Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
A. ĐẶT VẤN ĐỀ :
I. LỜI NÓI ĐẦU :
Trong quá trình dạy học hiện nay, việc đổi mới phương pháp dạy học là vô cùng
quan trọng để kịp thời đáp ứng với việc học tập ngày càng được quan tâm của
học sinh, của ngành, của các bậc phụ huynh và toàn xã hội. Do đó đòi hỏi giáo
viên phải trăn trở rất nhiều làm thế nào để nâng cao chất lượng dạy học giúp cho
học sinh có thể vượt qua các kì thi một cách có hiệu quả. Hơn nữa vớí hình thức
thi trắc nghiệm hiện nay việc sử dụng một số phương pháp giải tự luận trước đây
đã không còn phù hợp, yêu cầu đặt ra với mỗi học sinh là trong một thời gian
ngắn nhất phải tìm ra được chính xác đáp án, hình thức thi trắc nghiệm là cơ hội
tốt để các cá nhân thể hiện các thủ thuật và áp dụng các phương pháp ngắn gọn,
hiệu quả tạo tối ưu nhất định đối với cá nhân khác.
Trong thời gian dạy học, Tôi thấy rằng trong các kì thi học sinh giỏi, đại học
đều đề cập đến một số lượng đáng kể các câu lý thuyết và bài tập về sắt, các hợp
chất của sắt rất đa dạng và phong phú ở những mức độ khác nhau. Qua nghiên
cứu Tôi thấy loại bài tập liên quan đến sắt và các hợp chất của sắt được đề cập
rất sớm từ chương trình THCS nó có nhiều dạng, khó phải rất linh động trong
việc giải chúng và những bài tập về sắt phần nào gây khó khăn cho học sinh.
Như vậy bài toán về sắt và hợp chất sắt không thể tách rời trong quá trình dạy
học. Mặc dù sách giáo khoa đề cập từ lớp 9, ở bậc Trung học phổ thông và nhiều
tài liệu khác, song cũng chưa thể đáp ứng nhu cầu đầy đủ cho việc dạy và học
hiện nay. Hơn nữa khi giải loại bài tập này nhiều học sinh lúng túng không biết
nên chọn cách giải nào cho ngắn gọn phù hợp với mỗi loại. Mặt khác phương
pháp giải các bài toán lập về sắt và hợp chất của sắt cũng chưa được trình bày
đầy đủ. Vì lý do trên, Tôi đã chọn đề tài: “Phân loại và phương pháp giải
nhanh một số dạng bài tập về sắt, hợp chất sắt trong luyện thi đại học”.
1
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
II. THỰC TRẠNG CỦA BÀI TẬP VỀ SẮT VÀ HỢP CHẤT CỦA SẮT:
- Sắt là kim loại đa hoá trị, trong các phản ứng hoá học, tuỳ thuộc vào tác
Dạng 2: Kim loại sắt hoặc hỗn hợp kim loại khi tác dụng với dung dd axit
Dạng 3: Phản ứng nhiệt nhôm
Dạng 4: Một số bài tập kinh điển
Dạng 5: Một số bài tập phức tạp khác
II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI TỪNG LOẠI VÀ VÍ DỤ ÁP DỤNG
1/ Khái quát qua về kim loại sắt và hợp chất sắt
- Cấu hình eléctron: [Ar] 3d
6
4s
2
. Sắt là kim loại chuyển tiếp
Sắt có 2 số oxi hoá bền, đặc trưng là +2 và +3
Thế điện cực chuẩn
2
0
0,44
Fe
V
Fe
E
+
= −
,
3
0
0,77
Fe
V
Fe
Fe
0
.
2/ Phân loại và phương pháp giải
Dạng 1: KIM LOẠI SẮT HOẶC HỖN HỢP KIM LOẠI KHI PHẢN ỨNG
VỚI DUNG DỊCH MUỐI
1a/ Kim loại sắt khi phản ứng với dd AgNO
3
3
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
+ Phương pháp : Dựa vào tỉ lệ các chất và thứ tự các cặp oxi hoá khử Fe
2+
/Fe,
Fe
3+
/Fe, Ag
+
/Ag trong dãy điện hoá rồi từ đó viết phương trình phản ứng và tính
khối lượng các chất theo yêu cầu của bài toán.
