Bài tập Sắt và hợp chất của sắt tác dụng với axit có tính oxi hóa: Dạng 2 Hóa học

Dạng 2: Bài tập Sắt và hợp chất của sắt tác dụng với axit có tính oxi hóa * Dãy điện hóa: K+ Na+ ..... Al3+ Zn2+ Fe2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+ H+ Cu2+ Fe3+ Hg2+ Ag+.... Tính oxi hóa của ion kim loại tăng dần K Na .... Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Fe2+ 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 VÍ DỤ MINH HỌA Ví dụ 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.

Lời giải = 0,3 mol .

* Giải: nFe = 0,45 mol; 2NOn Từ (2) → nO(pứ) = 0,225 mol.  Từ (1) m = mFe + mO = 25,2 + 0,225.16 = 33,6 gam (Đáp án A) Ví dụ 2: Hòa tan hoàn toàn 49,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 bằng H2SO4 đặc 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.

Lời giải



0, 4

mol . Gọi số mol Fe, O trong X lần lượt là a, b:

Fe (SO ) 4 3

= 140 gam. (Đáp án B)

2SOn = 8,96 22, 4 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)  Ví dụ 3: Cho 10,4 gam hỗn hợp X (gồm Fe, FeS, FeS2, S) tác dụng với dung dịch HNO3 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

Lời giải

+ ĐLBTKL: mX = mFe + mS = 10,4 (1)

Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!

1



Fe OH (



)

amol

Fe amol :



)

( Ba OH 

HNO  3



S bmol

bmol

  

  

SO 4

3  BaSO bmol 4

    

    

    

     + Trong quá trình: Fe, S nhường electron; N nhận electron. 

Mặt khác: (2)

2NOn

(3)

mol



Từ (1) (2) ta có hệ:

0,1 0,15

 

a   b 

2NOn

ĐLBTe ta có: 3nFe + 6nS = 10, 4 32 56   a b   107   233 a b 45, 65 mol  = 3  0,1 + 6  0,15 = 1,2 mol

Từ (3) ta có: → V = 1,2  22,4 = 26,88 (lít) Đáp án: A Ví dụ 4: 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.

Lời giải

n

Fe NO (

) 3 2



(2)

Fe NO (

HNO 3

) 3 2

(3) .180 (4)

Fe ( NO ) 3 2

 2.0,27 + 0,1 = 0,64 mol

3, 2



=0,27. 180= 48,6 gam.

0, 2

- 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) + 3 NOn + mmuối = m +  2 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 = Từ (4)  3HNOn → a = 0, 64 .

=> mMuối thu được =48,6 gam; a = 3,2. Ví dụ 5: Hỗn hợp X gồm (Fe, Fe2O3, Fe3O4, FeO) với số mol mỗi chất là 0,15 mol, hòa tan 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.

Lời giải

+ ĐLBTNT, BTKL: X gồm có: Fe, O. Với:

Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!

2

Fe On

FeOn + 3

+ 3 + 2 = 1,05 mol

Fen + FeOn

Fe On

2Hn (1)

= 1,2 mol

2Hn =n kl Fe = 0,15 mol.



Fe: + 4 O: + Trong quá trình: Fe nhường electron; O, H, N nhận electron.  ĐLBTe ta có: 3nFe = 3nNO + 2nO + 2 - 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:

Cu ( NO ) 3 2

1 2

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

n Cu NO (

) 3 2



Từ (1) 3,15 = 3nNO + 2,4 + 0,3  x = 0,15 mol  VNO = 0,1522,4 = 3,36 lít. Từ (2) 

d Cu ( NO ) 3 2

→ 2 V = 0,07lít = 75ml. (Đáp án A) = 0,075mol. 0, 075 1

Ví dụ 6: Dung dịch A gồm 0,4 mol HCl và 0,05 mol Cu(NO3)2. Cho m gam bột Fe vào dung 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).

n

2Cu

n  +3 NO

3, 2

).2

(

(3)

m  56

Lời giải + 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) - + 3e→ NO + 2H2O + Vì: 4H+ + NO3 0,4 0,1 0,1 mol( vừa đủ )(2) + Trong quá trình: Fe nhường electron; Cu2+, N nhận electron. - ĐLBT e: 2nFe = 2 Từ (1) (2) (3)  0, 2 = 0,1+0,3  m = 40 gam