Bài tập sắt đồng 2 Hóa học

Dạ ng 1: Kim loạ i tác dụ ng vớ i axit

FeClFe

FeSOFe

Các bài t ậ p trong tài liệ u này đư ợ c biên soạ n kèm theo bài giả ng “Phư ơ ng pháp giả i bài tậ p sắ t – đồ ng” thuộ c Khóa

h ọ c luyệ n thi THPT quố c gia PEN-C: Môn Hóa họ c (Thầ y Vũ Khắ c Ngọ c) tạ i website Hocmai.vn để giúp các Bạ n

ki ể m tra, củ ng cố lạ i các kiế n thứ c đư ợ c giáo viên truyề n đạ t trong bài giả ng tư ơ ng ứ ng Để sử dụ ng hiệ u quả , Bạ n

c ầ n họ c trư ớ c bài giả ng “Phư ơ ng pháp giả i bài tậ p sắ t – đồ ng” sau đó làm đầ y đủ các bài tậ p trong tài liệ u này.

Câu 7: nFe= 0,12 mol, nHNO3= 0,4 mol

Vì Fe phả n ứ ng vớ i HNO3tạ o thành sắ t III như ng sau phả n ứ ng vớ i Cu nên coi sắ t chỉ lên Fe (II)

3Fe + 8H++ 2NO3- 3Fe2++ 2NO + 4H2O

Thể tích dung dị ch HNO3là ít nhấ t dung dị ch gồ m Fe2+và Cu2+

(do Cu (và Fe dư , nế u có) và Fe3+tác dụ ng vừ a hế t vớ i nhau)

Bả o toàn e : ne cho= 0,6 mol = ne nh ậ n nNO= 0,2 mol

Ta có thể nhớ tỉ lệ : nHNO3= 4nNO = 0,8 mol V(HNO3) = 0,8 lít

Al thụ độ ng trong HNO3đặ c nguộ i có mình Cu phả n ứ ng

Cu + 4HNO3 Cu(NO3)2+ 2NO2+ 2H2O

nH+= 0,48 mol, nNO3-= 0,4 mol

3Cu + 8H++ 2NO3- 3Cu2++ 2NO + 4H2O

Vì lư ợ ng NaNO3cầ n là ít nhấ t để hòa tan chấ t rắ n trong cố c là

3Cu + 8H++ 2NO3- 3Cu2++ 2NO + 4H2O

Khố i lư ơ ng NaNO3là mNaNO3= 1/15*85 = 5,7 gam

Đáp án : C

Câu 14: nCu = 0,1 mol

3Cu + 8H++ 2NO3- 3Cu2++ 2NO + 4H2O

Nhờ kỹ năng tính có thể nhẩ m ngay ra hỗ n hợ p gồ m 0,1 mol Fe và 0,1 mol Cu cho 0,5mol e

Dùng đư ờ ng chéo cho hỗ n hợ p X thu đư ợ c tỷ lệ NO : NO2= 1:1 (nhẩ m đư ợ c) hay là x và x mol

Bả o toàn e: 3x + x = 0,5 x = 0,125 mol V = 5,6 lít (Tấ t cả đề u có thể tính nhẩ m đư ợ c hoặ c đoán

đư ợ c)

Đáp án : C

Câu 16:

Thí nghiệ m 1: nCu = 0,06 mol, nHNO3= 0,08 mol

3Cu + 8H++ 2NO3- 3Cu2++ 2NO + 4H2O

VNO= 0,02*22,4 = 0,448 lít

Thí nghiệ m 2: nCu = 0,06, nNO3- = 0,08 mol và nH+= 0,16 mol

3Cu + 8H++ 2NO3- 3Cu2++ 2NO + 4H2O

Có thể có ý kiế n cho rằ ng có thể Al sẽ tác dụ ng vớ i Cu2+như ng trong trư ờ ng hợ p này điề u đó không xả y ra,

vì Alđã bị thụ độ ng hóa trong HNO3đặ c nguộ i và trở nên bề n vữ ng rồ i

Đáp án : A

Câu 19: nCu = 0,42 mol

3Cu + 8H++ 2NO3- 3Cu2++ 2NO + 4H2O

Thêm tiế p HCl để hào tan hế t Cu chư a tan

3Cu + 8H++ 2NO3- 3Cu2++ 2NO + 4H2O

Xét: Fe + 4HNO 3 Fe(NO ) + NO + 2H O , ta thấ y, sau phả n ứ ng, Fe còn dư 0,02 mol, do đó3 3 2

có thêm phả n ứ ng: Fe + 2Fe 3+ 3Fe 2+

Sau phả n ứ ng này, nFe cßn l¹i 3 = 0,06 mol

Từ phả n ứ ng hòa tan Cu: Cu + 2Fe 3+ Cu + 2Fe , ta dễ dàng có kế t quả2+ 2+

n = 0,03 mol hay m = 1,92g

Cách 2: Áp dụ ng công thứ c và giả i hệ phư ơ ng trình

Áp dụ ng công thứ c đã nêu ở phầ n phân tích, ta dễ dàng có số mol electron nhậ n tố i đa là 0,3 mol

