phương pháp giải bài tập sắt đồng và hợp chất - Pdf 25

Nguyễn Văn Lâm ĐT: 0978 144 924
PHƯƠNG PHÁP.
II.4.1.1. Định luật bảo toàn nguyên tố (ĐLBTNT):
Dựa vào định luật bảo toàn nguyên tố: Trong các phản ứng, quá trình hóa học các nguyên
tố luôn được bảo toàn. Nghĩa là:
- Tổng số mol nguyên tử của nguyên tố M bất kì trước và sau phản ứng không đổi.
- Khối lượng nguyên tử của nguyên tố M bất kì trước và sau phản ứng không đổi.
II.4.1.2. Định luật bảo toàn khối lượng (ĐLBTKL):
- Khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng khối lượng các chất được tạo thành sau phản
ứng. Nghĩa là: Tổng khối lượng các chất trước phản ứng( m
T
). Tổng khối lượng các chất
sau phản ứng( m
S
).  *m
T
= m
S
.
- Khối lượng hợp chất bằng tổng khối lượng nguyên tử của nguyên tố tạo thành hợp chất
đó.
II.4.1.3. Định luật bảo toàn electron (ĐLBTe):
Nguyên tắc cân bằng phản ứng oxi hóa - khử theo phương pháp thăng bằng electron:
Tổng số electron nhường bằng tổng số electron nhận.
Từ đó suy ra hệ quả: Tổng số mol electron nhường bằng tổng số mol electron
nhận trong một phản ứng hoặc hệ phản ứng.
*
e
n

(nhường)

n

(nhận)
=
2 2 2 4 3
3. 8 10 8
NO NO N O N NH NO
n n n n n
+ + + +
[1.1]
3
HNO
n
(p/ứ)
=
3
NO
n

(tạo muối kim loại)
+
2 2 2 4 3
2 2
NO NO N N O NH NO
n n n n n+ + + +
[1.2]
+ Với dạng kim loại tác dụng với HNO
3
:
Ta có:

kim loại
+
3
NO
m

(tạo muối kim loại)

 m
muối
=m
kim loại
+
2 2 2 4 3
62 (3. 8 10 ) 80
NO NO N O N NH NO
n n n n n
× + + + +
[1.4]
Chú ý: Với các công thức [1.1]; [1.2]; [1.3]; [1.4], sản phẩm khử nào không có thì số mol
của chúng bằng không.
* Về H
2
SO
4
đặc nóng:
- Từ sơ đồ trên ta có:

e
n

2
S H S
n n+
[1.6]
Ta có:
2
4
SO
n

(tạo muối)
=
1
2
e
n

(nhường)
=
1
2
e
n

(nhận)
- Từ [1.5], [1.6] 
2 4
H SO
n
(p/ứ)

1
96 (2 6 8 )
2
SO S H S
n n n
× + +
[1.8]
Chú ý: Với các công thức [1.5]; [1.6]; [1.7]; [1.8], sản phẩm khử nào không có thì số mol
của chúng bằng không.
* Về H
+
+ NO
3
-
: Hỗn hợp ion này được tạo ra khi thành phần dung dịch tham gia
phản ứng có ion NO
3

và ion H
+
. Phản ứng có dạng:
M +
3
H NO
+ −
+

→
M
n+

Hg
2+
Ag
+

Tính oxi hóa của ion kim loại tăng dần
K Na Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Fe
2+
Hg Ag
Tính khử của kim loại giảm dần
Nếu sau quá trình phản ứng xảy ra hoàn toàn dư kim loại Fe thì:
Fe + 2 Fe
+3
→ 3 Fe
+2

Bài 1.1 : Nung 25,2 gam Fe trong không khí, sau phản ứng thu được m gam chất rắn X gồm
Fe, Fe
2
O
3
, Fe
3
O
4
, FeO. Hòa tan m gam hỗn hợp X vào dung dịch HNO
3
dư thu được 6,76 lít
khí NO
2

= 0,225 mol.
⇒ Từ (1) m = m
Fe
+ m
O
= 25,2 + 0,225.16 = 33,6 gam (Đáp án A)
Bài 1.2: Hòa tan hoàn toàn 49,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe
2
O
3
, Fe
3
O
4
bằng H
2
SO
4
đặc
nóng thu được dung dịch Y và 8,96 lít khí SO
2
(đktc). Khối lượng muối trong dung dịch Y

