SKKN 2011

Lê Th Thúy - GV trng THPT Chuyên tnh Lào Cai

PHNG PHÁP GII BÀI TP HN HP ST VÀ OXIT ST

A. T VN :
1. Lí do chn đ tài:
- T nm 2007 b giáo dc đã thay đi hình thc thi tuyn sinh i hc-Cao đng t t lun
sang trc nghim khách quan.  gii quyt tt bài thi trc nghim yêu cu hc sinh phi
nm vng, bit sâu và rng kin thc , có k nng vn dng đng thi phi có thao tác suy
lun logic,tính toán nhanh.
- Trc yêu cu thit thc ca hc sinh và qua 4-
nm thc hin thi tuyn sinh H-C bng hình thc trc nghim khách quan ca b Giáo
dc, bn thân tôi đã nghiên cu, vn dng và tri nghim trên 1 s đi tng hc sinh.
- Bài tp hn hp gm st và oxit st là mt trong nhng dng bài tp mà hc sinh hay gp
trong các k thi mà đc bit là thi i Hc. Thông thng nhng bài tp v st và các oxit
thng khá phc tp và xy ra theo nhiu phng trình phn ng khác nhau.  giúp hc
sinh gii quyt tt các bài toán v hn hp st mt cách nhanh chóng tôi thng gii thiu
phng pháp vn dng các đnh lut bo toàn. ó là ni dung mà bài vit này tôi mun đ
cp.

2. Mc đích:
- Nghiên cu k phng pháp gii bài tp hoá hc v st
- Phc v cho giáo viên và hc sinh trung hc ph thông.
3. Nhim v ca đ tài:
- H thng lí thuyt v các đnh lut áp dng gii bài tp v st và hp cht ca st.
- a ra mt s bài tp áp dng.
4. i tng và khách th nghiên cu:
• i tng: Nghiên cu và vn dng các phng pháp gii nhanh bài tp v st và hp
cht ca st.

T
= m
S
.
H qu 2
: Khi cation kim loi kt hp vi anion phi kim đ to ra các hp cht ta
luôn có: Khi lng cht = khi lng ca cation+khi lng anion. Khi lng ca cation
hoc anion ta coi nh bng khi lng ca nguyên t cu to thành.
2. nh lut bo toàn nguyên t
Ni dung đnh lut: Tng khi lng mt nguyên t trc phn ng bng tng khi
lng ca nguyên t đó sau phn ng. Ni dung đnh lut có th hiu là tng s mol ca
mt nguyên t đc bo toàn trong phn ng.
3. nh lut bo toàn electron
Trong phn ng oxi hóa kh: S mol electron mà cht kh cho đi bng s mol
electron mà cht oxi hóa nhn v.
Khi vn dng đnh lut bo toàn electron vào dng toán này cn lu ý:
- Trong phn ng hoc mt h phn ng ch cn quan tâm đn trng thái đu và trng thái
cui mà không cn quan tâm đn trng thái trung gian.
SKKN 2011

Lê Th Thúy - GV trng THPT Chuyên tnh Lào Cai
- Nu có nhiu cht oxi hóa và cht kh thì s mol electron trao đi là tng s mol ca tt
c cht nhng hoc nhn electron.

II. TNG QUAN V BÀI TP HN HP ST VÀ OXIT ST:

Bài tp Fe và hn hp oxit st thng có dng cho khi lng và cho phn ng vi
mt cht oxi hóa nh H
2
SO

Cht kh Cht oxi hóa
3
3
F
eFe
+
→+e
O

2
4
5
2
2
1
OeO
NeN
−
+
+
+→
+→
y
2y
y
x 3x

Tng electron nhng: 3x mol Tng electron nhn: 2y +

Áp dng đnh lut bo toàn electron ta có: 3x = 2y + (2)

V
V
22,4
SKKN 2011

Lê Th Thúy - GV trng THPT Chuyên tnh Lào Cai
Cho 11,36 gam hn hp gm Fe, FeO, Fe
2
O
3
và Fe
3
O
4
phn ng ht vi dung dch
HNO
3
loãng (d), thu đc 1,344 lít khí NO (sn phm kh duy nht,  đktc) và dung dch
X. Cô cn dung dch X thu đc m gam mui khan. Tính m ?

