Chuyên đề 8 - Bài toán về sắt và các hợp chất của sắt.
I-Tính chất hóa học của sắt và các hợp chất của sắt :
1) Sắt : (Fe) Là kim loại dễ nhiễm từ , có tính khử trung bình .
a. Tác dụng với ôxi : + VD: 3Fe + 2O
2


t
ô
Fe
3
O
4
(*)
b. Tác dụng với hầu hết các phi kim hoạt động khi đun nóng -> tạo muối Sắt (III) :
+VD : 2Fe + 3Cl
2


t
ô
2FeCl
3

- Với các phi kim hoạt động yếu -> muối Sắt (II) : +VD : Fe + S

t
ô
FeS
c. Tác dụng với axit loãng muối Sắt (II) + H
2

hoá thành muối Sắt (III).
*Tác dụng với H
2
SO
4
đặc ,nóng -> Khí không màu, mùi hắc thoát ra (SO
2
).
2Fe + 6H
2
SO
4 đặc


t
ô
Fe
2
(SO
4
)
3
+ 3SO
2
+ 6H
2
O
*Tác dụng với HNO
3
-> Muốí Sắt (III) nitrat + ( N

2
O + 15H
2
O
- Nếu xuất hiện khí không màu thoát ra sau đó hoá nâu ngoài không khí ,khí đó là (NO)
PT : Fe + 4HNO
3

đặc


t
ô
Fe(NO
3
)
3
+ NO + 2H
2
O
2NO + O
2
2NO
2

(nâu đỏ)
- Nếu xuất hiện khí nâu đỏ ,khí đó là (NO
2
)
PT : Fe + 6HNO

8Fe(NO
3
)
3
+ 3NH
4
NO
3
+ 9H
2
O .
=>L u ý : Sắt không phản ứng với D
2
HNO
3
đặc nguội và H
2
SO
4
đặc nguội.
*Điều chế : - Dùng các chất khử mạnh nh : H
2
, Al , C , CO để khử các ôxit Sắt ở nhiệt độ cao hoặc
điện phân dung dịch muối Sắt (II)
2) Các ôxit của Sắt : (FeO, Fe
3
O
4
, Fe
2

+ 3H
2
O.
Tổng quát : Fe
x
O
y
+ 2yHCl xFeCl
2y/x
+ yH
2
O .
2Fe
x
O
y
+ 2yH
2
SO
4 loãng
xFe
2
(SO
4
)
2y/x
+ 2yH
2
O .
=>L u ý : Sắt từ ôxit (Fe

- Tác dụng với dung dịch axit có tính ôxi hoá ( HNO
3 nóng
, H
2
SO
4 đặc ,nóng
) đều bị ôxi hoá lên muối
Sắt (III)
*Tác dụng với H
2
SO
4
đặc Sắt (III) sufat + Khí không màu, mùi hắc thoát ra (SO
2
) + H
2
O .
2FeO + 4H
2
SO
4 đặc


t
ô
Fe
2
(SO
4
)

2
O
3
+ 3H
2
SO
4

đặc
Fe
2
(SO
4
)
3
+ 3H
2
O
Tổng quát : 2Fe
x
O
y
+ (6x - 2y)H
2
SO
4


t
ô


loãng


t
ô
8Fe(NO
3
)
3
+ N
2
O + 13H
2
O .
3Fe
3
O
4
+ 28HNO
3

đặc


t
ô
9Fe(NO
3
)

3
O
4
FeO Fe
PT : 3CO + Fe
2
O
3


t
ô
2Fe + 3CO
2
.
Tổng quát : yCO + Fe
x
O
y


t
ô
xFe + yCO
2
.
yH
2
+ Fe
x

2
O
3
+ 3H
2
O .
Fe(OH)
2


t
ô
FeO

+ H
2
O . hay 3Fe + 2O
2


t
ô
Fe
3
O
4
3) Sắt (II) hiđrôxit Fe(OH)
2
) , Sắt (III) hiđrôxit Fe(OH)
3

2
có thể chuyển thành Fe(OH)
3
khi nung Fe(OH)
2
trong không khí theo phản ứng :
4Fe(OH)
2

lục nhạt
+ O
2
+ 2H
2
O

t
ô
4Fe(OH)
3

nâu đỏ

- Bị nhiệt phân huỷ -> Ôxit Sắt tơng ứng và nớc : 2Fe(OH)
3


t
ô
Fe

2
SO
4 loãng
FeSO
4
+ H
2
S (Phản ứng dùng để điều chế H
2
S)
FeS
2
+ H
2
SO
4 loãng
FeSO
4
+ H
2
S + S (Phản ứng dùng để điều chế S)
FeCO
3
+ 2HCl FeCl
2
+ CO
2
+ H
2
O .