Trong khi đó, nFe= 0,12 mol ne chotố i đa là 0,36 mol > ne nh ậ ntố i đa

Do đó, dung dị ch sau phả n ứ ng phả i bao gồ m cả Fe2+và Fe3+vớ i số mol tư ơ ng ứ ng là a và b Từ giả thiế t, ta

Cách 3: Áp dụ ng công thứ c và phư ơ ng pháp đư ờ ng chéo

Áp dụ ng phư ơ ng pháp đư ờ ng chéo cho hỗ n hợ p dung dị ch sau phả n ứ ng, ta có:

Dự a vào các đị nh luậ t bả o toàn, ta có thể coi các phả n ứ ng trong bài toán là phả n ứ ng củ a hỗ n hợ p (Fe, Cu)

vớ i dung dị ch HNO3vừ a đủ để tạ o thành sả n phẩ m cuố i cùng là Cu2+và Fe2+

Áp dụ ng công thứ c đã nêu ở phầ n phân tích, ta dễ dàng có số mol electron nhậ n là 0,3 mol

Câu 22: nCu = 0,3 mol , nH+= 1 mol, nNO3-= 0,5 mol

3Cu + 8H++ 2NO3- 3Cu2++ 2NO + 4H2O

Số mol H+ dư = 0,2 mol

Cho NaOH vào dung dị ch X

Dễ dàng nhẩ m đư ợ c n = 0,02 mol; n = 0,03 mol vµ nFe Cu e cho tèi ®a = 0,12 mol

Thay vào pt ion thu gọ n: 4H + NO + 3e + 3 NO + 2H O2

ta dễ dàng nhậ n thấ y H+và NO còn dư , do đó kim loạ i đã tan hế t thành Fe-3 3+

Kế t tủ a thu đư ợ c là Fe(OH)3và Cu(OH)2mà theo Bả o toàn điệ n tích thì:

-nCu2+= 0,16; nNO3-= 0,32 ; nH+= 0,4 Kim loạ i dư muố i Fe2+

3Fe + 2NO3-+ 8H+ 3Fe2++ 2NO + 4H2O (1) Fe + Cu2+ Fe2++ Cu (2)

2 2 3

Na BTNT.Fe

Dễ thấ y H+hế t do đó có ngay dd X

2

2 4

e

Fe n

Vớ i kiể u thi tự luậ n chúng ta phả i biệ n luậ n xem 8,78 là chấ t gì? Như ng vớ i thi trắ c nghiệ m làm thế là

không chấ p nhậ n đư ợ c vì rấ t mấ t thờ i gian cho nên ta sẽ giả sử trư ờ ng xả y ra vớ i xác suấ t cao nhât:

1 B 2 C 3 C 4 D 5 A 6 C 7 B 8 A 9 A 10 A

Câu 1: nFe = 0,18 mol

Kh ố i lư ợ ng oxi => mO= 12 – 10,08 = 1,92 gam => nO= 0,12 mol

Câu 3:Quu đổ i sắ t về FeO và Fe2O3

nFeCl2= 0,03 mol => mFeO = 0,03*72 = 2,16 gam

Khố i lư ợ ng Fe2O3= 4,56– 2,16 = 2,4 gam => nFe2O3= 0,015 mol

Khố i lư ợ ng muố i thu đư ợ c là mFeCl3= 0,03*162,5 = 4,875 gam

Câu 11: nFeCO3= 0,1 mol

Khi phả n ứ ng vớ i HNO3=> nFe(NO3)3= 0,1 mol

3Cu + 8H++ 2NO3- 3Cu2++ 2NO + 4H2O

Khố i lư ợ ng mFe2(SO4)3= mmu ố i– mFeSO4= 67,48– 17,48 = 50 gam

=>nFe2(SO4)3= 50/400 = 0,125 mol

Khố i lư ợ ng ban đâu ta quy đổ i về FeO và Fe2O3

=>m = mFeO + mFe2O3= 0,23*72 + 0,25*160 = 56,56 gam

Đáp án : C

Câu 18:

2 2

NO

Khi cho NaOH vào : BTNT.Na 2 4 Na

3

Na SO : 0,3

n 0,8NaNO : 0,2

Fe : x

10, 24

2 4

BTDT

3 3

2

0,15(mol) (Fe, Cu) 0,15.56 0,15.64 6, 4 24, 4(gam)

