần tìm là Al.

B1 BÀI TẬP RÈN LUYỆN KĨ NĂNG

Câu 1: Hòa tan hoàn toàn 12,9 gam hỗn hợp Cu, Zn bằng dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được sản phẩm khử là 3,136 lít SO2 (đktc) và 0,64 gam lưu huỳnh Phần trăm khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu là

A 45,54% Cu; 54 46% Zn B 49,61% Cu; 50,39% Zn

C 50,15% Cu; 49,85% Zn D 51,08% Cu; 48,92% Zn.

Câu 2: Hòa tan Fe3O4 trong lượng dư dung dịch H2SO4 loãng thu được dung dịch X Dung dịch X tác dụng được với bao nhiêu chất trong số các chất sau: Cu, NaOH, Br2, AgNO3, KMnO4, MgSO4, Mg(NO3)2,Al?

Câu 3: Cho m gam hỗn hợp X gồm Fe2O3, CuO, MgO, FeO và Fe3O4 vào dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được 3,36 lít khí SO2 (đktc) Mặt khác nung m gam hỗn hợp X với khí CO dư thu được chất rắn Y và hỗn hợp khí Z Cho Z vào dung dịch Ca(OH)2 dư thu được 35 gam kết tủa Cho chất rắn Y vào dung dịch HNO3 đặc, nóng, dư thu được V lít khí NO2 (đktc) là sản phẩm khử duy nhất Giá trị của V là

Câu 4: Cho 8(g) bột Cu vào 200ml dung dịch AgNO3, sau 1 thời gian phản ứng lọc được dung dịch A và 9,52(g) chất rắn Cho tiếp 8 (g) bột Pb vào dung dịch A, phản ứng xong lọc tách được dung dịch B chỉ chứa 1 muối duy nhất và 6,705(g) chất rắn Nồng độ mol/l của AgNO3 ban đầu là

Câu 5: Chia 156,8 gam hỗn hợp A gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 thành hai phần bằng nhau Cho phần thứ nhất tác dụng hết với dung dịch HCl dư được 155,4 gam muối khan Phần thứ hai tác dụng vừa đủ với dung dịch B là hỗn họp HCl, H2SO4 loãng thu được 167,9 gam muối khan Số molcủa HCl trong dung dịch B là

A 1,75 mol B 1,50 mol C 1,80 mol D 1,00 mol

Câu 6: Hỗn hợp X gồm Zn, Fe, Cu Cho 18,5 gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HCl dư thu được

4,48 lit H2 (đktc) Mặt khác cho 0,15 mol hỗn hợp X phản ứng vừa đủ với 3,92 lít khí Cl2 (đktc) Số mol

Fe có trong 18,5 gam hỗn hợp X là

Câu 7: Nung nóng m gam hỗn hợp gồm Al và CuO trong điều kiện không có không khí Cho chất rắn sau

phản ứng vào dung dịch NaOH (dư) thu được 672 ml khí H2 và chất rắn X Hoà tan hết X trong dung dịchHNO3 loãng (dư) thấy có 448 ml khí NO (các phản ứng xảy ra hoàn toàn và các thể tích khí đo ở đktc m là

Câu 8: Chia 38,1 gam FeCl2 thành 2 phần, phần 2 có khối lượng gấp 3 lần phần 1 Đem phần 1 phản ứng hết với dung dịch KMnO4 dư, trong môi trường H2SO4 loãng, dư, thu lấy khí thoát ra Đem toàn bộ khí này phản ứng hết với phần 2, cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được m gam chất rắn Giá trị của m là

A 29,640 B 28,575 C 24,375 D 33,900.