)
3
+ SO
2
+ 2CO
2
+ 4H
2
O .
FeS + 6HNO
3
Fe(NO
3
)
3
+ 3NO + H
2
SO
4
+ 2H
2
O .
- Tác dụng với ôxi d: 4FeS + 7O
2


t
ô
2Fe
2

+ 4CO
2

Nung FeCO
3
trong bình chứa H
2
d : 4FeCO
3
+ H
2


t
ô
Fe + CO
2
+ H
2
O
*Muối sắt (II) tan trong nớc: FeCl
2
, FeSO
4
, Fe(NO
3
)
2
, .
- Các muối Sắt (II) dễ bị thuỷ phân trong môi trờng nớc cho dung dịch có tính axit yếu (làm

)
3
+ 3Fe
- Tác dụng với dung dịch NH
3
: Fe(NO
3
)
2
+ 2NH
3
+ 2H
2
O Fe(OH)
2
+ 2NH
4
NO
3
.
- Tác dụng với dung dịch muối

: FeCl
2
+ Na
2
S FeS + 2NaCl .
2
- Dung dịch muối Sắt (II) có khả năng làm mất màu nớc Clo hoặc nớc Brôm muối Sắt (III) :
2FeCl

SO
4


t
ô
5Fe
2
(SO
4
)
3
+ 2MnSO
4
+ K
2
SO
4
+ 8H
2
O.
10FeCl
2
+ 6KMnO
4
+ 24H
2
SO
4


3
,Fe
2
(SO
3
)
3
,
- Chia thành 2 loại :
*Muối sắt (III) không tan trong nớc: Fe
2
S
3
, Fe
2
(SiO
3
)
3
, FePO
4
,
- Tác dụng với dung dịch axit không có tính ôxi hoá : (HCl , H
2
SO
4 loãng
)
Fe
2
S

(làm nhạt màu quì tím chuyển sang hồng )(PH<7) :
- Tác dụng với dung dịch kiềm : Fe
2
(SO
4
)
3
+ 6NaOH 2Fe(OH)
3

nâu đỏ
+ 3Na
2
SO
4
.
- Tác dụng với kim loại đứng trớc Ag trong dãy hoạt động hoá học của kim loại :
Cu + 2Fe(NO
3
)
3
Cu(NO
3
)
2
+ 2Fe(NO
3
)
2


4
tác dụng hết với dung dịch HCl thu đợc dung dịch A .Cho NaOH d vào A ,lọc lấy
kết tủa nung trong không khí đến khối lợng không đổi cân nặng 4 gam. Khối lợng Fe và Fe
3
O
4
trong hỗn hợp ban đầu
lần lợt là :
A. 2,32 g và 2,8 g B. 1,12 g và 2,32 g C. 3,23g và 2,8 g D. 2,8 g và 2,32 g.
Câu 3
Cho a gam Fe hoà tan trong dung dịch HCl. Sau khi cô cạn đợc 3,1 gam chất rắn. Nếu cho a gam Fe và b gam Mg vào
dung dịch HCl nh trên thì thu đợc 3,34 gam chất rắn và 448 ml khí H
2
(đktc) . Tính a và b ?
Câu 4
Một hỗn hợp gồm Fe , FeO , Fe
2
O
3
. Lấy 0,4 gam X cho tác dụng với HCl d thu đợc 56 ml khí H
2
(đktc) .Đem khử 1
gam hỗn hợp X bằng H
2
thì thu đợc 0,2115 gam H
2
O .
a) Tính % về khối lợng của mỗi chất trong hỗn hợp .
b) Tính thể tích dung dịch HNO
3