Đáp án : B

Câu 3:

Dung dị ch sau phả n ứ ng chứ a 0,01 mol Cu(NO3)2và 0,02 mol Fe(NO3)2

: 0, 2 :

:

Y X

Vì cuố i cùng ta có muố i 3

3 2 BT.NO

Áp dụ ng tăng giả m khố i lư ợ ng đố i vớ i Cu và Mg : 64 – 24 = 40

Gọ i số mol CuCl2là x và Cu(NO3)2 la y

Câu 18: nAgNO3= 0,16 mol

Giả sử không mấ t tính tổ ng quát củ a bài toán Ta cho phả n ứ ng Zn vớ i AgNO3

3a 2b 0, 3*3 / 4 nghiệ m âm loạ i

2 0,035(mol)

Al(NO ) : 0, 03Fe(NO ) : a(mol)

x 0, 04(mol)Ag

Cu(NO ) : x Fe : 0, 05

Fe : 0, 05 a

Đáp án : B

Câu 21: Oxit duy nhấ t là Fe2O3, nFe2O3= 0,125 mol => nFe = 0,25 mol

Mà vì nFe3+= 0,2 mol < 0,25 mol nên nFe phả n ứ ng = 0,05 mol

Vậ y, 3nAl + 2nFe pư = 2nCu2++ nFe3+=> nAl = 0,85/3 => mAl = 7,65 gam => mFe = 13,25 - 7,65 = 5,6gam

27, 37(gam)3

Câu 3: nCuSO4= 0,08 mol

Khí thoát raở anot: nO2= 0,01 mol

Tăng gấ p đôi cư ờ ng độ dòng điệ n => I = 11,58 (A)

Số mol e tro đổ i = 2nCu2+= 0,012*2 = 0,024 mol

-Khi điệ n phân trong thờ i gian gấ p đôi (2t), số mol khí tăng hơ n gấ p đôi chứ ng tỏ ngoài O2ở anot còn

có H2ở catot (H2O bị điệ n phân ở cả 2 điệ n cự c)

Câu 8:Ta có phư ơ ng trình điệ n phân:

Vì số mol NaOH dư 0,01 mol

+ Quá trìnhđiệ n phân

Cự c ( + ): Cu2++ 2e -> Cu

0,15 0,3 0,15 mol

Cự c ( - ) : H2O– 2e - > 1/2O2+ 2H+

0,3 0,075 0,3 mol+ Các phả n ứ ng xả y ra đố i vớ i dung dị ch Y

Quá trìnhđiên phân

Khí thoát ra là = 0,02 mol => x +0,01 = 0,02 => x = 0,01 mol

Số mol e trao đổ i = 0,02 + 0,04 = 0,06 mol

nNaCl = 2nCl2= 0,02 mol

nCuSO4= 0,03 mol

Tổ ng khố i lư ợ ng muố i ban đầ u là

m = mNaCl + mCuSO4= 0,02*58,5 + 0,03*160 = 5,97 gam

m = 80a + 102b = 9,1g

a = b = 0,05 mol m = 4(gam)

m = 64a + 102b = 8,3g

Phư ơ ng pháp Tăng – giả m khố i lư ơ ng:

Ta có: mgi¶m = mO trong CuO = 9,1 - 8,3 = 0,8g n = nO Cu = 0,05 mol mCuO = 4(gam) (nhẩ m)

Tỉ lệ Fe

3 4 O

Fe O

Đáp án : B

Câu 10: nCO2= 0,07 mol, nH2= 0,0525 mol vì Số mol nCO2> nH2

Ta nhiề n cùng biế t là oxit củ a sắ t

Tỉ lệ Fe

3 4 O

4

NO

BTE O

- Bài toán nhiệ t phân muố i nitrat trong đó cho biế t khố i lư ợ ng chấ t rắ n trư ớ c và sau phả n ứ ng ta

thư ờ ng dùng phư ơ ng pháp Tăng – giả m khố i lư ợ ng

- Khi nhiệ t phân muố i nitrat oxit thì sả n phẩ m khí sinh ra vừ a đủ hấ p thụ vào H2O để tạ o ra HNO3

Hư ớ ng dẫ n giả i:

Sơ đồ hóa phả n ứ ng, ta có: Cu(NO ) 3 2 CuO

Cứ 1 mol Cu(NO ) phả n ứ ng thì khố i lư ợ ng giả m là: 62 2 - 16 = 108g3 2

Câunày đề bài là vô lý vì trong tấ t cả các muố i % mođề u lớ n hơ n 28,8% thậ m chí là >50%

Ý tư ở ng củ a bài toán như sau :

3 2

2 3

3 2

20,5