Dạng tổng quát : Fe + 2Ag
+
→
Fe
2+
+ 2Ag
↓
(1)
Fe + 3Ag
+
+ Trường hợp 3: 2
≤
T
≤
3 thì xảy ra cả pứ (1) và (2)
Ví dụ 1: Cho 3,08 gam Fe vào 150 ml dd AgNO
3
1M, lắc kĩ cho phản ứng xảy
ra hoàn toàn thu được m gam chất rắn. Giá trị của m là
A. 11,88 B. 16,20 C. 18,20 D. 17,96.
Giải : n
3
0,15
AgNO
mol
=
,
0,055
Fe
n mol
=
=> 1 < T=
0,15
2,73
0,055
=
< 2
Nên xảy ra trường hợp 3. Đặt x là số mol Fe ở pứ (1) thì số mol AgNO
3
ở (1) là
0,1M
4
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
C. Fe(NO
3
)
2
0,14 M D. Fe(NO
3
)
2
0,14M; AgNO
3
0,02M
Giải:
0,784
0,014
56
Fe
n mol
= =
,
3
0,1.0,3 0,03
AgNO
n mol
= =
thì 1 < T = 0,03/0,014 < 2 nên bài này có cách giải tương tự như ví dụ 1
kết quả thu được 2 muối là Fe(NO
2
+ 2 FeCl
3
x 8x x 2x
Cu + 2FeCl
3
→
CuCl
2
+ 2FeCl
2
x 2x x 2x
Ta có: 232 x + 64 x = 14- 2,16 = 11,84 => x = 0,04 mol
dd X thu được gồm FeCl
2
và CuCl
2
. Cho X tác dụng với AgNO
3
dư có các pứ
xảy ra:
Ag
+
+ Fe
2+
-> Fe
3+
+ Ag
↓
Fe O Cu HCl
n mol n mol n mol
= = =
Các pứ hoá học xảy ra
Fe
3
O
4
+ 8HCl
→
FeCl
2
+ 2 FeCl
3
0.05 0,4 0.05 0,1
Cu + 2FeCl
3
→
CuCl
2
+ 2FeCl
2
0,05 0,1 0,05 0,1
Dung dịch thu được gồm FeCl
2
và CuCl
2
. Cho tác dụng với AgNO
3
- Phản ứng của kim loại với dung dịch muối là phản ứng oxi hóa – khử nên
thường sử dụng phương pháp bảo toàn mol electron để giải các bài tập phức tạp,
khó biện luận như hỗn hợp nhiều kim loại tác dụng với dung dịch chứa hỗn hợp
nhiều muối. Các bài tập đơn giản hơn như một kim loại tác dụng với dung dịch
một muối, hai kim loại tác dụng với dung dịch một muối,…có thể tính theo thứ
tự các phương trình phản ứng xảy ra
- Sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng để tính khối lượng thanh kim
loại sau phản ứng
6
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
- Từ số mol ban đầu của các chất tham gia phản ứng → biện luận các trường
hợp xảy ra
- Nếu chưa biết số mol các chất phản ứng thì dựa vào thành phần dung dịch sau
phản ứng và chất rắn thu được → biện luận các trường hợp xảy ra
- Kim loại khử anion của muối trong môi trường axit thì nên viết phương trình
dạng ion thu gọn
- Kim loại (Mg → Cu) đẩy được Fe
3+
về Fe
2+
.
