A. Đặt vân đề
I. Lý do chọn đề tài
Giúp học sinh nắm vững kiến thức hoá học, biết khai thác, vận dụng để
giải quyết các vấn đề gặp phải trong thực tiễn cũng như trong khi học tập bộ
môn là nhiệm vụ thường xuyên và quan trọng trong quá trình giảng dạy môn
hoá ở bậc phổ thông trung học. Bên cạnh việc khắc sâu kiến thức, nó còn giúp
học sinh tiếp cận với quy luật tự nhiên và thực tiễn khách quan, có cách nhìn
khoa học hơn để nhận biết sự việc, hiên tượng .
Nhằm mục đích này, đồng thời để giúp học sinh có thể tự nghiên cứu,
tự học tập và áp dụng cho những trường hợp khác, khi giảng dạy cả ở những
giờ chính khoá cũng như bồi dưỡng học sinh khá, giỏi, tôi đã tìm hiểu các
dạng bài tập thường gây khó khăn cho học sinh để ngiên cứu phương pháp thể
hiện một cách đơn giản và hiệu quả nhất.
Trong số các nguyên tố và hợp chất được học trong chương trình
THPT, Sắt và hợp chất của sắt là phần kiến thức rất phong phú, đa dạng. Bài
tập về sắt là một phần quan trọng trong chương trình THPT, đặc biệt là
chương trình lớp 12. Nghiên cứu kỹ bài tập về sắt có thể vận dụng hiệu quả
cho bài tập về crôm do điểm tương đồng là hai kim loại có nhiều số oxi hoá.
Bài tập về sắt thường xuyên gặp phải các trường hợp biến đổi giữa 3 số oxi
hoá. Sự biến đổi các số oxi hóa của Sắt là dạng phản ứng mà học sinh thường
rất lúng túng khi xét các trường hợp xảy ra.
Vì vậy tôi đã tập trung tìm hiểu các dạng bài tập về Sắt và hợp chất,
phân loại theo nhóm bài tập phổ biến thường gặp trong chương trình học cũng
như trong các đề thi, hệ thống lại các dạng bài tập trên và đưa ra phương pháp
giải loại bài tập này nhằm giúp học sinh dễ hiểu, giải quyết vấn đề nhanh,
chính xác, đầy đủ và gọn gàng hơn. Đồng thời giúp học sinh có khả năng tư
duy độc lập để vận dụng trong những trường hợp khác.
II. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu.
- Tìm hiểu cơ sở lí luận của đề tài.
- Phân tích tính chất của sắt và các hợp chất, phân loại các bài toán trên
cơ sở sự thay đổi số oxi hóa của sắt và hợp chất.
1.1- Phản ứng khử hợp chất Sắt (III):
1.1.1- Đặc điểm chuyển hóa:
Khi hợp chất sắt (III) tác dụng với chất khử yếu có thể tạo hợp chất sắt (II).
Khi hợp chất sắt (III) tác dụng với các chất khử mạnh có thể tạo hợp chất
sắt (II) hoặc tạo ra đơn chất sắt.
1.1.2- Các phản ứng thường gặp
1.1.2.1- Hợp chất sắt (III) tác dụng với chất khử yếu:
- Các kim loại từ Fe đến Cu
1.1.2.2- Hợp chất sắt (III) tác dụng với các chất khử mạnh :
- Phản ứng của dung dịch muối Fe
3+
với các kim loại từ Mg đến Zn.
- Phản ứng khử Fe
2
O
3
bằng các chất khử như C, CO, H
2
, Al
1.2- Phản ứng oxi hóa Sắt:
1.2.1- Đặc điểm chuyển hóa:
Khi sắt tác dụng với chất oxi hóa yếu tạo hợp chất sắt (II)
Khi sắt tác dụng với chất oxi hóa mạnh có thể tạo hợp chất sắt (II) hoặc
hợp chất sắt (III).
1.2.2- Các phản ứng thường gặp
1.2.2.1- Sắt tác dụng với chất oxi hóa yếu:
Phản ứng với phi kim: lưu huỳnh, Iot
Bài tập về Sắt và hợp chất của Sắt Trang 2
Phản ứng với dung dịch muối của các kim loại: từ sau Fe đến Cu
1.1.2.2- Sắt tác dụng với chất oxi hóa mạnh:
3
)
2
, AgNO
3
; F
2
, Cl
2
, Br
2
; (H
2
O +
O
2
)
1.3.2.2- Phản ứng thể hiện tính oxi hoá của hợp chất Fe
2+
với các chất khử
mạnh: Kim loại mạnh, CO, C, H
2
,
Các trường hợp phản ứng trên được sử dụng, phân loại theo nhiều cách,
tuỳ thuộc nguyên tắc phân chia và mục đích vận dụng trong các dạng bài tập.