A. 160 gam. B.140 gam. C. 120 gam. D.100 gam.
Hướng dẫn giải
* Phân tích bài toán:
+ ĐLBTKL: m
X
= m
Fe

8,96
0,4
22,4
=
mol . Gọi số mol Fe, O trong X lần lượt là a, b:
Từ (1) (2) ta có: 3a = 2b + 0,8
56a + 16b = 49,6
Giải hệ ta được: a = 0,7; b = 0,65.
Từ (3) 
2 4 3
Fe (SO )
m
= 140 gam. (Đáp án B)
Bài 1.3: Cho 10,4 gam hỗn hợp X (gồm Fe, FeS, FeS
2
, S) tác dụng với dung dịch HNO
3
đặc nóng, dư thu được V lít khí NO
2
(là sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc) và dung dịch
A. Cho A tác dụng với dung dịch Ba(OH)
2
dư được 45,65 gam kết
tủa. Giá trị của V:
A. 26,88 B. 13,44 C. 17,92 D. 16,8
Hướng dẫn giải
* Phân tích bài toán: + ĐLBTKL: m
X
= m
Fe

 
   
→ →
     

 
 
 
 
 
(2)
+ Trong quá trình: Fe, S nhường electron; N nhận electron.
 ĐLBTe ta có: 3n
Fe
+ 6n
S
=
2
NO
n
(3)
* Giải:
Từ (1) (2) ta có hệ:
56 32 10,4 0,1
107 233 45,65 0,15
a b a mol
a b b mol
+ = =
 
→

+ Trong quá trình: Fe nhường electron, vì sau phản ứng Fe dư nên trong
quá trình Fe chỉ nhường 2 electron; O, N nhận electron.
 ĐLBTe ta có: 2n
Fe
= 2n
O(pứ)
+ 3
NO
n
(2)
+ m
muối
=
3 2
( )
.180
Fe NO Fe
m n=
(3)
+
3 3 2
( )
2
HNO Fe NO NO
n n n= +
(4)
*Giải: 56a + 16b = 17,04
Từ (1) (2) ta có hệ
2a = 2b + 0,3
Giải hệ ta được: a = 0,27; b = 0,12.

, FeO) với số mol mỗi chất là 0,15 mol, hòa tan
hết vào dung dịch Y gồm (HCl và H
2
SO
4
loãng) dư thu được dung dịch Z. Nhỏ từ từ dung
dịch Cu(NO
3
)
2
1M vào dung dịch Z cho tới khi ngưng thoát khí NO. Thể tích dung dịch
Cu(NO
3
)
2
cần dùng và thể tích khí thoát ra ở đktc là
A. 75 ml; 3,36 lít. B. 50 ml; 22,4 lít C. 75 ml; 2,24 lít. D.50ml; 4,48 lít.
Hướng dẫn giải.
* Phân tích bài toán: + ĐLBTNT, BTKL: X gồm có: Fe, O. Với:
Fe:
Fe
n
+
FeO
n
+ 2
2 3
Fe O
n
+ 3

O
3
, Fe
3
O
4
, FeO) với số mol mỗi chất là 0,15 mol, hòa
tan hết vào dung dịch H
+
dư nên:
2
H
n
=n
kl Fe
= 0,15 mol.
+ Vì H
+
dư, phản ứng đến khi ngừng khí NO thoát ra nên:
3 2
Cu(NO )
NO
1
n n
2
=
(2)
*Giải:
Từ (1) 3,15 = 3n
NO

, Cu: 0,05 mol và dung
dịch sau phản ứng chỉ có muối của ion Fe
+2
.
0,8m = m
Fe(dư)
+ 0,05.64 →m
Fe(dư)
= 0,8m-3,2.


m
Fe(pứ)
= m - (0,8m - 3,2)= 0,2m+3,2 (1)
+ Vì: 4H
+
+ NO
3
-
+ 3e→ NO + 2H
2
O
0,4 0,1 0,1 mol( vừa đủ )(2)
+ Trong quá trình: Fe nhường electron; Cu
2+
, N nhận electron.
- ĐLBT e: 2n
Fe
= 2
2