Ví dụ: Fe + 2Fe
3+
→ 3Fe
2+
; Cu + 2Fe
3+
→ Cu
2+
+ 2Fe
AgNO
3
và kim loại kết tủa bám hết lên thanh kim loại M. Kim loại M là:
A. Pb B. Ni C. Cd D. Zn
Giải: Gọi nFe
2+
pư
= 2x mol → nAg
+
pư
= x mol
M + Fe
2+
→ M
2+
+ Fe
2x ← 2x → 2x
→ ∆m↓ = 2x.(M – 56) → % m
Kl
giảm =
2 ( 56)
100 6
x M
m
−
=
(1)
M + 2Ag
+
→ M
kĩ cho đến khi phản ứng kết thúc, thu được kim loại có khối lượng bằng (m+0,5)
gam. Giá trị của m là:
A. 15,5 gam B. 16 gam C. 12,5 gam D. 18,5 gam
Giải
: Gọi n
Ni
= x mol ; n
Cu
= y mol có trong m gam hỗn hợp
Ni + 2Ag
+
→ Ni
2+
+ 2Ag (1)
Cu + 2Ag
+
→ Cu
2+
+ 2Ag (2)
Ni + Cu
2+
→ Ni
2+
+ Cu (3)
- Từ (3) → (64 – 59).x = 0,5 → x = 0,1 mol (*)
- Từ (1) → nAg
(1)
= 0,2 mol → mAg
(1)
+
< Ag)
Fe + 2Ag
+
→ Fe
2+
+ 2Ag (1)
0,01← 0,02 → 0,02
Fe + Cu
2+
→ Fe
2+
+ Cu (2)
0,03 → 0,03
Từ (1) ; (2) → mY = 0,02.108 + 0,03.64 = 4,08 gam → đáp án B
8
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
Ví dụ 4: Cho m gam bột Fe vào 800 ml dung dịch hỗn hợp gồm Cu(NO
3
)
2
0,2M
và H
2
SO
4
0,25M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 0,6m gam
hỗn hợp bột kim loại và V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Giá trị
của m và V lần lượt là:
A. 17,8 và 4,48 B. 17,8 và 2,24 C. 10,8 và 4,48 D. 10,8 và 2,24
2+
(2)
0,05 ← 0,1
Fe + Cu
2+
→ Fe
2+
+ Cu (3)
0,16 ← 0,16
- Từ (1) ; (2) ; (3) → nFe
pư
= 0,1 + 0,05 + 0,16 = 0,31 mol
- Hỗn hợp bột kim loại gồm Fe dư và Cu → (m – 0,31.56) + 0,16.64 = 0,6m
→ m = 17,8 gam (**)