Có thể phân loại theo các cách cơ bản sau:
2- Phân loại bài tập về sắt và hợp chất của sắt:
2.1- Bài toán về phản ứng của Fe với dung dịch các chất có tính oxi hoá
mạnh (HNO
3
3
→
Fe(NO
3
)
3
+ NO + 2H
2
O
Khi HNO
3
hết, dung dịch thu được vẫn hoà tan thêm một lượng bột sắt do:
Bài tập về Sắt và hợp chất của Sắt Trang 3
Fe + 2Fe(NO
3
)
3
→
3Fe(NO
3
)
2
Phản ứng của Fe với H
2
SO
4
đặc nóng được xét tương tự như trên.
Thí nghiệm 2: Cho bột sắt tác dụng với dung dịch AgNO
3
.
với kim loại.
4.2.1- Phản ứng của dung dịch muối Fe
3+
với các kim loại từ Mg đến Zn.
Thí nghiệm: Cho bột Mg tác dụng với dung dịch Fe(NO
3
)
3
.
Phản ứng, hiện tượng: Khi cho từ từ bột kim loại (từ Mg đến Zn) dung dịch
muối Fe
3+
, đầu tiên không có chất rắn thoát ra do:
Mg + 2Fe
3+
→
Mg
2+
+ 2Fe
2+
Sau khi Fe
3+
phản ứng hết, tiếp tục thêm bột Mg sẽ tạo ra chất rắn mới do:
Mg + Fe
2+
→
Mg
2+
+ Fe
Đặc điểm:
3+
như trên.
Khi các kim loại yếu hơn Fe trong dãy điện hoá phản ứng với dung
dịch muối Fe
3+
chỉ có phản ứng hòa tan chất rắn.
4.3- Phản ứng của Fe với O
2
.
Phản ứng:
2Fe + O
2
→
2FeO
3Fe + 2O
2
→
Fe
3
O
4
2Fe + 3O
2
→
2Fe
2
O
3
Đặc điểm:
Khi cho Fe tác dụng với O
→
Fe + CO
2
Đặc điểm: Khi cho Fe
2
O
3
tác dụng với chất khử, hỗn hợp thu được có thể
gồm 4 chất.
4.5- Phản ứng của hỗn hợp sắt và các oxit với dung dịch axit.
Phản ứng:
Cho hỗn hợp X gồm sắt và 3 oxit của sắt tác dụng với dung dịch HCl.
Fe
2
O
3
+ 6HCl
→
2FeCl
3
+ 3H
2
O
Fe
3
O
4
+ 8HCl
→
2FeCl
.
- Nếu chất rắn tan hết, tùy yêu cầu của đề: Nếu đề cho tính ôxi hóa của
Fe
3+
mạnh hơn của H
+
hoặc tính khử của hydro mới sinh mạnh hơn của Fe
2+
thì có phản ứng của Fe với Fe
3+
.
4.6- Phản ứng của hợp chất sắt (II)
- Khác với nhiều hợp chất khác của kim loại chỉ có tính ôxi hóa, hợp
chất sắt (II) thể hiện cả tính ôxi hóa và tính khử tùy chất phản ứng.
4.6.1- Tính ôxi hóa
- Nếu gặp chất khử mạnh, hợp chất sắt (II) thể hiện tính ôxi hóa:
FeO + CO
→
Fe + CO
2
Mg + Fe
2+
→
Mg
2+
+ Fe
4.6.2- Tính khử
- Nếu gặp chất ôxi hóa mạnh, hợp chất sắt (II) thể hiện tính khử:
AgNO
3
3
5- Các bài tập áp dụng
5.1- Bài toán phản ứng của sắt với dung dịch các chất oxi hoá mạnh
Ví dụ 1: Một dung dịch chứa b mol H
2
SO
4
hoà tan hết a mol Fe thu được khí
A và 42,8 gam muối khan. Nung lượng muối khan ở nhiệt độ cao trong điều
kiện không có không khí đến khối lượng không đổi được hỗn hợp khí B.