3
-
;
Nguyễn Văn Lâm ĐT: 0978 144 924
phương pháp giải quyết loại bài này tương tự như dạng 1 đã trình bày ở trên. Nên phần này
Tôi trình bày một số loại bài tập đặc trưng về kim loại Cu là chủ yếu.
*Kim loại Cu có tính khử yếu. Nên:
Cu + H
+
+ NO
3
-
( HNO
3
) → Cu
+2
+ sp khử: NO, NO
2
+ H
2
O
Cu + H
2
SO
4(đặc nóng)
→ CuSO
4
+ sp khử: SO
2
+ H

o
t
→

CuO
0,04 0,04 mol
KOH + HNO
3
→ KNO
3
+ H
2
O (1)
x x x mol
2KOH + Cu(NO
3
)
2
→Cu(OH)
2
+ 2KNO
3
(2)
0,08 0,04 0,04 0,08 mol
KNO
3
o
t
→
KNO

2
+
n
NO
= 0,24-x =0,12 mol.

n
NO
2
+
n
NO
= 0,12-2.0,04=0,04 mol (4)
- ĐLBTe:
n
NO
2
+ 3

n
NO
= 2n
Cu
=0,08 (5)
Giải hệ (4) (5):
n
NO
2
= 0,02;


Cu(NO
3
)
2

7,52.100
26,24
=
= 28,66%
Bài 2.2: (Trích đề thi ĐH-CĐ 2011-A)
Cho 7,68 gam Cu vào 200 ml dung dịch X gồm HNO
3
0,6M và H
2
SO
4
0,5M. Sau khi các phản
ứng xảy ra hoàn toàn (sản phẩm khử duy nhất là NO), cô cạn cẩn thận toàn bộ dung dịch sau phản
ứng thì khối lượng muối khan thu được là
A.19,76 gam. B. 22,56 gam. C. 20,16 gam. D. 19,20 gam
Hướng dẫn giải
Nguyễn Văn Lâm ĐT: 0978 144 924
* Phân tích bài toán: + Xác định số mol Cu, H
+
,
2
3 4
,NO SO
− −
.

HNO
m
- Dung dịch sau phản ứng có thể tồn tại phân tử H
2
SO
4
: m
muối
=
ion
m

-
2 4
H SO
m

3
ion HNO
m m−

< m
muối
<
2 4
ion H SO
m m−

(2)
* Giải:

+ 2NO
3
-
→ 3Cu
+2
+ 2NO  + 4H
2
O
0,12 0,32 0,12 mol
Sau pứ: 0 0 0,04
(tạo muối)
0,12 0,08 0,12
- Dung dịch sau phản ứng có:
2 2
3 4
: 0,12 ; :0,04 ; :0,1Cu mol NO mol SO mol
+ − −
Từ (1) → m
Muối
= 19,76 gam (Đáp án A)
Phát triển bài toán: Cho 7,68 gam Cu vào 220 ml dung dịch X gồm HNO
3
0,6M và
H
2
SO
4
0,5M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn (sản phẩm khử duy nhất là NO), cô cạn cẩn
thận toàn bộ dung dịch A sau phản ứng thì khối lượng muối khan thu được là
A. 19,184 gam. B. 18,98 gam. C. 18,736 gam. D. 19,26 gam

3Cu + 8H
+
+ 2NO
3
-
→ 3Cu
+2
+ 2NO  + 4H
2
O
0,12 0,352 0,132 mol
Sau pứ: 0 0,032
(dư)
0,04

0,12
Dung dịch A gồm: Cu
2+
0,12mol; NO
3
-
0,04mol; SO
4
2-
0,11mol; H
+
0,032mol.
Áp dụng CT (2) : 18,736< m
muối
<19,184 → (Đáp án B)

2
= 2,5V
1
. D. V
2
= 1,5V
1
.
Hướng dẫn giải
+TN 1:
n
Cu
= 0,06 mol;
+
H
n
=
n
NO
3

=0,08mol
+TN 2:
n
Cu
= 0,06 mol;
+
H
n
=

(dư)
0,02 mol
TN2: 0,06
(hết)
0,16
(hết)
0,08
(dư)
0,04 mol
Ta thấy n
NO(2)
=2n
NO(1)
; Khí đo cùng điều kiện nên: V
2
= 2V
1
. (Đáp án B)
Nguyễn Văn Lâm ĐT: 0978 144 924
Dạng 3: Bài tập Sắt, Đồng và hợp chất của chúng tác dụng với axit có tính oxi
hóa ở gốc.
Kết hợp hai phần lý thuyết sơ bộ về Fe, Cu và hợp chất liên quan đã nêu ở trên, thì
dạng này luôn chú ý đến dãy điện hóa (quy tắc ) trong trường hợp bài toán có Fe, Cu hoặc
một trong hai kim loại đó tác dụng với axit có tính oxi hóa thiếu hoặc sau phản ứng hoàn
toàn vẫn còn kim loại.
* Dãy điện hóa: K
+
Zn
2+
Fe