d thu đợc 2,24 lít khí NO duy nhất ở (đktc) .Viết các phơng trình phản ứng và tính m ?
Câu 7
Hoà tan hoàn toàn 7,2 gam một ôxit sắt Fe
x
O
y
cần 69,52 ml dung dịch HCl 10% có khối lợng riêng d= 1,05 g/ml .Xác
3
định công thức hoá học của ôxit sắt .
Câu 8
Cho m gam hỗn hợp A gồm : Fe
3
O
4
,FeCO
3
tác dụng với dung dịch HNO
3
d thu đợc 11,2 lít hỗn hợp khí B gồm 2 khí
(đktc) .Tỉ khối của B so với H
2
bằng 22,6 .Tính m ?
Câu 9
Cho X lít CO (đktc) đi qua ống sứ đựng a gam Fe
2
O
3
đốt nóng. Giả sử chỉ có phản ứng khử Fe
2
O

Hoà tan hết 22,4 gam bột Fe trong 500 ml dung dịch HCl 2M . Cho luồng khí Cl
2
qua dung dịch . Đun nóng đựơc
dung dịch A . Thêm NaOH d vào dung dịch A thu đợc hỗn hợp 2 kết tủa . Nung hỗn hợp này ngoài không khí đợc chất
rắn có khối lợng giảm 15,12% so với khối lợng kết tủa tạo thành . Tính nồng độ mol các chất trong dung dịch A.
Câu
12
ôxi hoá hoàn toàn 4,368 gam bột Fe thu đợc 6,096 gam hỗn hợp X gồm 2 ôxit của sắt. Chia X làm 3 phần bằng nhau.
1) Cần bao nhiêu lít H
2
(đktc) để khử hoàn toàn các ôxit trong phần 1.
2) Tính thể tích khí NO duy nhất thoát ra ở (đktc) khi hoà tan hoàn toàn phần thứ 2 bằng dung dịch HNO
3
loãng.
3) Phần thứ 3 trộn với 10,8 gam bột nhôm rồi tiến hành phản ứng nhiệt nhôm (hiệu suất 100%) .Hoà tan hỗn
hợp thu đựơc sau phản ứng bằng dung dịch HCl d.Tính thể tích khí thoát ra ở (đktc).
Câu
13
Cho hỗn hợp bột Fe và Cu vào bình chứa 200ml dung dịch H
2
SO
4
loãng ,d thu đợc 4,48 lít H
2
(đktc), dung dịch A và 1
chất không tan B. Để ôxi hoá các sản phẩm trong bình ngời ta thêm vào đó 20,2 gam KNO
3
.Sau khi phản ứng xảy ra
thu đợc 1 chất khí không màu hoá nâu ngoài không khí và dung dịch C. Để trung hoà lợng axit d trong dung dịch cần
200 ml dung dịch NaOH 2M.

3
O
4
trộn với nhau theo tỉ lệ về khối lợng 7:3,6:17,4 .Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp A bằng
dung dịch HCl thu đợc dung dịch B .Lấy 1/2 dung dịch B cho tác dụng với dung dịch NaOH d thu đợc kết tủa C.Lấy
1/2 dung dịch B cho khí Cl
2
đi qua đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn ,đun nóng thêm NaOH tới d ,thu đợc kết tủa D.
Kết tủa C và D có khối lợng chênh lệch nhau 1,7 gam .Nung D + C trong không khí thì thu đợc m gam chất rắn E
.Viết các phơng trình phản ứng .Tính khối lợng các chất trong A và tính m?
Câu
16
Chuyên đề 9 - Bài toán về nhôm và các hợp chất của nhôm.
I-Tính chất hóa học của nhôm và các hợp chất của nhôm :
1) Nhôm : (Al)
a. Tác dụng với ôxi : 4Al + 3O
2


t
ô
2Al
2
O
3
(*)
b. Tác dụng với phi kim : 2Al + 3Cl
2



3
+ 6FeSO
4
(1)
Nếu Nhôm d thì tiếp tục xảy ra phản ứng : 2Al + 3FeSO
4
Al
2
(SO
4
)
3
+ 3Fe (2)
e. Tác dụng với dung dịch kiềm :
2Al + 2NaOH + 2H
2
O 2NaAlO
2
+ 3H
2