Câu 9: Cho 35,48 gam hỗn hợp X gồm Cu và FeCO3 vào dung dịch HNO3 loãng, đun nóng và khuấy đều.Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được NO; 0,03 mol khí CO2; dung dịch Y và 21,44 gam kim loại Cô cạn dung dịch Y thu được khối lượng chất rắn khan là

Câụ 10: Hòa tan hoàn toàn 80 gam hỗn họp X gồm CuSO4, FeSO4 và Fe2(SO4)3 trong đó S chiếm 22,5%

về khối lượng trong nước được dung dịch X Thêm NaOH dư vào X, lọc kết tủa đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được chất rắn Y, thổi CO dư qua Y thu được hỗn hợp rắn Z Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn Khối lượng của Z là

Câu 11: Cho m gam hỗn hợp B gồm CuO, Na2O, Al2O3 hoà tan hết vào nước thu được 400ml dung dịch

D chỉ chứa một chất tan duy nhất có nồng độ 0,5M và chất rắn G chi gồm một chất Lọc tách G, cho luồng khí H2 dư qua G nung nóng thu được chất rắn F Hoà tan hết F trong dung dịch HNO3 thu được 0,448 lít (đktc) hỗn hợp khí gồm NO2 và NO có tỉ khối so với oxi bằng 1,0625 Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn Tính m

Câu 12: Cho 300 ml dung dịch AgNO3 vào 200 ml dd Fe(NO3)2 sau khi phản ứng kết thúc thu được 19,44gam chất rắn và dd X trong đó số mol của Fe(NO3)3 gấp đôi số mol của Fe(NO3)2 còn dư Dung dịch X cóthể tác dụng tối đa bao nhiêu gam hỗn hợp bột kim loại gồm Al và Mg có tỉ lệ số mol tưong ứng là 1: 3?

Câu 13: Hỗn hợp A gồm CuSO4, FeSO4, Fe2(SO4)3 có % khối lượng của S là 22% Lấy 100 gam hỗn hợp

A hoà tan trong nước, thêm dd NaOH dư, kết tủa thu được đem nung ngoài không khí tới khối lượng không đổi Lượng oxit sinh ra đem khử hoàn toàn bằng CO thu được m gam chất rắn Giá trị của m là

Câu 14: Cho a gam Cu, Fe vào dung dịch chứa b mol H2SO4 đặc, nóng thu được khí SO2 và dung dịch chứa 3 muối có khối lượng là m gam Cho biết mối liên hệ giữa m và a, b

A m = a + 24b B m = a + 96b C m = a + 72b D m = a + 48b

Câu 15: Cho 52 gam hỗn hợp X gồm Ni, Cr, Sn (trong đó số mol Cr gấp 2 lần số mol Ni) tác dụng hết

với lượng dư dung dịch HC1 loãng, nóng thu được dung dịch Y và 13,44 khí H2 (đktc) Nếu cho 52 gam hỗn hợp X tác dụng hoàn toàn với O2 (dư) để tạo hỗn hợp 3 oxit thì thể tích khí O2 (đktc) phản ứng là

A 11,2 lít B 6,72 lít C 10,08 lít D 7,84 lít

Câu 16: Chia 31,2 gam hỗn hợp X gồm Cr, Zn, Ni, Al thành hai phần bằng nhau Hoà tan hết phần 1

trong một lượng dư dung dịch HCl loãng, nóng thu được 7,28 lít H2 (đktc) Cho phần 2 tác dụng với khí

Cl2 (dư) đốt nóng thu được 42,225 gam muối clorua Phần trăm khối lượng của Cr trong hỗn hợp X là

Câu 17: Chia 30,4 gam hỗn hợp gồm Fe và Cu thành 2 phần bằng nhau Phần 1 cho tác dụng hết với

dung dịch H2SO4 đặc, nóng (dư) thu được 6,72 lít SO2 (sản phẩm khử duy nhất, đktc) Hòa tan phần 2 trong 500ml dung dịch AgNO3 1M, kết thúc phản ứng thu được dung dịch Y Nồng độ mol của Fe(NO3)2

trong dung dịch Y (coi thể tích dung dịch không thay đổi trong quá trình phản ứng) là

Câu 18: Đun nóng 50,4 gam (NH4)2Cr2O7 trong một thời gian thấy khối lượng chất rắn thu được là 40,4 gam Hiệu suất của phản ứng xảy ra là