Phân tích đ:
Ta coi nh trong hn hp X ban đu gm Fe và O. Nh vy xét c quá trình
cht nhng e là Fe cht nhn e là O và
3
NO
−
. Nu chúng ta bit đc s tng s mol Fe
trong X thì s bit đc s mol mui Fe(NO
3
)

y
y
2y
x 3x

0,060,18

Tng electron nhng: 3x (mol) Tng electron nhn: 2y + (mol)
0,18
Áp dng đnh lut bo toàn electron ta có: 3x = 2y + (2)
0,18
T (1) và (2) ta có h
56 16 11,36
32 0,18
xy
xy
+=
⎧
⎨
−=
⎩
Gii h trên ta có x = 0,16 và y = 0,15
Nh vy
nn
mol vy m = 38,72 gam.
33
()
0,16
Fe Fe NO
==

333
ôi í
3(
mu Kh
HNO NO NO Fe NO NO
nnnnnn=+=+
2
)
2. Dng đt cháy St trong không khí ri cho sn phm phn ng vi cht oxi hóa

 bài 1:
Nung nóng 12,6 gam Fe ngoài không khí sau mt thi gian thu đc m gam hn
hp X gm Fe, FeO, Fe
2
O
3
và Fe
3
O
4
. Hn hp này phn ng ht vi dung dch H
2
SO
4
đc
nóng (d), thu đc 4,2 lít khí SO
2
(sn phm kh duy nht,  đktc). Tính m?
Phân tích đ:
S đ phn ng

SO
4
đc nóng đa lên st +3. Trong quá trình Oxi nhn e đ đa v O
2-
có
trong oxit và H
2
SO
4
(+6) nhn e đ đa v SO
2
(+4).
Nh vy: + Khi lng oxit s là tng ca khi lng st và oxi.
+ C quá trình cht nhng e là Fe cht nhn là O và H
2
SO
4
.
Gii
:Ta có , n
2
SO
n = 0,1875 mol
Fe
= 0,225 mol
Gi s mol oxi trong oxit là x ta có:
Cht kh Cht oxi hóa
3
3Fe Fe e
+

mm m
−
=+
S
: 15 gam.
 Bài 2:
Nung nóng m gam bt st ngoài không khí, sau phn ng thu đc 20 gam hn
hp X gm Fe, FeO, Fe
2
O
3
và Fe
3
O
4
. Hòa tan ht X trong dung dch HNO
3
loãng thu
đc 5,6 lít hn hp khí Y gm NO và NO
2
có t khi so vi H
2
là 19. Tính m và th tích
HNO
3
1M đã dùng?
Phân tích đ:
s đ phn ng
SKKN 2011


3
.
+ HNO
3
nhn e đ cho NO và NO
2
.
+ S mol HNO
3
ban đu bng s mol HNO
3
trong mui và chuyn v các khí.
Gii:
Theo đ ra ta có:
2
0,125
NO NO
nn mo== l
Gi s mol Fe và O tng ng trong X là x và y ta có: 56x + 16y = 20 (1).
Quá trình nhng và nhn e:
Cht kh Cht oxi hóa
3
3
F
eFe
+
→+e
5
2
1

xy
xy
+=
⎧
⎨
−=
⎩
Gii h trên ta có x = 0,3 và y = 0,2
Nh vy n
Fe
= 0,3 mol vy m = 16,8 gam.
Theo đnh lut bo toàn nguyên t ta có:
333
ôi í
3
mu Kh
H
NO NO NO Fe NO NO
nnnnnn=+=++

nên
nx
mol.
3
0,3 3 0,125 0,125 1,15
HNO
=++=
Vy
3
1,15

3
nung nóng. Sau mt thi
gian thu đc 10,44 gam cht rn X gm Fe, FeO, Fe
2
O
3
và Fe
3
O
4
. Hòa tan ht X trong
dung dch HNO
3
đc, nóng thu đc 4,368 lít NO
2
(sn phm kh duy nht  đktc). Tính m
?
Phân tích đ: S đ phn ng
3
34
2
23
23
23
,
, Fe
()
o
HNO dn
CO

2
0,195
NO
nm= ol
Gi s mol Fe và O tng ng trong X là x và y ta có: 56x + 16y = 10,44 (1).