**Một số ví dụ khác để các bạn đồng nghiệp tham khảo
Câu 1: Cho hỗn hợp A gồm 11,2 gam Fe và 2,4 gam Mg vào dung dịch có chứa
0,1 mol Ag
+
, 0,15 mol Fe
3+
và 0,15 mol Cu
2+
. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn
thu được dung dịch B và m gam chất rắn. Giá trị của m là
A. 20,4 B.23,6 C.21,8 D. 3,24
Câu 2: Cho hỗn hợp gồm 1,2 mol Mg và x mol Zn vào dung dịch chứa 2 mol
Cu
2+
và 1 mol Ag
+
C. Al
3+
, Fe
3+
, Fe
2+
, NO
3
-
D. Al
3+
, Fe
2+
, NO
3
-
Câu 4 : Cho m gam Fe tác dụng hết với dung dịch chứa y mol CuSO
4
và z mol
H
2
SO
4
loãng, sau phản ứng hoàn toàn thu được khí H
2
, m gam Cu và dung dịch
chỉ chứa một chất tan duy nhất. Mối quan hệ giữa y và z là
A. y = 7z. B. y = 5z. C. y = z. D. y = 3z.
Câu 5: Cho hỗn hợp bột gồm 0,48g Mg và 1,68 gam Fe vào dung dịch CuCl
2
)
- Kim loại tác dụng với hỗn hợp axit HCl, H
2
SO
4
loãng, HNO
3
→ viết phương
trình phản ứng dưới dạng ion thu gọn (H
+
đóng vai trò môi trường,
3
NO
−
đóng vai
trò chất oxi hóa) và so sánh các tỉ số giữa số mol ban đầu và hệ số tỉ lượng trong
phương trình xem tỉ số nào nhỏ nhất thì chất đó sẽ hết trước (để tính theo)
10
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
- Các kim loại tác dụng với ion
3
NO
−
trong môi trường axit H
+
xem như tác dụng
với HNO
3
- Khi hỗn hợp nhiều kim loại tác dụng với hỗn hợp axit thì dùng định luật bảo
toàn mol electron và phương pháp ion – electron để giải cho nhanh. So sánh tổng
- Kim loại có tính khử mạnh hơn sẽ ưu tiên phản ứng trước
- Nếu đề bài yêu cầu tính khối lượng muối trong dung dịch, ta áp dụng công thức
sau: m
muối
= m
cation
+
manion
tạo muối
= m
kim loại
+ m
anion tạo muối
(m
anion tạo muối
= m
anion ban đầu
– m
anion tạo khí
)
- Cần nhớ một số các bán phản ứng sau:
2H
+
+ 2e → H
2
3
NO
+
→ S + 4H
2
O 2
3
NO
−
+ 8e + 10H
+
→ N
2
O + 5H
2
O
SO
4
2–
+ 8e + 10H
+
→ H
2
S + 4H
2
O 2
3
NO
−
+ 10e + 12H
+
→ N
phản ứng
= 2nSO
2
+ 4nS + 5nH
2
S
n NO
3
–
tạo muối
= Σ a.n
X
(a là số electron mà N
+5
nhận để tạo ra sản phẩm khử X)
11
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
n HNO
3 phản ứng
= 2nNO
2
+ 4nNO + 10nN
2
O + 12nN
2
2b/ Một số ví dụ minh họa
Đối với loại bài toán này nên đưa về 3 trường hợp
- Trường hợp 1: Khi Fe hoặc hỗn hợp kim loại Fe và kim loại khác tác dụng với
+ 3e , Cu
→
Cu
2+
+ 2e
0,1 mol 0,3 mol 0,1 mol 0,2 mol
Mặt khác:
2
/
19 38
X H X
d M= => =
Đặt x, y là số mol của NO và NO
2
thì 30x + 46 y = 38 (x+ y) => x = y
n
e nhận
= 3x + y = 4x, n
e cho
