Công thức toán học không thể tải, để xem trọn bộ tài liệu hoặc in ra làm bài tập, hãy tải file word về máy bạn nhé

MỤC LỤC

BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN

1. Lời giới thiệu 2

2. Tên sáng kiến: 2

3. Tác giả sáng kiến: 2

4. Chủ đầu tư tạo ra sáng kiến 2

5. Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: 2

6. Ngày sáng kiến được áp dụng lần đầu hoặc áp dụng thử: 2

7. Mô tả bản chất của sáng kiến: 2

7.1. Phương pháp nghiên cứu: 2

7.2. Nội dung sáng kiến: 3

7.2.1. Cơ sở lý thuyết: 3

7.2.1.1. SẮT 3

7.2.1.2. MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA SẮT 5

7.2.1.3. HỢP KIM CỦA SẮT 8

7.2.2. Phân dạng và phương pháp giải bài tập: 9

7.2.2.1. Dạng hỗn hợp sắt và các oxit phản ứng với chất oxi hóa mạnh: 9

7.2.2.3. Dạng khử không hoàn toàn Fe₂O₃ sau cho sản phẩm phản ứng với chất oxi hóa mạnh là HNO₃ hoặc H₂SO₄ đặc nóng: 12

7.2.2.4. Dạng hỗn hợp oxit sắt phản ứng với axit thường: H⁺ 13

7.2.2.5. Dạng sắt và hỗn hợp oxit sắt phản ứng với axit thường: H⁺ 13

7.2.2.6. Dạng chuyển đổi hỗn hợp tương đương: 14

7.2.2.7. Bài tập áp dụng và đáp án: 16

8. Những thông tin cần được bảo mật 21

21

9. Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến 21

10. Đánh giá lợi ích thu được 21

11. Danh sách những tổ chức/cá nhân đã tham gia áp dụng 22

BÁO CÁO KẾT QUẢ

NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN

1. Lời giới thiệu

Có rất nhiều chuyên đề, sáng kiến kinh nghiệm liên quan đến bài toán sắt và hợp chất của sắt được giới thiệu trong và ngoài tỉnh. Mỗi chuyên đề, sáng kiến đều tập trung làm rõ phương pháp giải bài tập và hướng giải quyết vấn đề. Tôi cũng xin mạnh dạn đưa ra sáng kiến do tôi tự viết về vấn đề trên nhằm bổ sung cho những chuyên đề đã được viết.

2. Tên sáng kiến:

“Phương pháp giải bài toán sắt và hợp chất của sắt”

3. Tác giả sáng kiến:

- Họ và tên: Trần Quang Phúc

- Địa chỉ tác giả sáng kiến: Trường THPT Ngô Gia Tự

Huyện Lập Thạch - Tỉnh Vĩnh Phúc

- Số điện thoại: 0972.081.676 E_mail:[email protected]

4. Chủ đầu tư tạo ra sáng kiến

Cá nhân tác giả cũng là chủ đầu tư tạo ra sáng kiến.

5. Lĩnh vực áp dụng sáng kiến:

Giảng dạy môn Hóa học bồi dưỡng học sinh ôn thi THPT QG.

6. Ngày sáng kiến được áp dụng lần đầu hoặc áp dụng thử:

Ngày 15/12/2019

7. Mô tả bản chất của sáng kiến:

7.1. Phương pháp nghiên cứu:

Để đạt được mục đích đã đề ra trong quá trình nghiên cứu tôi đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:

- Nghiên cứu tài liệu: sách giáo khoa, sách giáo viên, tài liệu và sách tham khảo,……

- Nghiên cứu và tổng kết kinh nghiệm giảng dạy.

- Phân tích, tổng hợp và hệ thống lí thuyết.

- Tổng hợp các dạng bài toán có liên quan đến nội dung nghiên cứu .

7.2. Nội dung sáng kiến:

7.2.1. Cơ sở lý thuyết:

7.2.1.1. SẮT

7.2.1.1.1. Vị trí trong bảng tuần hoàn

- Cấu hình e nguyên tử: ₂₆Fe: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s².

- Vị trí: Fe thuộc ô 26, chu kì 4, nhóm VIIIB.

- Cấu hình e của các ion được tạo thành từ Fe:            

Fe²⁺     1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶

Fe³⁺     1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵

7.2.1.1.2. Tính chất vật lí

- Màu trắng hơi xám, dẻo, dễ rèn, dễ dát mỏng, kéo sợi; dẫn nhiệt và dẫn điện kém đồng và nhôm.

- Sắt có tính nhiễm từ nhưng ở nhiệt độ cao (800⁰C) sắt mất từ tính. T⁰_nc = 1540⁰C.

7.2.1.1.3. Trạng thái tự nhiên

     Là kim loại phổ biến sau nhôm, tồn tại chủ yếu ở các dạng:

- Hợp chất: oxit, sunfua, silicat...

- Quặng: hematit đỏ (Fe₂O₃ khan), hematit nâu (Fe₂O₃.nH₂O), manhetit (Fe₃O₄), xiđerit (FeCO_­3) và pirit (FeS₂).

7.2.1.1.4. Tính chất hóa học

     Fe là chất khử trung bình. Trong các phản ứng, Fe có thể nhường 2 hoặc 3e:

Fe → Fe³⁺ + 3e

Fe → Fe²⁺ + 2e

7.2.1.1.4.1. Tác dụng với các phi kim

     Sắt tác dụng với hầu hết các phi kim khi đun nóng:

- Với halogen → muối sắt (III) halogenua (trừ iot tạo muối sắt II):

2Fe + 3X₂ → 2FeX₃ (t⁰)

- Với O­₂:                    

3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄ (t⁰)

Thực tế khi giải các bài tập thường gặp trường hợp tạo ra hỗn hợp gồm Fe và các oxit sắt.

- Với S:                      

Fe + S → FeS (t⁰)

7.2.1.1.4.2. Tác dụng với nước

- Fe không tác dụng với nước ở nhiệt độ thường, ở nhiệt độ cao, sắt phản ứng mạnh với hơi nước:

3Fe + 4H₂O → Fe₃O₄ + 4H₂ (< 570⁰C)

Fe + H₂O → FeO + H₂ (> 570⁰C)

7.2.1.1.4.3. Tác dụng với dung dịch axit

a. Với H⁺ (HCl, H₂SO₄ loãng... ) → muối  sắt (II) + H₂

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

Fe + H₂SO₄ loãng → FeSO₄ + H₂

b. Tác dụng với các axit có tính oxi hóa mạnh (HNO₃, H₂SO₄ đậm đặc)

- Fe thụ động với H₂SO₄ đặc nguội và HNO₃ đặc nguội → có thể dùng thùng Fe chuyên chở axit HNO₃ đặc nguội và H₂SO₄ đặc nguội.