Quá trình nhng và nhn e:
Cht kh Cht oxi hóa
3
3
F
eFe
+
→+e
2
1
OeO
NeNO
−
+
+→
+→

2
4
5
y
y
2y
+

theo phng trình:
SKKN 2011

Lê Th Thúy - GV trng THPT Chuyên tnh Lào Cai
2
2
2CO O e CO
−
⎡⎤
+−⎯⎯→
⎣⎦
và
4
5
2
1
N
eNO
+
+
+→

Sau đó da vào đnh lut bo toàn khi lng ta có: m = 10,44 + m
O
.
4. Dng hn hp oxit st phn ng vi axit thng: H
+
Tng quan v dng này:

ây không phi là phn ng oxi hóa kh mà ch là phn ng trao đi. Trong phn

tác dng va ht vi 260 ml HCl 1M
thu đc dung dch X. Cho X phn ng vi dung dch NaOH d thu đc kt ta Y. Nung
Y ngoài không khí đn khi lng không đi thu đc đn khi lng không đi đc m(g)
cht rn. Tính m

Phân tích đ:
S đ
22
23 23
3
3
34
()
()
HCl NaOH nungtrongkk
FeO
FeCl Fe OH
Fe O Fe O
FeCl
Fe OH
Fe O
⎧
⎧
↓
⎧
⎪⎪
⎯⎯⎯→⎯⎯⎯→⎯⎯⎯⎯→
⎨⎨ ⎨
↓
⎪

Theo phng trình:
2
2
2
H
OH
+−
⎡⎤
+→
⎣⎦
O
mol
trong O
2-
là oxi trong hn hp oxit
0,26 0,13
2
0,13
O
n
−
=
mà theo đnh lut bo toàn khi lng ta có: m
Fe
+ m
O
=7,68
Nên m
Fe
= 7.68 – 0,13x16 =5,6(gam) n

5. Dng st và hn hp oxit st phn ng vi axit thng: H
+
Tng quan v dng này:

Dng này c bn ging dng th 4 tuy nhiên sn phm phn ng ngoài H
2
O

còn có
H
2
do Fe phn ng. Nh vy liên quan đn H
+
s có nhng phn ng sau:
Nh vy chúng ta có th da vào tng s mol H
+

và s mol H
2
đ tìm s mol ca O
2-
t đó
tính đc tng s mol ca Fe.
 ra:

Cho 20 gam hn hp gm Fe, FeO, Fe
3

Fe O
Fe OH
FeCl
Fe O
⎧
⎧
↑
⎪
⎧
↓
⎪
⎪⎪
⎯⎯⎯→⎯⎯⎯→⎯⎯⎯⎯→
⎨⎨ ⎨
↓
⎪
⎪⎪
⎩
⎩
⎪
⎩
3
+ Ta coi H
+
ca axit va nhn electron đ thành H
2
và phn ng vi O
2-
ca oxit
+ Toàn b Fe trong oxit cui cùng chuyn v Fe

+⎯⎯→↑
⎡⎤
+⎯⎯→
⎣⎦
2)
mol
O

2
2
2
22
2
He H
HO H
+
+−
+⎯⎯→↑
⎡⎤
+⎯⎯→
⎣⎦
T (1) ta có (vì s mol H
0,3
H
n
+
=
2
=0,15mol) nh vy s mol H
+


- Nguyên tc chung: Quy đi là mt phng pháp bin đi toán hc nhm đa bài toán
ban đu là mt hn hp phc tp v dng đn gin hn, qua đó làm cho các phép tính tr
nên d dàng, thun tin.Luôn đm bo nguyên tc:
+ Bo toàn nguyên t, tc là tng s mol mi nguyên t  trong hn hp đu và hn hp
mi phi nh nhau.
+ Bo toàn s oxi hoá, tc là tng s s oxi hoá ca các nguyên t trong hai hn hp là nh
nhau.
- Trong s oxit st thì ta coi Fe
3
O
4
là hn hp ca FeO và Fe
2
O
3
có s mol bng nhau. Nh
vy có th có hai dng chuyn đi. Khi đ ra cho s mol FeO và Fe
2
O
3
có s mol bng nhau
thì ta coi nh trong hn hp ch là Fe
3
O
4.
còn nu không có d kin đó thì ta coi hn hp là
FeO và Fe
2
O