Bài tập về Sắt và hợp chất của Sắt Trang 5
1- Tính giá trị của a, b (biết
=
b
a
6
5,2
).
2- Tính d
A/B
.
Bài giải:
Khi Fe phản ứng với H
2
SO
4
thu được khí A , A có thể là H
2
hoặc SO
; Theo đề:
6
5,2
42
==
b
a
n
n
SOH
Fe
Không phù hợp
Nếu A là SO
2
, phản ứng tạo Fe
2
(SO
4
)
3
:
2Fe + 6H
2
SO
4
→
Fe
2
(SO
n
SOH
Fe
Không phù hợp
Vậy, trường hợp xảy ra là Fe tác dụng với H
2
SO
4
tạo Fe
2
(SO
4
)
3
và SO
2
, còn
dư Fe tác dụng với Fe
2
(SO
4
)
3
.
2Fe + 6H
2
SO
4
→
+ SO
2
+ 2H
2
O
Có thể coi như một phần Fe tác dụng tạo thành x mol Fe
2
(SO
4
)
3
:
2Fe + 6H
2
SO
4
→
Fe
2
(SO
4
)
3
+ 3SO
2
+ 6H
2
O (1).
=
=+
=+
6
5,2
26
2
b
a
byx
ayx
Giải hệ ta được: x = 0,2a ; y = 0,6a
Theo đề tổng khối lượng muối thu được nặng 42,8 gam
400x + 152y = 42,8
Thay giá trị của x và y theo a vào ta được a = 0,25; b = 0,6.
Muối gồm 0,05 mol Fe
2
(SO
4
)
3
và 0,15 mol FeSO
4
. khi nung trong không khí:
2Fe
2
(SO
4
2
và 0,1125 mol O
2
.
91,1
29).1125,03,0(
32.1125,064.3,0
=
+
+
=
KK
B
d
Ví dụ 2. Cho hỗn hợp bột gồm 2,7 gam Al và 5,6 gam Fe vào 550 ml dung dịch
AgNO
3
1M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam chất rắn.
Tính giá trị của m là (biết thứ tự trong dãy thế điện hoá: Fe
3+
/Fe
2+
đứng trước
Ag
+
/Ag)
Bài giải:
Ta có: n
Al
2
+ AgNO
3
→
Fe(NO
3
)
3
+ Ag
0,05 0,05
Chất rắn thu được là Ag.
⇒
m = 108.(0,2 + 0,3 + 0,05) = 59,4g
Nhận xét: Do sắt có khả năng thể hiện số ôxi hóa +2 hoặc +3, nên dạng bài
tập phản ứng của Fe với các chất oxi hóa mạnh khá phức tạp. Với dạng bài
tập này, cần chú ý khả năng phản ứng tạo sắt (II) hay sắt (III).
5.2- Bài toán phản ứng của kim loại với dung dịch muối của Fe
3+
.
Phân tích trường hợp: cho hỗn hợp X gồm Zn và Al tác dụng với dung dịch
Y chứa FeCl
3
. Xác định các phản ứng có thể xảy ra.
Lưu ý: Ta có thể có các trường hợp
- Chỉ có Al tác dụng với FeCl
3
, có 1 bước phản ứng, tạo Fe
2+
.
tác dụng với 200 ml dung
dịch HNO
3
loãng, đun nóng và khuấy đều. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn
thu được 2,24 lít khí NO duy nhất ở điều kiện tiêu chuẩn, dung dịch Y và còn
lại 1,46 gam kim loại.
1. Viết các phương trình phản ứng xảy ra.
2. Tính nồng độ mol/l của dung dịch HNO
3
.
3. Tính khối lượng muối trong dung dịch Y.
Bài giải:
Gọi x là số mol Fe tác dụng với dung dịch HNO
3
, y là số mol Fe
2
O
3
. (x, y > 0)
Fe + 4HNO
3
→
Fe(NO
3
)
3
+ NO + 2H
2
O
3
)
2
2
3yx +
(x + 3y)
Theo đề:
1,0
4,22
24,2
==
NO
n
⇒
x +
3
y
= 0,1 (*)
Số mol sắt đã phản ứng là: (x +
2
3yx +
); lượng sắt còn dư là 1,46 gam.
⇒
56(x +
2
3yx +
) + 232y = 18,5 – 1,46 = 17,04. (**)
Kết hợp 2 phương trình (*) và (**), giải hệ ta được x = 0,09 ; y = 0,03.