- Với dung dịch HNO₃ loãng → muối sắt (III) + NO + H₂O:

Fe + 4HNO₃ loãng → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

- Với dung dịch HNO₃ đậm đặc → muối sắt (III) + NO₂ + H₂O:

Fe + 6HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O

- Với dung dịch H_2­SO₄ đậm đặc và nóng → muối sắt (III) + H₂O + SO₂:

2Fe+ 6H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

Chú ý: Sản phẩm sinh ra trong phản ứng của Fe với HNO₃ hoặc H₂SO₄ đậm đặc là muối sắt (III) nhưng nếu sau phản ứng có Fe dư hoặc có Cu thì tiếp tục xảy ra phản ứng:

2Fe³⁺ + Fe → 3Fe³⁺             

Hoặc          

2Fe³⁺ + Cu → 2Fe²⁺ + Cu²⁺              

7.2.1.1.4.4. Tác dụng với dung dịch muối

- Fe đẩy được những kim loại yếu hơn ra khỏi muối → muối sắt (II) + kim loại.

Fe + CuCl₂ → Cu + FeCl₂

- Fe tham gia phản ứng với muối Fe³⁺ → muối sắt (II):

2FeCl₃ + Fe → 3FeCl₂

Chú ý: Với muối Ag⁺, Fe có thể tham gia phản ứng để tạo thành muối Fe³⁺:

Fe + 2AgNO₃ → Fe(NO₃)₂ + 2Ag

Fe(NO₃)₂ + AgNO₃ dư → Fe(NO₃)₃ + Ag

7.2.1.2. MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA SẮT

7.2.1.2.1. Các oxit sắt (FeO, Fe₃O₄, Fe₂O₃)

7.2.1.2.1.1. FeO 

- Là chất rắn, đen, không tan trong nước.

- Tính chất hoá học:

+ Là oxit bazơ:

FeO + 2HCl → FeCl₂ + H₂

FeO + H₂SO₄ loãng → FeSO₄ + H₂O

+ FeO là chất oxi hóa khi tác dụng với các chất khử mạnh: H₂, CO, Al → Fe:

FeO + H₂ → Fe + H₂O (t⁰)

FeO + CO → Fe + CO₂ (t⁰)

3FeO + 2Al → Al₂O₃ + 3Fe (t⁰)

+ FeO là chất khử khi tác dụng với các chất có tính oxi hóa mạnh:

4FeO + O₂ → 2Fe₂O₃

3FeO + 10HNO₃ loãng → 3Fe(NO₃)₃ + NO + 5H₂O

- Điều chế FeO:

FeCO₃ → FeO + CO₂ (nung trong điều kiện không có không khí)

Fe(OH)₂ → FeO + H₂O (nung trong điều kiện không có không khí)

7.2.1.2.1.2. Fe₃O₄ (FeO.Fe₂O₃)

- Là chất rắn, đen, không tan trong nước và có từ tính.

- Tính chất hoá học:

+ Là oxit bazơ:                        

Fe₃O₄ + 8HCl → 2FeCl₃ + FeCl₂ + 4H₂O

Fe₃O₄ + 4H₂SO₄ loãng → Fe₂(SO₄)₃ + FeSO₄ + 4H₂O

+ Fe₃O₄ là chất khử:               

3Fe₃O₄ + 28HNO₃ → 9Fe(NO₃)₃ + NO + 14H₂O

+ Fe₃O₄ là chất oxi hóa:         

Fe₃O₄ + 4H₂ → 3Fe + 4H₂O (t⁰)

Fe₃O₄ + 4CO → 3Fe + 4CO₂ (t⁰)

3Fe₃O₄ + 8Al → 4Al₂O₃ + 9Fe (t⁰)

- Điều chế: thành phần quặng manhetit

3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄ (t⁰)

3Fe + 4H₂O → Fe₃O₄ + 4H₂ (< 570⁰C)

7.2.1.2.1.3. Fe₂O₃

- Là chất rắn, nâu đỏ, không tan trong nước.

- Tính chất hoá học:

+ Là oxit bazơ:            

Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O

Fe₂O₃ + 3H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O

Fe₂O₃ + 6HNO₃ → 2Fe(NO₃)₃ + 3H₂O

+ Là chất oxi hóa:        

Fe₂O₃ + 3H₂ → 2Fe + 3H₂O (t⁰)

Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂ (t⁰)

Fe₂O₃ + 2Al → Al₂O₃ + 2Fe (t⁰)

- Điều chế: thành phần của quặng hematit

2Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ + 3H₂O (t⁰)

7.2.1.2.2. Các hiđroxit của Fe (Fe(OH)₂ và Fe(OH)₃)

7.2.1.2.2.1. Fe(OH)₂

- Là chất kết tủa màu trắng xanh.

- Là bazơ không tan:

+ Bị nhiệt phân:          

Fe(OH)₂ → FeO + H₂O (nung trong điều kiện không có không khí)

4Fe(OH)₂ + O₂ → 2Fe₂O₃ + 4H₂O (nung trong không khí)

+ Tan trong axit không có tính oxi hóa → muối sắt (II) và nước:

Fe(OH)₂ + 2HCl → FeCl₂ + 2H₂O

+ Có tính khử (do Fe có mức oxi hóa +2):

4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O → 4Fe(OH)₃

3Fe(OH)₂ + 10HNO₃ loãng → 3Fe(NO₃)₃ + NO + 8H₂O

- Điều chế:      

Fe²⁺ + 2OH^-  → Fe(OH)₂ (trong điều kiện không có không khí)

7.2.1.2.2.2. Fe(OH)₃

- Là chất kết tủa màu nâu đỏ.

- Tính chất hoá học:

+ Là bazơ không tan:

* Bị nhiệt phân:                                              

2Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ + 3H₂O

* Tan trong axit → muối sắt (III):                  

Fe(OH)₃ + 3HCl → FeCl₃ + 3H₂O

Fe(OH)₃ + 3HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + 3H₂O

- Điều chế:                                                      

Fe³⁺ + 3OH^- → Fe(OH)₃

7.2.1.2.3. Muối sắt

7.2.1.2.3.1. Muối sắt (II)

     Không bền, có tính khử, khi tác dụng với chất oxi hóa tạo thành muối sắt (III).

2FeCl₂ + Cl₂ → 2FeCl₃

3Fe(NO₃)₂ + 4HNO₃ → 3Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

2FeSO₄ + 2H₂SO₄ đặc nóng → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 2H₂O

10FeSO₄ + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ → 5Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 8H₂O

6FeSO₄ + K₂Cr₂O₇ + 7H₂SO₄ → 3Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + 7H_­2O

Chú ý: Các muối sắt (II) không tan như FeCO₃, FeS, FeS₂ bị đốt nóng trong không khí tạo Fe₂O₃.

2FeCO₃ + 1/2O₂ → Fe₂O₃ + 2CO₂

4FeS + 9O₂ → 2Fe₂O₃ + 4SO₂

4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂

7.2.1.2.3.2. Muối sắt (III)         

- Có tính oxi hóa khi tác dụng với chất khử.