3
nên ta coi nh hn hp ch có Fe
3
O
4
.
Sau khi phn ng vi H
2
SO
4
s thu đc 2 mui là FeSO
4
và Fe
2
(SO
4
)
3
. Dung dch
KMnO
4
tác dng vi FeSO
4
trong H
2
SO
4
d. Nh vy t s s mol ca Fe
3
O

2
SO
4

⎯
⎯→
FeSO
4
+ Fe
2
(SO
4
)
3
+ 4H
2
O
0,02 0,02
Trong 100 ml X s có 0,01 mol FeSO
4
nên:
10FeSO
4
+ 2KMnO
4
+8H
2
SO
4


và Fe
2
O
3
tan va ht trong dung
dch H
2
SO
4
to thành dung dch X. Cô cn dung dch X thu đc 70,4 gam mui, mt khác
cho Clo d đi qua X ri cô cn thì thu đc 77,5 gam mui.
Tính m?
Phân tích đ:
Cho oxit tác dng vi H
2
SO
4
ta s thu đc 2 mui FeSO
4
và Fe
2
(SO
4
)
3
. Do
đó ta có th coi hn hp ban đu ch gm hai oxit FeO và Fe
2
O
3

(SO
4
)
3
và nh vy
bit đc s mol ca Fe
2
O
3.
Gii:
Coi hn hp gm FeO và Fe
2
O
3
ta có phng trình phn ng:
FeO + H
2
SO
4

⎯
⎯→
FeSO
4
+ H
2
O
Fe
2
O

-

Vy
77,5 70,4
0, 2
35,5
Cl
nm
−
−
==
ol
ol
Nh vy s
2
4
0,2
FeSO FeO
Fe
nn n m
+
=
==

Mà vy
4243
()
70,4
FeSO Fe SO
mm+=

2
O
3,
và
Fe
3
O
4
có tng khi lng là 30g. Cho hh này tan trong HNO
3
d đc 5.6 lít NO duy nht
(đktc). Tính m?
Bài 2
Hn hp X gm Fe, FeO, Fe
2
O
3
. Cho mt lung khí CO đi qua ng s dng mg hh X
đun nóng. Sau khi kt thúc thí nghim thu đc 64g cht rn và 11.2 lít khí B(đktc)có t
khi so vi H
2
là 20.4. Tính m ?
Bài 3
 kh hoàn toàn 3,04 gam hn hp Y (gm FeO, Fe
3
O
4
, Fe
2
O

đc nóng thu đc 5,6 lít khí
SO
2
(sn phm kh duy nhât  đktc)
1. Tính m
2. Nu thay H
2
SO
4
bng HNO
3
đc nóng thì th tích NO
2
(đktc) s là bao nhiêu?
Bài 6
Cho mt lung khí CO đi qua ng s đng m gam Fe
2
O
3
nung nóng. Sau mt thi
gian thu đc hn hp X nng 44,64 gam gm Fe, FeO, Fe
3
O
4
, Fe
2
O
3
. Hòa tan X bng
HNO

TÀI LIU THAM KHO :
1. Lê Xuân Trng,Nguyn hu nh, 2008, Hoá hc 12 (nâng cao), nhà sut bn
giáo dc.
2. Lê Xuân Trng, 2008, Bài tp hoá hc 12 (nâng cao), nhà sut bn giáo dc.
3. Nguyn Xuân Trng, 2008, Hoá hc 12, nhà sut bn giáo dc.
4. Nguyn Xuân Trng, 2008, Bài tp hoá hc 12, nhà sut bn giáo dc.
5. Gii toán hoá hc Nguyn Trng Th - Nhà xut bn giáo dc
6. Các đ thi HC t nm 1994 – 2003, các đ thi trc nghim t 2006- 2010
7. Mt s tài liu tham kho khác

SKKN 2011


Ngi vit Lê Th Thuý