= 0,5 => 4x = 0,5 . Vậy x= 0,125 mol
V = 0,125.2. 22.4= 5,6 lít (đáp án B)
Ví dụ 2: (ĐH khối A- 2009) Cho hỗn hợp gồm 1,12 gam Fe và 1,92 gam Cu vào
400 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm H
2
SO
4
0,5 M và NaNO
3
0,2 M. Sau khi các
phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X và khí NO (sản phẩm khử duy
+
→ NO + 2H
2
O Do
0,12 0,08 0,4
3 1 4
< <
=>
kim loại kết và H
+
dư 0,12→ 0,16
→ nH
+
dư = 0,4 – 0,16 = 0,24 mol
→ Σ nOH
–
(tạo kết tủa max) = 0,24 + 0,02.3 + 0,03.2 = 0,36
→ V = 0,36 lít hay 360 ml → đáp án A
Ví dụ 3: Hòa tan hoàn toàn 100 gam hỗn hợp X gồm Fe, Cu , Ag trong dung dịch
HNO
3
(dư). Kết thúc phản ứng thu được 13,44 lít hỗn hợp khí Y gồm NO
2
, NO,
N
2
O theo tỉ lệ số mol tương ứng là 3 : 2 : 1 và dung dịch Z (không chứa muối
NH
4
NO
Kl
+ m
3
NO
−
tạo muối
= 100 + 1,7.62 = 205,4 gam (1)
-
3
HNO
n
phản ứng
= 2.n
NO
2
+ 4.n
NO
+ 10.n
N
2
O
= 2.0,3 + 4.0,2 + 10.0,1 = 2,4 mol (2)
- Từ (1) ; (2) → đáp án C
- Trường hợp 2: Fe hoặc hỗn hợp kim loại Fe và kim loại khác tác dụng với các
dung dịch axit trên mà kim loại dư, hoặc lượng axit là tối thiểu thì sản phẩm là
muối Fe
2+
Áp dụng
13
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
Do sau phản ứng còn kim loại chưa tan hết nên chỉ có muối Fe
2+
tạo thành
m
Fe
= 10.40%= 4 gam ; m
Fetan
= 10 - 6,64 = 3,36 gam
m
Fe dư
= 4- 3,36 = 0,64 gam
3,36
0,06
56
Fe
n mol
= =
Fe
0
-> Fe
2+
+ 2e ; S
+6
+ 2e -> S
+4
0,06 0,12 0,06 0,12
Khối lượng muối khan thu được là: 0,06. 96 + 3,36 = 9,12 gam
Ví dụ 3: Cho 2,236 gam hỗn hợp A dạng bột gồm Fe và Fe
→
NO + 9 Fe(NO
3
)
3
+ 14 H
2
O
3y 28 y y 9y
sau đó: 2Fe(NO
3
)
3
+ Fe
→
3 Fe(NO
3
)
2
x + 9y
9
2
x y+
mà x + y = n
NO
= 0,011
Nên : 56 x + 3y.232 +
9
56
+5
+ 3e
→
N
+2
0,033 0,011
Tổng mol e cho = tổng mol e nhận nên: 2x - 2y = 0,033 (1)
Mặt khác : khối lượng Fe và Fe
3
O
4
tan là:
56 x + 232 y = 2,236 - 0,448 = 1,788(2)
Giải (1) và (2) ta được y = 0,003 mol; x = 0,0195 mol
Vậy
3 3 2
( )
2 2( 3 ) 0,011 0,068
HNO Fe NO NO
n n n x y mol
= + = + + =
=> C = 0,68M
- Trường hợp 3: Cả hai muối Fe
3+
và Fe
2+
được tạo thành
15
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
Ví dụ 1: Hoà tan 6,72 gam Fe trong một lượng HNO
0
→
Fe
3+
+ 3e
x x 2x y y 3y
N
+5
+ 3e
→
N
+2
0,1 0,3 0,1
Ta có hệ x + y = 0,12 => x = y = 0,06 mol
2x + 3y = 0,3
m
muối khan
= 0,06 . 180 + 0,06 .242 = 25,32 gam
3 3 2 3 3
( ) ( )
2 3 0,31( )
HNO Fe NO Fe NO NO
n n n n mol
= + + =
=> V
HNO
3
= 0,31/2 = 0,155 (l)