2FeCl₃ + Cu → CuCl₂ + 2FeCl₂

2FeCl₃ + 2KI → 2FeCl₂ + 2KCl + I₂

2FeCl₃ + H₂S → 2FeCl₂ + 2HCl + S

- Các dung dịch muối sắt (III) có môi trường axit:

Fe³⁺ + 3H₂O ↔ Fe(OH)₃ + 3H⁺

- Khi cho muối sắt (III) tác dụng với các kim loại cần lưu ý:

     + Nếu kim loại là Na, Ca, K, Ba + H₂O → Kiềm + H₂. Kiềm + Fe³⁺ → Fe(OH)₃

     + Nếu kim loại không tan trong nước và đứng trước Fe + Fe³⁺ → Fe²⁺ → Fe

     + Nếu kim loại là Cu hoặc Fe + Fe³⁺ → Fe²⁺

- Các muối sắt (III) bị thủy phân hoàn toàn trong môi trường kiềm:

2FeCl₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O → 2Fe(OH)₃ + 6NaCl + 3CO_2­

7.2.1.3. HỢP KIM CỦA SẮT

7.2.1.3.1. Gang

- Là hợp kim sắt - cacbon trong đó hàm lượng C từ 2 - 5%.

- Gang gồm gang xám và gang trắng:

     + Gang xám: chứa nhiều tinh thể C nên có màu xám; kém cứng và kém giòn hơn gang trắng.

     + Gang trắng: chứa nhiều tinh thể hợp chất hóa học Fe₃C nên có màu sáng. Rất cứng và giòn thường được dùng để luyện thép.

- Luyện gang:

* Nguyên liệu:

+ Quặng sắt: cung cấp Fe (phải chứa trên 30% Fe, chứa ít S, P).

+ Chất chảy: CaCO₃ (nếu quặng lẫn silicat) hoặc SiO₂ (nếu quặng lẫn đá vôi)  để làm giảm nhiệt độ nóng chảy và tạo xỉ.

+ Không khí giàu oxi và nóng: để tạo chất khử CO và sinh nhiệt.

+ Than cốc (tạo chất khử CO; tạo nhiệt và tạo gang).

* Các phản ứng xảy ra trong lò cao khi luyện gang:

+ Phản ứng tạo chất khử.       

C + O₂ → CO₂

CO₂ + C → 2CO

+ Phản ứng khử Fe₂O₃.          

CO + 2Fe₂O₃  → Fe₃O₄ + CO­₂

Fe₃O₄ + CO → 3FeO + CO₂

FeO + CO → Fe + CO₂

+ Phản ứng tạo xỉ.                  

CaCO₃ → CaO + CO₂

CaO + SiO₂ → CaSiO₃

7.2.1.3.2. Thép

- Là hợp kim của Fe và C trong đó hàm lượng C ít hơn 2%C (theo khối lượng).

- Nguyên liệu: tùy theo phương pháp: Gang, sắt, thép phế liệu, chất chảy, không khí nóng, dầu mazut.

- Nguyên tắc: khử các tạp chất Mn, Si, Ca, S, P có trong gang.

- Các phản ứng xảy ra trong quá trình luyện thép:

C + O₂ → CO₂

S + O₂ → SO_2­

Si + O₂ → SiO₂

CaO + SiO₂ → CaSiO₃ (xỉ)

7.2.2. Phân dạng và phương pháp giải bài tập:

7.2.2.1. Dạng hỗn hợp sắt và các oxit phản ứng với chất oxi hóa mạnh:

Đề bài: Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe₂O₃ và Fe₃O₄ phản ứng hết với 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. Tính m ?

Phân tích đề: Ta coi như trong hỗn hợp X ban đầu gồm Fe và O. Như vậy xét cả quá trình chất nhường e là Fe chất nhận e là O và . Nếu chúng ta biết được số tổng số mol Fe trong X thì sẽ biết được số mol muối Fe(NO₃)₃ trong dung dịch sau phản ứng. Do đó chúng ta sẽ giải bài toán này như sau:

Giải: Số mol NO = 0,06 mol.

Gọi số mol Fe và O tương ứng trong X là x và y ta có: 56x + 16y = 11,36 (1).

Quá trình nhường và nhận e:

Chất khử Chất oxi hóa

y

2y

y

3x

x

Tổng electron nhường: 3x (mol) Tổng electron nhận: 2y + (mol)

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x = 2y + (2)

Từ (1) và (2) ta có hệ

Giải hệ trên ta có x = 0,16 và y = 0,15

Như vậy mol vậy m = 38,72 gam.

Với bài toán này ta cũng có thể quy về bài toán kinh điển: Đốt m gam sắt sau phản ứng sinh ra 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe₂O₃ và Fe₃O₄ . Hỗn hợp này phản ứng hết với dung dịch HNO₃ loãng (dư), thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc).

Chúng ta sẽ tính m rồi từ suy ra số mol Fe và từ đó tính số mol của sắt.

Phát triển bài toán:

Trường hợp 1: Cho nhiều sản phẩm sản phẩm khử như NO₂, NO­ ta có vẫn đặt hệ bình thường tuy nhiên chất nhận e bây giờ là HNO₃ thì cho 2 sản phẩm.

Trường hợp 2: Nếu đề ra yêu cầu tính thể tích hoặc khối lượng của HNO₃ thì ta tính số mol dựa vào bảo toàn nguyên tố N khi đó ta sẽ có:

7.2.2.2. Dạng đốt cháy Sắt trong không khí rồi cho sản phẩm phản ứng với chất oxi hóa

Đề bài 1: Nung nóng 12,6 gam Fe ngoài không khí sau một thời gian thu được m gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe₂O₃ và Fe₃O₄ . Hỗn hợp này phản ứng hết với dung dịch H₂SO₄ đặc nóng (dư), thu được 4,2 lít khí SO₂ (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Tính m?

Phân tích đề: Sơ đồ phản ứng

Fe phản ứng với Oxi cho 3 sản phẩm oxit và lượng sắt dư, sau đó hỗn hợp oxit này phản ứng với H₂SO₄ đặc nóng đưa lên sắt +3. Trong quá trình Oxi nhận e để đưa về O^2- có trong oxit và H₂SO₄(+6) nhận e để đưa về SO₂ (+4).

Như vậy: + Khối lượng oxit sẽ là tổng của khối lượng sắt và oxi.

+ Cả quá trình chất nhường e là Fe chất nhận là O và H₂SO₄.

Giải:Ta có , n_Fe = 0,225 mol

Gọi số mol oxi trong oxit là x ta có:

Chất khử Chất oxi hóa

x

2x

0,225 x 3

0,225

Tổng electron nhường: 0,675 mol Tổng electron nhận: 2x + 0,375 (mol)

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 0,675 = 2x + 0,375 x = 0,15

Mặt khác ta có: nên: m = 12,6 + 0,15x16 = 15 (gam).

ĐS: 15 gam.

Đề Bài 2: Nung nóng m gam bột sắt ngoài không khí, sau phản ứng thu được 20 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe₂O₃ và Fe₃O₄ . Hòa tan hết X trong dung dịch HNO₃ loãng thu được 5,6 lít hỗn hợp khí Y gồm NO và NO₂ có tỉ khối so với H₂ là 19. Tính m và thể tích HNO₃ 1M đã dùng?

Phân tích đề: sơ đồ phản ứng

+ Hỗn hợp X gồm Fe và O trong oxit.

+ Xét cả quá trình ta thấy chỉ có Fe nhường e, Chất nhận e là Oxi và HNO₃ .

+ HNO₃ nhận e để cho NO và NO₂.