Câu 19: Cho 0,448 lít khí NH3 (đktc) đi qua ống sứ đựng 16 gam CuO nung nóng, sau khi phản ứng xảy

ra hoàn toàn thu được chất rắn X Cho X vào dung dịch HNO3 đặc, nóng (dư) thu được V lít khí (đktc) Giá trị của V là

Câu 20: Một loại phèn có công thức K2SO4.M2(SO4)3.nH2O Lấy 7,485 gam phèn này nung tới khối lượng không đổi thì còn lại 4,245 gam phèn khan Mặt khác lấy 7,485 gam phèn đó hòa tan vào nước rồi cho tác dụng với BaCl2 dư thì thu được 6,99 gam kết tủa Kim loại M và giá trị n lần lượt là

Câu 21: Thép không gỉ có thành phần khối lượng 74% Fe, 18% Cr, 8% Ni được dùng để chế tạo dụng cụ

y tế, dụng cụ nhà bếp Khối lượng quặng pirit chứa 60% FeS2 dùng sản xuất gang để từ đó điều chế 1,12 tấn thép không gỉ trên là bao nhiêu? (biết hiệu suất cả quá trình sản xuất là 80%, các kim loại cần thiết có sẵn)

Câu 22: Hỗn hợp X gồm Al, Cr và Na Chia 16 gam X thành hai phần bằng nhau Phần 1 tác dụng với

nước dư, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, sinh ra 4,48 lít H2 (đktc) Cho phần 2 phản ứng với dung dịch NaOH loãng dư, kết thúc các phản ứng thu được 6,16 lít H2 (đktc) Khối lượng của Cr có trong 16 gam X là

Câu 23: Nung m gam hỗn hợp M gồm (NH4)2CO3, CuCO3.Cu(OH)2 trong bình kín không có

không khí đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được chất rắn X, hỗn hợp Y (gồm khí và hơi) Cho toàn bộ lượng Y tác dụng với dung dịch HC1 dư, kết thúc phản ứng thu được 2,675 gam muối Hoà tan hết X trong dung dịch HNO3 đặc, nóng sinh ra 13,44 lít NO2 (đktc) Giá trị của m là

Câu 24: Nung một lượng muối sunfua của một kim loại hóa trị không đổi trong bình chứa oxi dư thì thoát

ra 5,6 lít khí X (đktc) và chất rắn Y Chất rắn Y được nung với bột than dư tạo ra 41,4 gam kim loại Nếu cho toàn bộ khí X đi chậm qua bột Cu dư nung nóng thì thể tích khí giảm đi 20% Công thức của muối sunfua là

Câu 25: Nung m gam K2Cr2O7 với S dư thu được hỗn hợp chất rắn X Hòa tan hoàn toàn X vào nước, lọc

bỏ phần không tan rồi thêm BaCl2 dư vào dung dịch thu được 18,64 gam kết tủa Giá trị của m là:

Câu 26: Hỗn hợp X gồm Cu, Fe, Mg Nếu cho 10,88 gam X tác dụng với clo dư thì sau phản ứng thu

được 28,275g hỗn hợp muối khan Mặt khác 0,44 mol X tác dụng với dung dịch HCl dư thì thu được 5,376 lít H2 (đktc) Phần trăm khối lượng của Cu trong X là:

Câu 29: Để xác định hàm lượng của FeCO3 trong quặng xiđerit, người ta làm như sau: Cân 0,600 gam mẫu quặng, chế hoá nó theo một quy trình hợp lí, thu được dd FeSO4 trong môi trường H2SO4 loãng Chuẩn độ dung dịch thu được bằng dung dịch chuẩn KmnO4 0,025M thì dùng vừa hết 25,2 ml dung dịch chuẩn.Thành phần phần trăm theo khối lượng của FeCO3 trong quặng là:

FeSO 2NaOH Fe(OH) Na SO

Fe SO 6NaOH 2Fe(OH) 3Na SO

2Al 3Fe SO Al SO 6FeSO

2Al 3FeSO Al SO 3Fe

2 4

FeCu

2

2

2

FeCuMgNO0,35 mo

Fe Cu

X CO

MgO

l CO

+ + +

Áp dụng định luật bảo toàn mol electron

Trong thí nghiệm 1: ne nhường = ne nhận = 0,3(mol)