+ H
2
(1)
y y
Theo đề: số mol H
2
= 0,15
⇒
x + y = 0,15 (**)
Kết hợp (*) và (**) ta có hệ :
=+
=+
15,0
7,76524
yx
yx
Giải hệ ta có: x = 0,05; y= 0,1.
Khi cho X tác dụng với dung dịch FeCl
3
:
2,04,0.5,0
3
==
FeCl
n
Mg + 2FeCl
+ Fe (5)
0,05 0,05 0,05
Chất rắn Y chỉ gồm 0,05 mol Fe. m
Y
= 0,05. 56 = 2,8 gam.
Ví dụ 3. Tính thể tích dung dịch HNO
3
1M (loãng) ít nhất cần dùng để hòa tan
hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,15 mol Fe và 0,15 mol Cu là (biết phản ứng tạo chất
khử duy nhất là NO)
Bài giải
Ta có:
Bài tập về Sắt và hợp chất của Sắt Trang 8
Fe + 4HNO
3
→
Fe(NO
3
)
3
+ NO + 2H
2
O
0,15 0,6 0,15
Để V
ddHNO3
nhỏ nhất thì 1 phần Cu sẽ phản ứng với Fe(NO
3
)
n
= 0,6 + 0,2 = 0,8 (mol)
⇒
3
HNO
V
= 0,8 : 1 = 0,8(l)
Nhận xét: Thường bài toán kim loại tác dụng với dung dich muối sắt (III)
thường đi cùng với sắt tác dụng với dung dịch chất có tính oxi hóa mạnh do
bản thân Fe
3+
là chất oxi hóa mạnh. Với dạng bài tập này, cần chú ý khả năng
phản ứng tạo sắt (II) hay sắt đơn chất tùy thuộc tỉ lệ mol giữa các chất được
lấy.
5.3- Bài toán xác định ôxit của sắt
5.3.1- Nguyên tắc:
Xác định công thức Fe
x
O
y
:
- Nếu
y
x
=1 Fe
x
O
y
x
O
y
) tác dụng với H
2
SO
4
đặc, HNO
3
đặc không giải phóng
khí đó là Fe
2
O
3
.
5.3.2- Bài toán minh họa:
Ví dụ 1. Đốt cháy hoàn toàn 16,8 gam Fe trong khí O
2
cần vừa đủ 4,48 lít O
2
(điều kiện tiêu chuẩn) tạo thành một ôxit sắt. Xác định công thức phân tử của
oxit đó.
Bài giải:
Ta có: n
Fe
= 16,8 : 56 = 0,3 mol;
2
O
n
= 4,48 : 22,4 = 0,2 mol
4
⇒
CT cần tìm là: Fe
3
O
4
Ví dụ 2: Hòa tan hoàn toàn y gam một oxit sắt bằng H
2
SO
4 đặc
nóng thấy thoát
ra khí SO
2
duy nhất. Trong thí nghiệm khác, sau khi khử hoàn toàn cũng y
gam oxit đó bằng CO ở nhiệt độ cao rồi hòa tan lượng sắt tạo thành bằng
H
2
SO
4
đặc nóng thì thu được lượng khí SO
2
nhiều gấp 9 lần lượng khí SO
2
ở
thí nghiệm trên. Xác định công thức của oxit sắt.
Bài tập về Sắt và hợp chất của Sắt Trang 9
Bài giải.
2Fe
n
Fe
=
56 16
my
m n+
Số mol sắt được bảo toàn trong phản ứng khử nên ta có:
2Fe + 6H
2
SO
4
→
Fe
2
(SO
4
)
3
+ 6H
2
O + 3SO
2
3
2(56 16 )
my
m n+
Theo đề bài ta có:
3
oxit có thể không phải số nguyên
Khi xác định oxit của sắt cần xét tỉ lệ mol giữa sắt và oxi, chọn tỷ lệ
thích hợp với ôxit đề cho
Với bài toán xác định oxit của sắt, thường gặp phản ứng thể hiện tính
khử của oxit khi tác dụng với chất ôxi hóa mạnh, khi ấy phải viết dưới dạng
công thức tổng quát của oxit.