+ Số mol HNO₃ ban đầu bằng số mol HNO₃ trong muối và chuyển về các khí.

Giải: Theo đề ra ta có:

Gọi số mol Fe và O tương ứng trong X là x và y ta có: 56x + 16y = 20 (1).

Quá trình nhường và nhận e:

Chất khử Chất oxi hóa

x

3x

y

2y

y

Tổng electron nhường: 3x mol Tổng electron nhận: 2y + 0,125+ 0,125x3 (mol)

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x = 2y + 0,5 (2) Từ (1) và (2) ta có hệ

Giải hệ trên ta có x = 0,3 và y = 0,2

Như vậy n_Fe = 0,3 mol vậy m = 16,8 gam.

Theo định luật bảo toàn nguyên tố ta có:

nên mol.

Vậy

7.2.2.3. Dạng khử không hoàn toàn Fe₂O₃ sau cho sản phẩm phản ứng với chất oxi hóa mạnh là HNO₃ hoặc H₂SO₄ đặc nóng:

Đề ra: Cho một luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m gam Fe₂O₃ nung nóng. Sau một thời gian thu được 10,44 gam chất rắn X gồm Fe, FeO, Fe₂O₃ và Fe₃O₄ . Hòa tan hết X trong dung dịch HNO₃ đặc, nóng thu được 4,368 lít NO₂ (sản phẩm khử duy nhất ở đktc). Tính m ?

Phân tích đề: Sơ đồ phản ứng

Trong trường hợp này xét quá trình đầu và cuối ta thấy chất nhường e là CO, chất nhận e là HNO₃. Nhưng nếu biết tổng số mol Fe trong oxit ta sẽ biết được số mol Fe₂O₃. Bởi vậy ta dùng chính dữ kiện bài toán hòa tan x trong HNO₃ đề tính tổng số mol Fe.

Giải: Theo đề ra ta có:

Gọi số mol Fe và O tương ứng trong X là x và y ta có: 56x + 16y = 10,44 (1).

Quá trình nhường và nhận e:

Chất khử Chất oxi hóa

x

3x

y

2y

y

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x = 2y + 0,195 (2)

Từ (1) và (2) ta có hệ

Giải hệ trên ta có x = 0,15 và y = 0,1275

Như vậy n_Fe = 0,15 mol nên m = 12 gam.

Nhận xét:

Dĩ nhiên trong bài toán trên ta cũng có thể giải theo cách tính số mol O bị CO lấy theo phương trình:

và

Sau đó dựa vào định luật bảo toàn khối lượng ta có: m = 10,44 + m_O^.

7.2.2.4. Dạng hỗn hợp oxit sắt phản ứng với axit thường: H⁺

Tổng quan về dạng này:

Đây không phải là phản ứng oxi hóa khử mà chỉ là phản ứng trao đổi. Trong phản ứng này ta coi đó là phản ứng của: và tạo ra các muối Fe²⁺ và Fe³⁺ trong dung dịch. Như vậy nếu biết số mol H⁺ ta có thể biết được khối lượng của oxi trong hỗn hợp oxit và từ đó có thể tính được tổng số mol sắt trong hỗn hợp ban đầu.

Đề ra:

Cho 7,68 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe₃O₄, Fe₂O₃ tác dụng vừa hết với 260 ml HCl 1M thu được dung dịch X. Cho X phản ứng với dung dịch NaOH dư thu được kết tủa Y. Nung Y ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được đến khối lượng không đổi được m(g) chất rắn. Tính m

Phân tích đề: Sơ đồ

+ Ta coi H⁺ của axit chỉ phản ứng với O^2- của oxit

+ Toàn bộ Fe trong oxit chuyển về Fe₂O₃

+ Từ số mol H⁺ ta có thể tính được số mol O trong oxit từ đó có thể tính được lượng Fe có trong oxit.

+ Nung các kết tủa ngoài không khí đều thu được Fe₂O₃

Giải: Ta có

Theo phương trình: trong O^2- là oxi trong hỗn hợp oxit

0,26 0,13

mà theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: m_Fe + m_O =7,68

Nên m_Fe = 7.68 – 0,13x16 =5,6(gam) n_Fe = 0,1 mol

Ta lại có 2FeFe₂O₃

0,1 0,05

Vậy m = 0,05x160 = 8 gam.

Nhận xét: Ngoài cách giải trên ta cũng có thể quy hỗn hợp về chỉ còn FeO và Fe₂O₃ vì Fe₃O₄ coi như là hỗn hợp của FeO.Fe₂O₃ với số mol như nhau.

7.2.2.5. Dạng sắt và hỗn hợp oxit sắt phản ứng với axit thường: H⁺

Tổng quan về dạng này:

Dạng này cơ bản giống dạng thứ 4 tuy nhiên sản phẩm phản ứng ngoài H₂O còn có H₂ do Fe phản ứng. Như vậy liên quan đến H⁺ sẽ có những phản ứng sau:

Như vậy chúng ta có thể dựa vào tổng số mol H⁺ và số mol H₂ để tìm số mol của O^2- từ đó tính được tổng số mol của Fe.

Đề ra:

Cho 20 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe₃O₄, Fe₂O₃ tác dụng vừa hết với 700 ml HCl 1M thu được dung dịch X và 3,36 lít khí H₂ (đktc). Cho X phản ứng với dung dịch NaOH dư thu được kết tủa Y. Nung Y ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được đến khối lượng không đổi được m(g) chất rắn. Tính m

Phân tích đề: Sơ đồ

+ Ta coi H⁺ của axit vừa nhận electron để thành H₂ và phản ứng với O^2- của oxit

+ Toàn bộ Fe trong oxit cuối cùng chuyển về Fe₂O₃

+ Từ tổng số mol H⁺ và số mol H₂ ta có thể tính được số mol O trong oxit từ đó tính được lượng Fe có trong oxit.

Giải: Ta có

Ta có phương trình phản ứng theo H⁺.

Từ (1) ta có (vì số mol H₂=0,15mol) như vậy số mol H⁺ phản ứng theo phản ứng (2) là 0,4 mol( tổng 0,7 mol). Vậy số mol O^2- là: 0,2 mol.

mà theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: m_Fe + m_O =7,68

Nên m_Fe = 20 – 0,2x16 =16,8 (gam) n_Fe = 0,3 mol

Ta lại có 2FeFe₂O₃

0,3 0,15

Vậy m = 0,15x160 = 24 gam.

7.2.2.6. Dạng chuyển đổi hỗn hợp tương đương:

Tổng quan:

Trong số oxit sắt thì ta coi Fe₃O₄ là hỗn hợp của FeO và Fe₂O₃ có số mol bằng nhau. Như vậy có thể có hai dạng chuyển đổi. Khi đề ra cho số mol FeO và Fe₂O₃ có số mol bằng nhau thì ta coi như trong hỗn hợp chỉ là Fe₃O_4. còn nếu không có dữ kiện đó thì ta coi hỗn hợp là FeO và Fe₂O₃. Như vậy hỗn hợp từ 3 chất ta có thể chuyển thành hỗn hợp 2 chất hoặc 1 chất tương đương.