Ví dụ 2
3
+ NO + 2H
2
O
0,1 ← 0,4 → 0,1
Fe (dư) + 2Fe
3+
→ 3Fe
2+
, Cu + 2Fe
3+
(dư) → Cu
2+
+ 2Fe
2+
16
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
0,02 → 0,04 0,03 ← 0,06
→ mCu = 0,03.64 = 1,92 gam → đáp án A
**Một số ví dụ khác để các bạn đồng nghiệp tham khảo
Câu 1: Hoà tan hết 2,08 gam hỗn hợp gồm Fe và Cu bằng dd HNO
3
thu được dd
X và 672 ml khí NO (đktc). Thêm từ từ 1,2 gam Mg vào hỗn hợp X đến khi phản
ứng xảy ra hoàn toàn thu được 224 ml khí NO (đktc), dd Y và m gam chất rắn
không tan. Giá trị của m là
A. 1,44 gam B. 1,52 gam C. 0,84 gam D. 1,71gam
Câu 2: Cho 12 gam hỗn hợp Fe và Cu vào 200ml dd HNO
3
2M, thu được một
A. 0,94 mol. B. 0,64 mol. C. 0,86 mol. D. 0,78 mol.
Câu 5 : ( Thi thử ĐH lần 2- 2010 THPT Ba Đình) Cho hỗn hợp A gồm 0,2 mol
Mg và 0,3 mol Fe phản ứng với V lít dd HNO
3
1M thu được dd B và hỗn hợp khí
C gồm 0,05 mol; N
2
O, 0,1 mol NO và còn lại 2,8 gam kim loại. Giá trị của V là
A. 1,22 lít B. 1,1 lít C. 1,15 lít D. 0,9 lít
17
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
Dạng 3: BÀI TẬP VỀ KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI OXIT KIM LOẠI
(PHẢN ỨNG NHIỆT NHÔM)
3a/ Một số chú ý khi giải bài tập:
- Phản ứng nhiệt nhôm: Al + oxit kim loại oxit nhôm + kim loại
Hỗn hợp A Hỗn hợp B
- Thường gặp
+ 2Al + Fe
2
O
3
Al
2
O
3
+ 2Fe
+ 2y Al + 3 Fe
x
O
y
+ Fe + Al dư) hoặc (Al
2
O
3
+ Fe)+ oxit
kim loại dư.
- Nếu phản ứng xảy ra không hoàn toàn, hỗn hợp Y gồm Al
2
O
3
, Fe, Al dư và
Fe
2
O
3
dư.
- Thường sử dụng:
+ Định luật bảo toàn khối lượng : m
hh X
= m
hh Y
+ Định luật bảo toàn nguyên tố (mol nguyên tử ): n
Al (X)
= n
Al (Y)
; n
Fe (X)
= n
Fe (Y)
n
Giả:
2
(1)H
n
= 0,1375 mol,
2
(2)H
n
= 0,0375 mol
- Hỗn hợp rắn Y tác dụng với NaOH giải phóng H
2
→ Al dư và vì phản ứng xảy
ra hoàn toàn nên thành phần hỗn hợp rắn Y gồm: Al
2
O
3
, Fe và Al dư
- Gọi nFe = x mol ; nAl dư = y mol có trong 1/2 hỗn hợp Y
Từ đề ra ta có hệ phương trình:
- Theo đlbt nguyên tố đối với O và Fe: nAl
2
O
3
= nFe
2
O
3
= n
Fe
(x mol) và Al dư (y
mol)
- Các phản ứng xảy ra là:
2Al + 2NaOH + 6H
2
O → 2Na[Al(OH)
4
] + 3H
2
Al
2
O
3
+ 2NaOH + 3H
2
O → 2Na[Al(OH)
4
]
CO
2
+ Na[Al(OH)
4
] → Al(OH)
3
+ NaHCO
3
nH
2
= 0,15 mol → y = 0,1 mol
(ở đktc) thoát ra và còn
lại phần không tan Z. Hòa tan 1/2 lượng Z bằng dung dịch H
2
SO
4
đặc, nóng (dư)
thấy có 13,44 lít khí SO
2
(ở đktc) thoát ra. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn.
Khối lượng Al
2
O
3
trong Y và công thức oxit sắt lần lượt là:
A. 40,8 gam và Fe
3
O
4
B. 45,9 gam và Fe
2
O
3
C. 40,8 gam và Fe
2
O
3
D. 45,9 gam và Fe
3
O
4
2( )
2.0,6 1,2
Z
SO
n mol
= =
=> n
Fe
= 1,2.2/3 = 0,8 mol
- mAl
2
O
3
= 92,35 – 0,8.56 – 0,25.27 = 40,8 gam (1) → nAl
2
O
3
= 0,4 mol
- Theo đlbt nguyên tố đối với O → nO
(
x y
Fe O
)
= 0,4.3 = 1,2 mol
- Ta có:
0