5.4- Bài toán về hỗn hợp sắt và các oxit của sắt
5.4.1- Đặc điểm bài toán:
Thường các bài toán về hỗn hợp sắt và các oxit của sắt với yêu cầu tổng
quát, các yêu cầu của đề thường không đòi hỏi tính thành phần của các chất
trong hỗn hợp mà tính khối lượng hỗn hợp, khối lượng sắt, số mol chất oxi
hóa, số mol sản phẩm khử khi hỗn hợp phản ứng.
5.4.2- Phương pháp thường dùng
+ Phương pháp bảo toàn electron.
+ Phương pháp bảo toàn số mol nguyên tử các nguyên tố.
+ Phương pháp bán phản ứng (phương trình ion-electron).
+ Phương pháp quy đổi.
5.4.3- Các dạng bài toán
5.4.3.1- Bài toán phản ứng của Fe với O
2
.
* Ví dụ sử dụng phương pháp bảo toàn electron:
Ví dụ 1. Đốt cháy x mol Fe bởi oxi thu được 5,04 gam hỗn hợp (A) gồm các
oxit sắt. Hòa tan hoàn toàn (A) trong dung dịch HNO
3
thu được 0,035 mol
hỗn hợp (Y) gồm NO và NO
2
. Tỷ khối hơi của Y đối với H
2
z t
z t
+ =
− =
⇔
0,0175
0,0175
z
t
=
=
Ta có sơ đồ biểu diễn các quá trình nhường nhận e:
Quá trình ôxi hóa:
Fe - 3e
→
Fe
+3
x 3x
Các quá trình khử:
O + 2e
→
O
-2
y 2y
⇔
0,07
0,07
x
y
=
=
* Ví dụ dùng phương pháp quy đổi
Các chú ý khi dùng phương pháp quy đổi
- Khi quy đổi hỗn hợp nhiều chất (hỗn hợp X - từ ba chất trở lên) thành
hỗn hợp hai chất hay một chất ta phải bảo toàn số mol nguyên tố và bảo toàn
khối lượng hỗn hợp.
- Có thể quy đổi hỗn hợp X về bất kì cặp chất nào thậm chí có thể quy
đổi về một chất. Tuy nhiên nên chọn cặp chất nào có phản ứng oxi hoá khử là
ít nhất để đơn giản trong tính toán.
- Trong quá trình tính toán theo phương pháp quy đổi đôi ta gặp số âm
đó là do sự bù trừ về khối lượng của các chất trong hỗn hợp. Trong trường
hợp này ta vẫn tính toán bình thường và kết quả cuối cùng vẫn thoả mãn.
- Khi quy đổi hỗn hợp X về một chất Fe
x
O
y
thì oxit Fe
x
O
3
+ NO
2
+ 2H
2
O (1)
Fe
2
O
3
+ 6HNO
3
2Fe(NO
3
)
3
+ 3H
2
O (2)
Ta có n
Fe
= 0,15 mol, n
NO2
= 0,1 mol
⇒
n
FeO
= n
NO2
= 0,1 mol
+ (6x–2y)HNO
3
→
xFe(NO
3
)
3
+ (3x–2y)NO
2
+ (3x–y)H
2
O
yx 23
1.0
−
mol 0,1 mol
Ta có n
Fe
= 0,15 =
yx 23
1.0
−
⇒
y
x
=
Bài giải
Xác định công thức phân tử của A:
Gọi công thức phân tử của A là M
2
O
n
ta có:
⇒
M =
Chỉ có cặp nghiệm n = 3 và M = 56 hợp lý . Vậy A là Fe
2
O
3
.
Tính m:
Phản ứng khử Fe
2
O
3
:
3Fe
2
O
3
+ CO
→
2Fe
3
O
4
Hoà tan chất rắn bằng HNO
3
thu được B .