Bài 1: Hỗn hợp A gồm FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄ (trong đó số mol FeO bằng số mol Fe₂O₃). Hòa tan 4,64 gam trong dung dịch H₂SO₄ loãng dư được 200 ml dung dịch X . Tính thể tích dung dịch KMnO₄ 0,1M cần thiết để chuẩn độ hết 100 ml dung dịch X?

Phân tích đề:

Theo để ra số mol FeO bằng số mol của Fe₂O₃ nên ta coi như hỗn hợp chỉ có Fe₃O₄. Sau khi phản ứng với H₂SO₄ sẽ thu được 2 muối là FeSO₄ và Fe₂(SO₄)₃. Dung dịch KMnO₄ tác dụng với FeSO₄ trong H₂SO₄ dư. Như vậy từ số số mol của Fe₃O₄ ta có thể tính được số mol của FeSO₄ từ đó tính số mol KMnO₄ theo phương trình phản ứng hoặc phương pháp bảo toàn electron.

Giải: Vì số mol của FeO bằng số mol của Fe₂O₃ nên ta coi hỗn hợp

Ta có

Ptpư: Fe₃O₄ + 4H₂SO₄ FeSO₄ + Fe₂(SO₄)₃ + 4H₂O

0,02 0,02

Trong 100 ml X sẽ có 0,01 mol FeSO₄ nên:

10FeSO₄ + 2KMnO₄ +8H₂SO₄ 5Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄+2MnSO₄+8H₂O

0,01 0,002

Như vậy ta có hay 20 ml.

Bài tập 2: Cho m gam hỗn hợp oxit sắt gồm FeO, Fe₃O₄ và Fe₂O₃ tan vừa hết trong dung dịch H₂SO₄ tạo thành dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được 70,4 gam muối, mặt khác cho Clo dư đi qua X rồi cô cạn thì thu được 77,5 gam muối. Tính m?

Phân tích đề:

Cho oxit tác dụng với H₂SO₄ ta sẽ thu được 2 muối FeSO₄ và Fe₂(SO₄)₃. Do đó ta có thể coi hỗn hợp ban đầu chỉ gồm hai oxit FeO và Fe₂O₃. Ta thấy khối lượng muối tăng lên đó là do phản ứng:

2Fe²⁺ + Cl₂ 2Fe³⁺ + 2Cl^-

Như vậy khối lượng tăng lên đó là khối lượng của Clo. Vậy từ khối lượng của Clo ta có thể tính ra số mol của Fe²⁺ từ đó tính được số mol FeO, mặt khác ta có tổng khối lượng muối FeSO₄ và Fe₂(SO₄)₃ mà biết được FeSO₄ vậy từ đây ta tính được Fe₂(SO₄)₃ và như vậy biết được số mol của Fe₂O_3.

Giải:

Coi hỗn hợp gồm FeO và Fe₂O₃ ta có phương trình phản ứng:

FeO + H₂SO₄ FeSO₄ + H₂O

Fe₂O₃ + 3H₂SO₄ Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O

Khối lượng tăng lên đó chính là khối lượng của Cl^- có trong muối theo phương trình:

2Fe²⁺ + Cl₂ 2Fe³⁺ + 2Cl^-

Vậy Như vậy số

Mà vậy

Nên

Do đó

Vậy m = 30,4 gam

7.2.2.7. Bài tập áp dụng và đáp án:

Câu 1: Trộn 8,1 gam bột Al với 35,2 gam hỗn hợp rắn X gồm Fe, Fe₃O₄, FeO, Fe₂O₃ và Fe(NO₃)₂ thu được hỗn hợp Y. Hòa tan hoàn toàn Y vào dung dịch chứa 1,9 mol HCl và 0,15 mol HNO₃ khuấy đều cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch Z (không chứa ion NH) và 0,275 mol hỗn hợp khí T gồm NO và N₂O. Cho dung dịch AgNO₃ đến dư vào dung dịch Z. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch M; 0,025 mol khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N⁺⁵) và 280,75 gam kết tủa. Phần trăm khối lượng của Fe(NO₃)₂ trong Y là

A. 76,70%. B. 41,57%. C. 51,14%. D. 62,35%.

Câu 2: Hỗn hợp X gồm khí Cl₂ và O₂. Cho 4,928 lít X (ở đktc) tác dụng hết với 15,28 gam hỗn hợp Y gồm Mg và Fe, thu được 28,56 gam hỗn hợp Z. Các chất trong Z tác dụng hết với dung dịch HNO₃ loãng (dùng vừa đủ), thu được dung dịch T và 2,464 lít khí không màu hóa nâu trong không khí (là sản phẩm khử duy nhất và ở đktc). Khối lượng muối khan thu được khi cô cạn dung dịch T là

A. 73,34 gam. B. 63,9 gam. C. 70,46 gam. D. 61,98 gam.

Câu 3: Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp X gồm Al, Fe₂O₃, CuO trong khí trơ ở nhiệt độ cao, sau một thời gian thu được hỗn hợp rắn Y. Cho Y tác dụng với dung dịch NaOH dư, thu được 21,504 lít khí H₂ (đktc) và còn lại hỗn hợp rắn Z. Cho Z tác dụng với dung dịch CuSO₄ dư, thấy khối lượng chất rắn T thu được sau phản ứng tăng 1,6 gam so với khối lượng của Z. Hòa tan hoàn toàn T bằng 426 gam dung dịch HNO₃ 35% (dư 25% so với lượng cần thiết), thu được 8,8 gam NO (sản phẩm khử duy nhất của N⁺⁵) và thấy khối lượng dung dịch tăng 40,16 gam. Phần trăm về khối lượng của Fe₂O₃ trong hỗn hợp X gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 38%. B. 39%. C. 36%. D. 37%.

Câu 4: Hòa tan hoàn toàn 17,44 gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe₃O₄, Fe₂O₃, CuO, Cu, Mg, MgO (trong đó oxi chiếm 18,35% về khối lượng) trong dung dịch chứa 0,804 mol HNO₃ loãng (dư 20% so với lượng cần cho phản ứng), kết thúc các phản ứng thu được dung dịch Y và V lít (đktc) hỗn hợp khí Z gồm N₂ và N₂O (tỷ lệ số mol tương ứng là 2:3). Cho dung dịch NaOH tới dư vàoY rồi đun nóng, không có khí thoát ra. Giá trị của V là

A. 0,56. B. 0,448 . C. 1,39. D. 1,12.

Câu 5: Hòa tan hoàn toàn 8,6 gam hỗn hợp Al, Mg, Fe, Zn vào 100 gam dung dịch gồm KNO₃ 1M và H₂SO₄ 2M, thu được dung dịch X chứa 43,25 gam muối trung hòa và hỗn hợp khí Y (trong đó H₂ chiếm 4% khối lượng Y). Cho một lượng KOH vào X, thu được dung dịch chỉ chứa một chất tan và kết tủa Z (không có khí thoát ra). Nung Z trong không khí đến khối lượng không đổi được 12,6 gam chất rắn. Nồng độ phần trăm của FeSO₄ trong X gần giá trị nào nhất sau đây?