NaAlO
2
là muối của axit HAlO
2
(aluminic )là axit rất yếu nên bị các axit mạnh hơn đẩy ra khỏi muối :
4
NaAlO
2
+ CO


t
ô
Al
2
(SO
4
)
3
+ 3SO
2
+ 6H
2
O
*Tác dụng với HNO
3
-> Muối nhôm nitrat + ( N
2
O , N
2
, NO ,NO
2
, NH
4
NO
3
) + H
2
O.
- Nếu xuất hiện khí không màu thoát ra ,khí đó có thể là (N

Al(NO
3
)
3
+ NO + 2H
2
O
2NO + O
2
2NO
2

(nâu đỏ)
- Nếu xuất hiện khí nâu đỏ ,khí đó là (NO
2
)
PT : Al + 6HNO
3

đặc


t
ô
Al(NO
3
)
3
+ 3NO
2

HNO
3
đặc nguội và H
2
SO
4
đặc nguội.
g. Phản ứng nhiệt nhôm : -Khái niệm: Quá trình dùng kim loại nhôm khử các ôxit của các kim
loại hoạt động yếu hơn ở nhiệt độ cao gọi là phản ứng nhiệt nhôm.
VD : 2Al + 3CuO

t
ô
Al
2
O
3
+ 3Cu
2Al + Fe
2
O
3


t
ô
Al
2
O
3

): 2Al
2
O
3Dpnc
ô
4Al + 3O
2

2)Nhôm ôxit:(Al
2
O
3
)
+ Là một ôxit lỡng tính rất bền : - Tác dụng với dung dịch axit -> Muối và nớc
Al
2
O
3
+ 3H
2
SO
4

(l)
Al
2
(SO

3
)
+ Là 1 hiđrôxit lỡng tính dạng keo trắng không tan trong nớc:
- Tác dụng với dung dịch axit -> Muối nhôm và nớc
2Al(OH)
3
+ 3H
2
SO
4
Al
2
(SO
4
)
3
+ 6H
2
O
- Tác dụng với dung dịch bazơ mạnh -> Muối aluminat và nớc .
Al(OH)
3
+ NaOH NaAlO
2
+ 2H
2
O
*L u ý : Al(OH)
3
không tan trong dung dịch bazơ yếu nh : NH

3
)
3
,Al
2
(SiO
3
)
3

+ Các muối nhôm dễ bị thuỷ phân trong môi trờng nớc cho dung dịch có tính axit yếu (làm nhạt
màu quì tím chuyển sang hồng )(PH<7) ,đều có vị chua (phèn chua) -> làm trong nớc .
*Tính chất hóa học :
- Tác dụng với dung dịch kiềm : Al
2
(SO
4
)
3
+ 6NaOH 2Al(OH)
3
+ 3Na
2
SO
4
(1)
Khi còn d kiềm tiếp tục xảy ra phản ứng : Al(OH)
3
+ NaOH NaAlO
2

)
3
+ 6NH
3
+ 6H
2
O 2Al(OH)
3
+ 3(NH
4
)
2
SO
4

Al

Cl
3
+ 3NH
3
+ 3H
2
O Al(OH)
3
+ 3NH
4
Cl
Phản ứng trên dùng để điều chế và tách Al(OH)
3

)
2
, KAlO
2
đều tan trong nớc .
Các muối aluminat đều có môi trờng bazơ yếu (PH>7) ,đổi màu quì tím -> xanh nhạt ,d
2
phenolphtalein không màu thành đỏ hồng.
*Tính chất hóa học :
+ Tác dụng với dung dịch axit mạnh : NaAlO
2
+ HCl + H
2
O Al(OH)
3
+ NaCl
Nếu d axit thì tiếp tục xảy ra phản ứng : Al(OH)
3
+ 3HCl AlCl
3
+ 3H
2
O
*Hiện t ợng : khi nhỏ từ từ D
2
axit vào D
2
muối aluminat mới đầu tạo ra kết tủa ,sau đó kết tủa tan .Ngợc
lại khi nhỏ từ từ D
2