Theo đề M
B
= 2.15 = 30. Vậy B là NO
Fe
2
O
3
+ 6HNO
3
→
2Fe(NO
3
)
3
+ 3H
2
O (4)
3Fe
3
O
4
+ 28HNO
3
→
9Fe(NO
2
16
=
M
n
3
56n
Theo đề
Quá trình phản ứng: A hỗn hợp X Fe
3+
Giai đoạn 1: Từ A (là Fe
2
O
3
sắt có số oxi hoá +3) bị khử thành hỗn hợp X (4
chất rắn). Số mol e mà Fe
+3
nhận là a (mol)
Giai đoạn 2: Từ hỗn hợp X (gồm 4 chất rắn) bị oxi hoá trở lại thành Fe
3+
:
Số mol e mà X nhường là b (mol)
Do từ A (sắt có số ôxihoá +3) bị CO khử thành hỗn hợp X (4 chất rắn). Từ
hỗn hợp X (chất rắn) bị HNO
3
oxi hoá trở lại thành Fe
3+
, trong hai quá trình
này số electron được bảo toàn. Vì vậy a = b
ở giai đoạn 2:
Số mol O
-2
bị khử: n
O
-2
= 0,5 n
e
= 0,5.0,06 = 0,03
Lượng oxy mất đi (tham gia phản ứng biến đổi CO thành CO
2
)
bằng 0,03.16 = 0,48. Vậy lượng Fe
2
O
3
ban đầu là:
m = m
X
+ 0,48 = 6,72 + 0,48 = 7,2 ( gam )
Ví dụ 2: Cho một luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m gam Fe
2
O
3
nung nóng.
Sau một thời gian thu được 10,44 gam chất rắn X gồm Fe, FeO, Fe
2
O
3
và
Fe
↑
→ →
Trong trường hợp này xét quá trình đầu và cuối ta thấy chất nhường e
là CO, chất nhận e là HNO
3
. Nhưng nếu biết tổng số mol Fe trong oxit ta sẽ
biết được số mol Fe
2
O
3
. Bởi vậy ta dùng chính dữ kiện bài toán hòa tan x
trong HNO
3
đề tính tổng số mol Fe.
Theo đề ra ta có:
2
0,195
NO
n mol
=
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:
Quá trình ôxi hóa: Fe – 3e
Từ (1) và (2) ta có hệ
=−
=+
195,023
44,101656
yx
yx
Giải hệ trên ta có x = 0,15 và y = 0,1275
Như vậy n
Fe
= 0,15 mol nên
2 3
0,075
Fe O
n mol=
⇒ m = 12 gam.
5.4.3.3- Bài toán khác về hỗn hợp sắt và các oxit.
Ví dụ 1: Hòa tan hết m gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe
2
O
3
, Fe
3
O
4
bằng dd
HNO
2
O
0,2 0,2 0,2
Fe
2
O
3
+ 6HNO
3
→ 2Fe(NO
3
)
3
+ 3H
2
O
0,2 0,4
⇒ m
X
= 0,2(72 + 160) = 46,4(g)
Ví dụ 2: Cho hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe
3
O
4
có khối lượng 4,04g phản ứng
hết với dd HNO
3
dư thu được 336ml khí NO (điều kiện tiêu chuẩn) là sản
phẩm khử duy nhất. Tính số mol HNO
3
3
+ 6HNO
3
→ 2Fe(NO
3
)
3
+ 3H
2
O
0,005 0,03
⇒ Tổng số mol HNO
3
= 0,08 mol
Nhận xét:
Bài toán về sắt và các ôxit của sắt thường không yêu cầu, không có dữ
kiện để tính trực tiếp số mol các chất trong hỗn hợp, chỉ dựa trên khả năng
phản ứng của toàn hỗn hợp và số mol sản phẩm. Nếu đặt ẩn số là số mol các
chất thành phần để tính thì việc giải bài toán sẽ rất khó khăn.
Để giải các bài toán về sắt và oxit của sắt có thể sử dụng các phương
pháp: phương pháp bảo toàn electron, phương pháp bảo toàn số mol nguyên
tử các nguyên tố, phương pháp quy đổi … Các phương pháp trên được sử
dụng linh hoạt.
Bài tập về Sắt và hợp chất của Sắt Trang 14
5.5- Bài toán về phản ứng của hợp chất sắt (II).
Ví dụ 1:
Hỗn hợp A gồm: M, MO, MCO
3
. Lấy 61,6 gam A hòa tan trong 1 lít
dung dịch HCl 3M thu được dung dịch B và 11,2 lít (ở điều kiện tiêu chuẩn)
MCl
2
+ H
2
O
y 2y y
MCO
3
+ 2HCl
→
MCl
2
+ CO
2
+ H
2
O
z 2z z z
Khí D gồm x mol H
2
và z mol CO
2
.
5,0
4,22
2,11
==
D
n
⇒ x + z = 0,5
2
2a a
Khi thêm dung dịch NaOH dư:
Ca(HCO
3
)
2
+ 2NaOH
→
CaCO
3
↓ + Na
2
CO
3
+ 2H
2
O
a a
2
5
0,05
100
CO
n⇒ = =
Tổng số mol CO
2
là: 0,1 + 2a = 0,2
⇒ z = 0,2; x = 0,3.