A. 7,50%. B. 7,00%. C. 7,75%. D. 7,25%.

Câu 6: Hòa tan hết 20 gam hỗn hợp X gồm Cu và các oxit sắt (trong hỗn hợp X oxi chiếm 16,8% về khối lượng) cần vừa đúng dung dịch hỗn hợp A chứa b mol HCl và 0,2 mol HNO₃ thu được 1,344 lít NO (đktc) là sản phẩm khử duy nhất và dung dịch Y. Cho dung dịch Y tác dụng với một lượng dung dịch AgNO₃ vừa đủ thu được m gam kết tủa và dung dịch Z. Cho dung dịch Z tác dụng với một lượng dư dung dịch NaOH, lọc kết tủa, nung đến khối lượng không đổi thu được 22,4 gam chất rắn. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là

A. 70,33. B. 76,81. C. 83,29. D. 78,97.

Câu 7: Cho m gam hỗn hợp M gồm Al (6x mol), Zn (7x mol), Fe₃O₄, Fe(NO₃)₂ tác dụng hết với 250 gam dung dịch H₂SO₄ 31,36%, thu được dung dịch X chỉ chứa các muối trung hòa và 0,16 mol hỗn hợp Y chứa hai khí NO, H₂ có đối với He bằng 6,625. Cô cạn dung dịch X thu được (m + 60,84) gam muối. Nếu nhỏ từ từ dung dịch KOH 2M vào dung dịch X đến khi không còn phản ứng nào xảy ra thì vừa hết 1 lít dung dịch KOH. Nồng độ phần trăm của FeSO₄ có trong dung dịch X là

A. 10,28%. B. 10,43%. C. 19,39%. D. 18,82%.

Câu 8: Hòa tan hoàn toàn 15,6 gam hỗn hợp gồm Fe, Fe₃O₄, Fe₂O₃, Mg, MgO và CuO vào 200 gam dung dịch H₂SO₄ và NaNO₃, thu được dung dịch X chỉ chứa muối sunfat trung hòa của kim loại, hỗn hợp khí Y gồm 0,01 mol N₂O và 0,02 mol NO. Cho X phản ứng với dung dịch Ba(OH)₂ dư, thu được 89,15 gam kết tủa. Lọc kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được 84,386 gam chất rắn. Nồng độ phần trăm của FeSO₄ trong X có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 0,85. B. 1,06. C. 1,45. D. 1,86.

Câu 9: Hòa tan hết 16,58 gam hỗn hợp X gồm Al; Mg; Fe; FeCO₃ trong dung dịch chứa 1,16 mol NaHSO₄ và 0,24 mol HNO₃, thu được dung dịch Z (chỉ chứa muối trung hòa) và 6,89 gam hỗn hợp khí Y gồm CO₂; N₂; NO; H₂ (trong Y có 0,035 mol H₂ và tỉ lệ mol NO : N₂ bằng 2 : 1). Dung dịch Z phản ứng được tối đa với 1,46 mol NaOH, lọc lấy kết tủa đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được 8,8 gam chất rắn. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Phần trăm khối lượng Fe đơn chất trong X là

A. 16,89%. B. 20,27%. C. 33,77%. D. 13,51%.

Câu 10: Cho 28 gam hỗn hợp X gồm Fe; Fe₃O₄; CuO vào dung dịch HCl, thu được 3,2 gam một kim loại không tan, dung dịch Y chỉ chứa muối và 1,12 lít H₂ (đktc). Cho Y vào dung dịch AgNO₃ dư, thu được 132,85 gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Khối lượng Fe₃O₄ trong X là:

A. 5,8 gam. B. 14,5 gam. C. 17,4 gam. D. 11,6 gam.

Câu 11: Có 3,94 gam hỗn hợp X gồm bột Al và Fe₃O₄ (trong đó Al chiếm 41,12% về khối lượng), thực hiện phản ứng nhiệt nhôm hoàn toàn hỗn hợp X trong chân không thu được hỗn hợp Y. Hòa tan hoàn toàn Y trong dung dịch chứa 0,314 mol HNO₃, thu được dung dịch Z chỉ có các muối và 0,02 mol một khí duy nhất NO. Cô cạn dung dịch Z, rồi thu lấy chất rắn khan nung trong chân không đến khối lượng không đổi thu được hốn hợp khí và hơi T. Khối lượng của T gần giá trị nào nhất sau đây?

A. 14,15 gam. B. 15,35 gam. C. 15,78 gam. D. 14,58 gam.

Câu 12: Cho m gam bột Fe vào bình kín chứa đồng thời 0,06 mol O₂ và 0,03 mol Cl₂, rồi đốt nóng. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn chỉ thu được hỗn hợp chất rắn chứa các oxit sắt và muối sắt. Hòa tan hết hốn hợp này trong một lượng dung dịch HCl (lấy dư 25% so với lượng cần phản ứng) thu được dung dịch X. Cho dung dịch AgNO₃ dư vào X, sau khi kết thúc các phản ứng thì thu được 53,28 gam kết tủa (biết sản phẩm khử của N⁺⁵ là khí NO duy nhất). Giá trị của m là?

A. 6,72. B. 5,60. C. 5,96. D. 6,44.

Câu 13: Cho 27,04 gam hỗn hợp rắn X gồm Fe, FeO, Fe₃O₄, Fe₂O₃ và Fe(NO₃)₂ vào dung dịch chứa 0,88 mol HCl và 0,04 mol HNO₃, khuấy đều cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch Y (không chứa ion NH₄⁺) và 0,12 mol hỗn hợp khí Z gồm NO₂ và N₂O. Cho dung dịch AgNO₃ đến dư vào dung dịch Y, thấy thoát ra 0,02 mol khí NO (sản phẩm khử duy nhất), đồng thời thu được 133,84 gam kết tủa. Biết tỉ lệ mol của FeO, Fe₃O₄, Fe₂O₃ trong X lần lượt là 3:2:1. Phần trăm số mol của Fe có trong hỗn hợp ban đầu gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 48%. B. 58%. C. 54%. D. 46%.

Câu 14: Trộn 58,75 gam hỗn hợp X gồm Fe(NO₃)­₂ và kim loại M với 46,4 gam FeCO₃ được hỗn hợp Y. Cho toàn bộ Y vào lượng vừa đủ dung dịch KHSO₄, thu được dung dịch Z chỉ chứa 4 ion (không kể H⁺ và OH⁻ của H₂O) và 16,8 lít hỗn hợp T (đktc) gồm 3 khí trong đó có 2 khí có cùng phân tử khối và 1 khí hóa nâu trong không khí. Tỉ khối của T so với H₂ là 19,2. Cô cạn 1/10 dung dịch Z thu được m gam rắn khan. Giá trị của m là

A. 39,385. B. 37,950. C. 39,835. D. 39,705.

Câu 15: Cho m gam hỗn hợp X gồm Cu và Fe₂O₃ vào 200,0 ml dung dịch chứa NaNO₃ 1M và H₂SO₄ 2M, thu được dung dịch Y và thấy thoát ra 1,12 lít khí NO. Thêm dung dịch HCl dư vào dung dịch Y, lại thấy thoát ra 1,12 lít khí NO. Biết NO là sản phẩm khử duy nhất của ion nitrat và thể tích khí đo ở đktc. Giá trị của m là

A. 18,4 B. 24,0. C. 25,6. D. 26,4.

Câu 16: Hòa tan hoàn toàn 8,6 gam hỗn hợp Al, Mg, Fe, Zn vào 100 gam dung dịch gồm KNO₃ 1M và H₂SO₄ 2M, thu được dung dịch X chứa 43,25 gam muối trung hòa và hỗn hợp khí Y (trong đó H₂ chiếm 4% khối lượng Y). Cho một lượng KOH vào X, thu được dung dịch chỉ chứa một chất tan và kết tủa Z (không có khí thoát ra). Nung Z trong không khí đến khối lượng không đổi được 12,6 gam chất rắn. Nồng độ phần trăm của FeSO₄ trong X gần giá trị nào nhất sau đây?