2

NO

n

Chú ý: Với các bài toán của phản ứng oxi hoá khử gồm nhiều quá trình ta thường sử dụng bảo toàn

electron cho toàn bộ các quá trình, bỏ qua giai đoạn trung gian

- Clo có khả năng phản ứng với hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt) thậm chí còn có khả năng phản ứng với

Ag ở điều kiên thích hợp và đưa kim loại lên số oxi hóa cao nhất vì vậy sản phẩm là ZnCl2,CuCl2,FeCl3

Câu 7: Đáp án B

0

t

2 3

2Al 3CuO+ →3Cu Al O+

Cho vào NaOH có khí ⇒

NO sinh ra khi cho Cu + HNO3.

Vậy Y gồm 0,165 mol Cu(NO3)2 và 0,03 mol Fe(NO3)2

Hỗn hợp Z thu được là các kim loại.

Bảo toàn khối lượng ta có:

Ta thấy Al tan trong NaOH mà số mol H2 sinh ra lần thứ hai lớn hơn lần thứ nhất nên phần 1 Na hết, Al

dư

Giả sử nNa =x và nAl phản ứng = x (tạo NaAlO2)

Theo định luật bảo toàn mol electron có:

2(1)

n +3n =2n

nên x + 3x = 2.0,2 => x = 0,1Phần 2 có Al và Na đều phản ứng hết nên:

2 2

Khí Y phản ứng với HC1 tạo muối nên Y có NH3

Mà ta thấy ở nhiệt độ cao thì 3CuO + 2NH3



Vậy muối sunfua là: PbS

CuCl +Na S→CuS 2NaCl+

Suy ra: 96x + (88 +16)y = 3,04 (2)

Fe

n + =5n =3,15.10 (mol)−

3

3 FeCO

3 3

5.(35 7,5).0,015.10− − =2,0625.10 (mol)−

Vậy

3 Cr

C SẮT TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH H2SO4 ĐẶC NÓNG, HNO3

Khi cho sắt tác dụng với HNO3 hoặc H2SO4 đặc nóng nếu kết thúc phản ứng axit hết, Fe còn dư thì phần sắt dư tiếp tục tác dụng với dung dịch muối Fe (III) tạo dung dịch muối sắt (II)

Có một hỗn hợp A có chứa Fe thì lượng HNO3 hoặc H2SO4 đặc nóng cần dùng ít nhất khi toàn bộ lượng

Fe trong A bị chuyển hóa thành muối Fe (II)

Lưu ý: Trong một số bài tập về hỗn hợp có chứa Fe tác dụng với dung dịch HNO3 hoặc H2SO4 đặc nóng thường sử dụng phương pháp quy đổi để giải bài toán đơn giản hơn

STUDY TIP

+ Khi cho Fe vào dung dịch HNO3 hoặc H2SO4 đặc nóng nếu kết thúc phản ứng sắt còn dư thì dung dịch thu được chỉ chứa muối Fe (II) duy nhất: nmuối Fe (II) = nFe phản ứng

Một số công thức giải nhanh có thể áp dụng:

Các công thức liên quan đến dung dịch axit HNO3

1.Tính lượng muối nitrat thu được khi cho hỗn hợp sắt và các oxit sắt tác dụng với HNO3 dư (Sản phẩm không có NH4NO3)

Công thức tính khối lượng sắt đã dùng ban đầu, biết oxi hóa lượng sắt này bằng oxi được hỗn hợp rắn X

Hòa tan hết X bằng HNO3 đặc, nóng dư giải phóng NO2:

Công thức tính khối lượng sắt đã dùng ban đầu, biết oxi hóa lượng sắt này bằng oxi được hỗn hợp rắn X

Hòa tan hết X với HNO3 loãng dư giải phóng khí NO:

Các công thức liên quan đến dung dịch H2SO4 đặc, nóng

1 Hỗn hợp sắt và oxit sắt tác dụng với H2SO4 đặc, nóng dư