Trung hòa axit dư trong B bằng dung dịch NaOH. Số mol NaOH là:
3
+ 4Fe(OH)
3
Do trong B có HCl, Fe(OH)
3
bị hòa tan ngay
Fe(OH)
3
+ 3HCl
→
FeCl
3
+ 3H
2
O
Có thể viết tổng hợp hai phản ứng trên:
4FeCl
2
+ O
2
+ 4HCl
→
4FeCl
3
+ 2H
2
O
t t t
Dung dịch E gồm t mol FeCl
3
Khi nung X trong không khí:
4Fe(OH)
2
+ O
2
+ 2H
2
O
→
4Fe(OH)
2
(0,8 - t) (0,8 - t)
Khi chuyển hóa hết Fe(OH)
2
, tổng số mol Fe(OH)
3
là 0,8 mol.
2Fe(OH)
3
→
Fe
2
O
3
+ 3H
2
O
0,8 0,4
Chất rắn thu được gồm 0,4 mol Fe
là 0,5.0,5 = 0,25 (mol). Số mol AgNO
3
là: 0,5.1,2 = 0,6 mol.
Phản ứng xảy ra:
FeCl
2
+ 2AgNO
3
→
Fe(NO
3
)
2
+ 2AgCl
0,25 0,5 0,25 0,5
Sau phản ứng, còn 0,1 mol AgNO
3
, tiếp tục tác dụng với Fe(NO
3
)
2
:
Bài tập về Sắt và hợp chất của Sắt Trang 16
Fe(NO
3
)
2
+ AgNO
3
Bài giải:
1125,0
4,22
52,2
2
==
Cl
n
;
15,03,0.5,0
2
==
FeBr
n
Phản ứng xảy ra:
6FeBr
2
+ 3Cl
2
→
4FeBr
3
+ 2FeCl
3
.
0,15 0,075 0,1 0,05
Sau phản ứng còn 0,0375 mol Cl
2
tiếp tục phản ứng với FeBr
15,0
5,0
075,0
3
==
FeBr
C
(M);
075,0
5,0
0375,0
23
==
Br
C
(M)
Nhận xét:
Hợp chất sắt (II) thể hiện tính chất tùy thuộc khả năng thể hiện tính
khử, tinh oxi hóa của các chất cùng phản ứng và độ mạnh yếu của chúng.
Trong các phản ứng của hỗn hợp các chất và hợp chất sắt (II) cần lưu ý
đến khả năng phản ứng và thứ tự ưu tiên của các chất.
Trường hợp hỗn hợp phản ứng gồm nhiều chất, nhiều ion có khả năng
tham gia, học sinh thường không chú ý đến khả năng có nhiều trường hợp xảy
ra tùy thuộc theo khả năng phản ứng (thứ tự ưu tiên), tỉ lệ mol các chất phản
ứng, khả năng chất dư tác dụng với sản phẩm …
Bài tập về Sắt và hợp chất của Sắt Trang 17
C. KẾT LUẬN
Có nhiều cách khai thác khác nhau đối với bài tập về sắt và các hợp
chất của sắt. Trong phạm vi của bài viết này khó có thể tổng hợp hết các cách
khai thác đó. Trên đây, tôi chỉ nêu lên một số cách xem xét và phân tích bài
THUẬT 2001)
9- NHỮNG BÀI TOÁN BIỆN LUẬN TRONG HOÁ HỌC
(Nguyễn Đình Độ)
10- CÁC SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM MÔN HOÁ THPT
Bài tập về Sắt và hợp chất của Sắt Trang 19
MỤC LỤC
A. MỞ ĐẦU 1
I. Lý do chọn đề tài 1
III- Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 1
IV- Nhiệm vụ nghiên cứu 2
B. NỘI DUNG 2
1- Sự chuyển hóa các số ôxi hóa của Sắt 2
2- Phân loại bài tập về sắt và hợp chất của sắt. 3
3- Các phương pháp thường được áp dụng trong bài toán về sắt và hợp chất
của sắt. 3
4- Phân tích đặc điểm một số phản ứng thường gặp 3
5- Các bài tập áp dụng 5
C. KẾT LUẬN 18
TÀI LIỆU THAM KHẢO 19
MỤC LỤC 20
Bài tập về Sắt và hợp chất của Sắt Trang 20