A. 7,50%. B. 7,00%. C. 7,75%. D. 7,25%.

Câu 17: Hòa tan hoàn toàn 17,44 gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe₃O₄, Fe₂O₃, CuO, Cu, Mg, MgO (trong đó oxi chiếm 18,35% về khối lượng) trong dung dịch chứa 0,804 mol HNO₃ loãng (dư 20% so với lượng cần cho phản ứng), kết thúc các phản ứng thu được dung dịch Y và V lít (đktc) hỗn hợp khí Z gồm N₂ và N₂O (tỷ lệ số mol tương ứng là 2:3). Cho dung dịch NaOH tới dư vàoY rồi đun nóng, không có khí thoát ra. Giá trị của V là

A. 0,56. B. 0,448 . C. 1,39. D. 1,12.

Câu 18: Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp X gồm Al, Fe₂O₃, CuO trong khí trơ ở nhiệt độ cao, sau một thời gian thu được hỗn hợp rắn Y. Cho Y tác dụng với dung dịch NaOH dư, thu được 21,504 lít khí H₂ (đktc) và còn lại hỗn hợp rắn Z. Cho Z tác dụng với dung dịch CuSO₄ dư, thấy khối lượng chất rắn T thu được sau phản ứng tăng 1,6 gam so với khối lượng của Z. Hòa tan hoàn toàn T bằng 426 gam dung dịch HNO₃ 35% (dư 25% so với lượng cần thiết), thu được 8,8 gam NO (sản phẩm khử duy nhất của N⁺⁵) và thấy khối lượng dung dịch tăng 40,16 gam. Phần trăm về khối lượng của Fe₂O₃ trong hỗn hợp X gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 38%. B. 39%. C. 36%. D. 37%.

Câu 19: Hòa tan 22 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeCO₃, Fe₃O₄ vào 0,5 lít dung dịch HNO₃ 2M thì thu được dung dịch Y (không có NH₄NO₃) và hỗn hợp khí Z gồm CO₂ và NO. Lượng HNO₃ dư trong Y tác dụng vừa đủ với 13,44 gam NaHCO₃. Cho hỗn hợp Z vào bình kín có dung tích không đổi 8,96 lít chứa O₂ và N₂ tỉ lệ thể tích 1 : 4 ở 0⁰C và áp suất 0,375 atm. Sau đó giữ bình ở nhiệt độ 0⁰C thì trong bình không còn O₂ và áp suất cuối cùng là 0,6 atm. Phần trăm khối lượng của Fe₃O₄ trong hỗn hợp X là

A. 52,73%. B. 26,63%. C. 63,27%. D. 42,18%.

Câu 20: Hòa tan hết 18,32 gam hỗn hợp X gồm Al, MgCO₃, Fe, FeCO₃ trong dung dịch chứa 1,22 mol NaHSO₄ và 0,25 mol HNO₃, thu được dung dịch Z (chỉ chứa muối trung hòa) và 7,97 gam hỗn hợp khí Y gồm CO₂, N₂, NO, H₂ (trong Y có 0,025 mol H₂ và tỉ lệ mol NO : N₂ = 2 : 1). Dung dịch Z phản ứng được tối đa với 1,54 mol NaOH, lọc lấy kết tủa đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được 8,8 gam chất rắn. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Phần trăm khối lượng Fe đơn chất trong X là

A. 30,57%. B. 24,45%. C. 18,34%. D. 20,48%.

Câu 21: Cho m gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe₃O₄ và FeCO₃ (tỉ lệ mol tương ứng là 6 : 1 : 2) phản ứng hoàn toàn với dung dịch H₂SO₄ (đặc, nóng) thu được dung dịch Y chứa hai muối và 2,128 lít (đktc) hỗn hợp khí Z gồm CO₂ và SO₂. Biết Y phản ứng tối đa với 0,2m gam Cu. Hấp thụ toàn bộ Z vào dung dịch Ca(OH)₂ dư, thu được a gam kết tủa. Giá trị của a là

A. 11,0. B. 11,2. C. 10,0. D. 9,6.

Câu 22: Cho 4,32 gam hỗn hợp X gồm Mg và Fe tác dụng với V lít (đktc) hỗn hợp khí Y gồm Cl₂ và O₂ (có tỉ khối so với H₂ bằng 32,25), thu được hỗn hợp rắn Z. Cho Z vào dung dịch HCl, thu được 1,12 gam một kim loại không tan, dung dịch T và 0,224 lít khí H₂ (đktc). Cho T vào dung dịch AgNO₃ dư, thu được 27,28 gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của V là

A. 1,536. B. 1,680. C. 1,344. D. 2,016.

Câu 23: Để m gam hỗn hợp E gồm Al, Fe và Cu trong không khí một thời gian, thu được 34,4 gam hỗn hợp X gồm các kim loại và oxit của chúng. Cho 6,72 lít khí CO qua X nung nóng, thu được hỗn hợp rắn Y và hỗn hợp khí Z có tỉ khối so với H₂ là 18. Hòa tan hoàn toàn Y trong dung dịch chứa 1,7 mol HNO₃, thu được dung dịch chỉ chứa 117,46 gam muối và 4,48 lít hỗn hợp khí T gồm NO và N₂O. Tỉ khối của T so với H₂ là 16,75. Giá trị của m là

A. 27. B. 31. C. 32. D. 28.

Câu 24: Chia 47,1 gam hỗn hợp bột X gồm Zn, Fe và Mg thành 3 phần bằng nhau. Cho phần 1 vào 500 ml dung dịch HCl nồng độ a mol/lít, làm khô hỗn hợp sau phản ứng thu được 33,45 gam chất rắn khan. Cho phần 2 tác dụng với 450 ml dung dịch HCl nồng độ 2a mol/lít, làm khô hỗn hợp sau phản ứng thu được 40,55 gam chất rắn khan. Phần 3 tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO₃ thu được 86,4 gam chất rắn. Biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn, các quá trình làm khô hỗn hợp không xảy ra phản ứng hóa học. Giá trị của a và phần trăm số mol của Mg có trong hỗn hợp X lần lượt là:

A. 0,5 và 22,93%. B. 1,0 và 42,86%. C. 0,5 và 42,96%. D. 1,0 và 22,93%.

Câu 25: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm FeS₂ và Fe₃O₄ bằng 100 gam dung dịch HNO₃ a% vừa đủ thu được 15,344 lít hỗn hợp khí gồm NO và NO₂ có khối lượng 31,35 gam và dung dịch chỉ chứa 30,15 gam hỗn hợp muối. Giá trị của a là

A. 46,24. B. 43,115. C. 57,33. D. 63.

Câu 26: Cho a gam hỗn hợp X gồm Fe₂O₃, Fe₃O₄, Cu vào dung dịch HCl dư thấy có 1 mol axit phản ứng và còn lại 0,256a gam chất rắn không tan. Mặt khác, khử hoàn toàn a gam hỗn hợp X bằng H₂ dư, thu được 42 gam chất rắn. Tính phần trăm khối lượng Cu trong hỗn hợp X?