0,8 2
1,2 3
Fe
n
4
đã phản ứng là:
A. 75% và 0,54 mol B. 80% và 0,52 mol
C. 75 % và 0,52 mol D. 80 % và 0,54 mol
Giải: nAl = 0,2 mol ; nFe
3
O
4
= 0,075 mol ; nH
2
= 0,24 mol
- Phản ứng xảy ra không hoàn toàn:
8Al + 3Fe
3
O
4
4Al
2
O
3
+ 9Fe
x→ 3/8 x 0,5x 9/8 x(mol)
- Hỗn hợp chất rắn gồm
- Ta có phương trình: 9/8 x.2 + (0,2 – x).3 = 0,24.2 → x = 0,16 mol →
21
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
H
phản ứng
=
1,6
x
O
y
)
3 2 4
( )
2
HNO H SO
M
+n
+ sản phẩm khử
m gam m
1
gam (n là số oxi hóa cao nhất của M)
(M là kim loại Fe hoặc Cu) và dung dịch HNO
3
(H
2
SO
4
đặc, nóng) lấy vừa đủ
hoặc dư
Loại bài tập này có nhiều cách giải khác nhau, tuy nhiên trong phạm vi bài
viết này tôi chỉ đưa ra một cách giải nhanh giúp học sinh nắm vững và áp dụng
thành thạo còn các cách giải khác yêu cầu hs đọc tài liệu
- Gọi: nM = x mol ; n
e (2)
nhận = y mol →∑ n
e
nhường = x.n mol
1 2
8
m m
−
+ y
- Nhân cả hai vế với M ta được: (M.x).n =
1 2
8
m m
−
M+ M.y
→ m.n =
1
8 8
M M
m m My
− +
→ m =
1
. 8
8
M m My
M n
+
+
(*)
22
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
- Thay M = 56 (Fe) ; n = 3 vào (*) ta được: m = 0,7.m
1
56
mol
+
=
→ nFe(NO
3
)
3
= 0,16 mol
→ m
muối khan
= 0,16.242 = 38,72 gam → đáp án A
Ví dụ 2: Để khử hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe
3
O
4
, Fe
2
O
3
cần 0,05
mol H
2
. Mặt khác, hòa tan hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X trong dung dịch H
2
SO
4
đặc thu được V ml khí SO
2
(sản phẩm khử duy nhất ở đktc). Giá trị của V là:
Cu, CuO và Cu
2
O. Hòa tan hoàn toàn X trong dung dịch H
2
SO
4
đặc, nóng (dư)
thấy thoát ra 3,36 lít khí (ở đktc). Giá trị của m là:
23
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
A. 25,6 gam B. 32 gam C. 19,2 gam D. 22,4 gam
Giải : nSO
2
= 0,15 mol → y = 0,15.2 = 0,3 mol
Theo công thức (2) ta có: m = 0,8.37,6 + 6,4.0,3 = 32 gam → đáp án B
Dạng 5: MỘT SỐ BÀI TOÁN PHỨC TẠP KHÁC
* Tính oxi hoá của hợp chất sắt 3
Giáo viên phải cho học sinh biết muối sắt 3 thể hiện tính oxi hoá mạnh
Ví dụ 2: (Trích đề thi chọn đội tuyển học HS giỏi cấp tỉnh-THPT Ba Đình 2012)
Cho từ từ khí H
2
S vào 300ml dung dịch CuCl
2
0,1M và FeCl
3
0,1M đến bão hoà
thu được dung dịch A và chất rắn B. Thêm 100ml dung dịch Cu(NO
3
)
2
+ H
2
S → 2 Fe
2+
+ S
↓
+ 2H
+
0,03 mol 0,015 mol 0,03 mol 0,015 mol 0,03 mol
Chất rắn B gồm: CuS 0,03mol và S 0,015 mol
=> m
B
= 3,36 gam
b/ Dung dịch A gồm: H
+
= 0,09 mol; Fe
2+
= 0,15 ml; H
2
S bão hòa.
24
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
3 2
( )
0,01
Cu NO
n mol
=
.
0,015 mol 0,01 mol 0,01 mol 0,015 mol
Vì
3
NO
−
dư nên H
2
S tác dung hết. Sau đó:
3 Fe
2+
+
3
NO
−
+ 4H
+
→ 3Fe
3+
+ NO + 2 H
2
O
0,03 mol 0,01 mol 0,04 mol 0,03 mol
Vậy số mol H
2
S ban đầu = 0,07 mol => V
2
H S
= 1,568 lit
c/ Dung dịch E gồm: Fe
3+