2
(SO
4
)
3
loãng và NaOH .Không đợc dùng thêm hoá chất nào khác hãy
trình bày phơng pháp phân biệt 2 dung dịch trên .
*BG : Lấy một giọt dung dịch này nhỏ vào dung dịch kia ,lắc nhẹ .Nếu thấy xuất hiện kết tủa và
không tan thì giọt d
2
là NaOH ,còn lại là dung dịch Al
2
(SO
4
)
3
.Nếu thấy xuất hiện kết tủa và kết tủa tan
ngay thì giọt là Al
2
(SO
4
)
3
, lọ d
2
còn lại NaOH.
+ Tác dụng với dung dịch axit yếu nh (H
2
CO
3

2
.
a/ Trình bày phơng pháp thu đợc Al
2
O
3
nguyên chất .
b/ Trình bày phơng pháp thu đợc từng ôxit ở dạng tinh khiết .
*Mối quan hệ giữa muối nhôm và aluminat : Al
2
(SO
4
)
3
Al(OH)
3
NaAlO
2

II-Bài toán và phơng pháp giải:
* L u ý : - Đối với bài toán có nhôm hoặc muối nhôm tác dụng với dung dịch kiềm hoặc axit cần nắm
rõ kiềm cho d hay phản ứng hết , Viết PTPƯ theo thứ tự nếu không rõ ràng cần biện luận ,
- Sau mỗi phản ứng hoặc hệ phản ứng cần xác định rõ: Chất còn d , chất hết , sản phẩm tạo
thành,với số mol là bao nhiêu ? Chú ý vận dụng phơng pháp bảo toàn số mol nguyên tố nhôm.
Bài tập vận dụng :
Câu 1
Cho 34,2 gam muối nhôm sunfat nguyên chất tác dụng hết với 250 ml dung dịch xút thu đợc 7,8 gam kết tủa .Hỏi
nồng độ mol của dung dịch xút có thể bằng bao nhiêu ?
Câu 2
Cho hỗn hợp gồm x mol Al và 0,2 mol Al

dịch B và chất rắn C.
a. Tính phần trăm khối lợng của mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu.
b. Cho dung dịch B phản ứng với dung dịch NaOH 0,5M .Tính thể tích dung dịch NaOH cần dùng để sau phản
ứng có 3,9 gam kết tủa .
Câu 6
Cho m gam Na vào 150 ml dung dịch AlCl
3
1M .Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu đợc V lít khí (đktc) và 9,36
gam kết tủa .Viết các phơng trình phản ứng xảy ra .Tính m ,V ?
Câu 7
A là dung dịch Al(NO
3
)
3
cho từ từ dung dịch NaOH 2M vào 300 ml dung dịch A .
a. Tính thể tích dung dịch NaOH cần dùng để thu đợc lợng kết tủa là lớn nhất .
b. Tính thể tích dung dịch NaOH để thu đợc dung dịch trong suốt (có môi trờng bazơ)
c. Cho từ từ dung dịch NaOH vào A thu đợc một lợng kết tủa .Lấy kết tủa đó nung ở nhiệt độ cao đến khối l-
ợng không đổi thu đợc 20,4 gam chất rắn .Tính V
NaOH
?
Câu 8
Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm với 25 gam hỗn hợp A gồm : Al và Fe
2
O
3
thu đợc hỗn hợp B .Cho B tác dụng với
dung dịch NaOH d đợc 14,8 gam hỗn hợp C,không thấy khí thoát ra .Phần trăm khối lợng Fe
2
O