A. 25,6%. B. 50%. C. 44,8%. D. 32%.

Câu 27: Trộn 10,17 gam hỗn hợp X gồm Fe(NO₃)₂ và Al với 4,64 gam FeCO₃ được hỗn hợp Y. Cho Y vào lượng vừa đủ dung dịch chứa 0,56 mol KHSO₄ được dung dịch Z chứa 83,41 gam muối sunfat trung hoà và m gam hỗn hợp khí T (trong đó có chứa 0,01 mol H₂). Thêm 0,57 mol NaOH vào Z thì toàn bộ muối sắt chuyển hết thành hiđroxit và hết khí thoát ra. Lọc kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 11,5 gam chất rắn. Giá trị của m là

A. 2,52. B. 2,70. C. 3,42. D. 3,22.

Câu 28: Hòa tan hết m gam hỗn hợp M chứa Mg, MgCO₃ và FeCO₃ trong dung dịch HCl loãng dư, thu được hỗn hợp khí X và dung dịch chứa các chất tan có cùng nồng độ mol. Mặt khác, m gam hỗn hợp trên phản ứng hoàn toàn với dung dịch chứa 1,02 mol HNO₃, kết thúc phản ứng thu được dung dịch Y và 5,6 lít (đktc) hỗn hợp khí Z gồm 2 khí có tỉ khối so với H₂ bằng 22. Cô cạn cẩn thận dung dịch Y thu được (2m + 17,8) gam muối khan. Giá trị m là

A. 54,0. B. 40,5. C. 27,0. D. 39,15.

Câu 29: Hỗn hợp X gồm Fe_xO_y, Fe, MgO và Mg. Cho m gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HNO₃ dư, thu được 6,72 lít hỗn hợp khí N₂O và NO (đktc) có tỉ khối so với hiđro là 15,933 và dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y thu được 129,4 gam muối khan. Cho m gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch H₂SO₄ đặc nóng dư, thu được 15,68 lít khí SO₂ (đktc, sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch Z. Cô cạn dung dịch Z thu được 104 gam muối khan. Giá trị của m là

A. 27,20. B. 28,80. C. 26,16. D. 22,86.

Câu 30: Đốt cháy 16,96 gam hỗn hợp gồm Fe và Mg trong oxi một thời gian, thu được hỗn hợp rắn X. Hòa tan hết X trong 242 gam dung dịch HNO₃ 31,5%, thu được dung dịch Y chỉ chứa các muối có khối lượng 82,2 gam và 1,792 lít (đktc) hỗn hợp khí Z gồm N₂O và NO có tỉ khối so với He bằng 10,125. Cho NaOH dư vào dung dịch Y, lấy kết tủa nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được 25,6 gam chất rắn khan. Nồng độ C% của Fe(NO₃)₃ trong Y có giá trị gần nhất với

A. 12%. B. 13%. C. 14%. D. 15%.

ĐÁP ÁN:

8. Những thông tin cần được bảo mật

Không

9. Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến

Kiến nghị

- Đối với lãnh đạo cấp cơ sở: Cần quan tâm, sát sao trước những vấn đề đổi mới của ngành giáo dục; trang bị đầy đủ các phương tiện, thiết bị, đồ dùng dạy học…để giáo viên tích cực lĩnh hội và áp dụng những đổi mới cả về hình thức và nội dung dạy học.

- Đối với giáo viên: Trước hết giáo viên cần phải nắm vững nội dung chương trình; các đơn vị kiến thức hóa học cơ bản, nâng cao. Chủ động tìm hiểu và lĩnh hội những vấn đề mới nhằm đáp ứng yêu cầu về giáo dục trong tình hình mới của đất nước.

- Đối với học sinh: Trong quá trình học tập, học sinh phải tham gia vào các hoạt động mà giáo viên tổ chức, đồng thời tự lực thực hiện các nhiệm vụ mà giáo viên đưa ra thể hiện tính sáng tạo và năng lực tư duy của bản thân. Ngoài ra học sinh cần có sự kết hợp giữa nắm vững kiến thức lí thuyết với việc thực hành, liên hệ thực tế để có thể vận dụng kiến thức vào thực tiễn.

10. Đánh giá lợi ích thu được

Sau khi hoàn thành nội dung chuyên đề, tôi tiến hành thực nghiệm trên 2 nhóm học sinh có trình độ tương đương nhau chọn ngẫu nhiên của các lớp 12A1, 12A2 mỗi nhóm có 25 học sinh. Mỗi nhóm tiến hành dạy 10 buổi với thời gian 2h/buổi, một lớp tiến hành dạy các chuyên đề một cách bình thường còn nhóm còn lại tiến hành dạy theo chuyên đề đã đưa ra. Kết thúc đợt học tập, tôi tiến hành cho kiểm tra một bài 20 câu trắc nghiệm trong thời gian 45 phút rồi chấm điểm và thống kê kết quả qua bảng sau:

Từ bảng số liệu, ta nhận thấy các em trong nhóm thực nghiệm có điểm trung bình cao hơn so với nhóm đối chứng (Nhóm thực nghiệm 6,24 điểm còn nhóm đối chứng là 5,66 điểm). Cụ thể, tỉ lệ học sinh đạt từ trung bình trở lên của nhóm thực nghiệm cao hơn (92%) so với nhóm đối chứng (80%); bên cạnh đó tỉ lệ học sinh đạt điểm 7,5 trở lên của nhóm thực nghiệm cao hơn hẳn (32%) so với nhóm đối chứng (16%).

Chứng tỏ, khi giải các bài tập này theo phương pháp mới thì học sinh rút ngắn được thới gian suy luận và giải các câu hỏi đó nên hầu hết các em trong nhóm thực nghiệm đã đọc và làm hết được đề bài. Nhóm đối chứng thực hiện các phương pháp thông thường để giải nên chậm hơn và đôi khi không làm ra kết quả nên đành phải khoanh đại một đáp án nên xác suất đúng thấp hơn.

11. Danh sách những tổ chức/cá nhân đã tham gia áp dụng

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. SÁCH GIÁO KHOA HÓA HỌC – NXB GIÁO DỤC
2. SÁCH GIÁO VIÊN HÓA HỌC – NXB GIÁO DỤC
3. PHÂN PHỐI CHƯƠNG TRÌNH THPT – NXB GIÁO DỤC
4. NHỮNG VẤN ĐỀ ĐỔI MỚI GIÁO DỤC THPT – NXB GIÁO DỤC
5. Internet