3
d thu đợc 8,96 lít hỗn hợp khí X(đktc) gồm : NO và N
2
O
có tỉ lệ là 1:3 .m có giá trị là :
A. 24,3 gam B. 42,3 gam C. 25 ,3gam D. 25,7 gam
Câu
13
Cho 2,6 gam hỗn hợp X gồm Al , Fe , Cu tác dụng với dung dịch NaOH d thu đợc 1,344 lít khí H
2
(đktc) ,dung dịch B
và chất rắn A không tan .Hoà tan chất rắn A trong 300 ml dung dịch HNO
3
0,4 M(axit d) ,thu đợc 0,56 lít khí NO
duy nhất (đktc) và dung dịch E .Biết rằng các phản ứng xảy ra hoàn toàn .
a. Viết các phơng trình phản ứng và tính % khối lợng mỗi kim loại trong hỗn hợp X.
b. Nếu cho dung dịch E tác dụng với dung dịch NH
3
d thì thu đợc tối đa bao nhiêu gam kết tủa .Viết các ph-
ơng trình phản ứng xảy ra .
Câu
14
Hoà tan 5,37 gam hỗn hợp gồm 0,02 mol AlCl
3
và một muối halogenua của kim loại M hoá trị II vào nớc ,thu đợc
dung dịch A .Cho dung dịch A tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch AgNO
3
,thu đợc 14,35 gam kết tủa .Lọc lấy
dung dịch ,cho tác dụng với dung dịch NaOH d ,thu đợc kết tủa B .Nung B đến khối lợng không đổi thu đợc 1,6 gam
chất rắn .

SO
4
9,8% đợc dung dịch A .Sau đó hoà tan
tiếp 77,6 gam NaOH nguyên chất vào dung dịch thấy xuất hiện k/ tủa B và đợc dung dịch C .Lọc tách kết tủa B.
a. Nung kết tủa đến khối lợng không đổi .Tính khối lợng chất rắn thu đợc.
b. Cho thêm nớc vào dung dịch C để đợc khối lợng 400 gam .Tính lợng nớc cần thêm và nồng độ phần trăm
của dung dịch sau khi thêm nớc .
c. Cần thêm bao nhiêu ml dung dịch HCl 2M vào dung dịch C để thu đợc lợng kết tủa lớn nhất.
Câu
17
Một hỗn hợp A gồm Al , Al
2
O
3
,CuO tan hết trong 2 lít dung dịch H
2
SO
4
0,5M cho dung dịch B và 6,72 lít khí H
2
(đktc).Để dung dịch thu đợc bắt đầu cho kết tủa với NaOH thì thể tích tối thiểu dung dịch NaOH 0,5M phải thêm vào
dung dịch B là 0,4 lít và để kết tủa bắt đầu không thay đổi nữa thì thể tích dung dịch NaOH 0,5M phải dùng là 4,8
lít .Dung dịch thu đợc khi đó là dung dịch C.
a. Tính thành phần phần trăm khối lợng các chất trong hỗn hợp A.
b. Thêm dung dịch HCl 1M vào dung dịch C .Tính thể tích dung dịch HCl 1M phải dùng để :
Có kết tủa hoàn toàn.
Kết tủa tan trở lại hoàn toàn .
Kết tủa sau khi nung ra cho chất rắn nặng 10,2 gam.
Câu
18

O
3
trong A.
b) Tính % nhôm bị ôxi hoá thành nhôm ôxit .
c) Nếu hoà tan hoàn toàn chất rắn A bằng HNO
3
đặc nóng thì có bao nhiêu lít khí màu nâu duy nhất thoát ra?
Câu
21
Hỗn hợp X gồm các kim loại Al ,Fe và Ba .Chia X thành 3 phần bằng nhau .
+ Phần 1 : Cho tác dụng với nớc d thu đợc 0,896 lít khí H
2
.
+ Phần 2 : Tác dụng với 50 nl dung dịch NaOH 1M (d) thu đợc 1,568 lít khí H
2
.
+ Phần 3 : Tác dụng với dung dịch HCl d thu đợc 2,24 lít khí H
2
.(các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn ,thể tích khí
đều đợc đo ở đktc)
1. Tính phần trăm khối lợng mỗi kim loại trong X.
2. Sau phản ứng ở phần 2 lọc đợc dung dịch Y .Tính t/ tích dung dịch HCl 1M cần thêm vào dung dịch Y để.
a. Thu đợc kết tủa nhiều nhất ,
b. Thu đựơc 1,56 gam kết tủa.
Câu
22
X là kim loại chỉ có hoá trị n.
Y là kim loại chỉ có hoá trị m.
Hỗn hợp X + Y đợc chia thành 3 phần bằng nhau ,mỗi phần nặng 1,95 gam .
+ Phần 1: Đem nung trong O

2
O
3
. Tính % mỗi ôxit kim loại bị khử
.áp dụng với n = 3/2.
8