y+
X
Y
 Dạng phương trình phản ứng :Y
y+
+X →X
x+
+ Y
Như vậy:
- Nếu sau phản ứng còn kim loại thì muối thu được không có muối của ion Fe
+3
.
Vì: Fe + 2Fe
3+
→ 3Fe
2+

hoặc: Cu + 2Fe
3+
→ Cu
2+
+ 2Fe
2+
Bài 3.1: Hòa tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu bằng axit HNO
3
, thu được 5,6 lít (đktc) hỗn hợp
khí X (gồm NO và NO
2
) và dung dịch Y (chỉ chứa hai muối và axit dư). Tỉ khối của X đối với H
2

NO
3

(tạo muối)
= 0,5 mol
⇒m
Muối
=m
kim loại
+
NO
3
m

(tạo muối)
= 43gam (Đáp án C)
Bài 3.2: Đem nung hỗn hợp A gồm 2 kim loại: x mol Fe và 0,15 mol Cu trong không khí
một thời gian, thu được 63,2g hỗn hợp B gồm 2 kim loại trên và hỗn hợp các oxit của
chúng. Đem hoà tan hết lượng hỗn hợp B bằng dung dịch H
2
SO
4
đặc nóng dư thì thu được
0,3 mol SO
2
. x là:
A. 0,6 mol B. 0,7 mol C. 0,4 mol D. 0,5 mol
Hướng dẫn giải
* Phân tích bài toán:
+ Trong quá trình: Fe, Cu nhường electron; O, S nhận electron:

x−
+ 0,6
⇒ x = 0,7. (Đáp án B).
Bài 3.3: (Trích đề thi ĐH-CĐ 2010-B).
Hòa tan hoàn toàn 2,44 gam hỗn hợp bột X gồm Fe
x
O
y
và Cu bằng dung dịch H
2
SO
4
đặc nóng (dư). Sau phản ứng thu được 0,504 lít khí SO
2
(sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và
dung dịch chứa 6,6 gam hỗn hợp muối sunfat. Phần trăm khối lượng của Cu trong X là
A. 26,23%. B. 65,57%. C. 39,34%. D. 13,11%.
Hướng dẫn giải
* Phân tích bài toán:
+ Thành phần của hỗn hợp X: Fe: a mol, Cu: b mol, O: c mol.
56a + 64b + 16c = 2,44 (1)
+ Trong quá trình: Fe, Cu nhường electron; O, S nhận electron:
3a + 2b = 2c + 2
2
SO
n
(2).
+ Muối thu được Fe
2
(SO

0,025 1
Fe
O
n
x a
y n c
= = = =
. Vậy Fe
x
O
y
: FeO.
Bài 3.4: Cho 16,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, Cu tác dụng với O
2
thu được m gam hỗn hợp
chất rắn Y. Cho toàn bộ Y tác dụng hết với dung dịch H
2
SO
4
đặc, nóng, thu được dung dịch
Z có chứa 3 muối, tổng lượng muối là 43,96 gam và 2,8 lít (đktc) khí SO
2
duy nhất. Giá trị
của m là
A. 17,85. B. 20,45. C. 18,85. D. 19,16.
Hướng dẫn giải
* Phân tích bài toán:
+ Để xác định m, ta xác định m
O
trước. Vì: m = m

n

(tạo muối)
=0,285 mol
- ĐLBTe:
e
n

(nhường)
=
e
n

(nhận)
=2
2
SO
n
+ 2
O
n
.

2
4
SO
n


(tạomuối)

O
= 16,6+0,16.16= 19,16 gam (Đáp án D)
Bài 3.5: (Trích đề thi ĐH-CĐ 2011-A).
Đun nóng m gam hỗn hợp Cu và Fe có tỉ lệ khối lượng tương ứng 7 : 3 với một lượng
dung dịch HNO
3
. Khi các phản ứng kết thúc, thu được 0,75m gam chất rắn, dung dịch X và
5,6 lít hỗn hợp khí (đktc) gồm NO và NO
2
(không có sản phẩm khử khác của N
+5
). Biết
lượng HNO
3
đã phản ứng là 44,1 gam. Giá trị của m là
A. 44,8. B. 40,5. C. 33,6. D. 50,4.
Hướng dẫn giải
* Phân tích bài toán:
+ Theo bài ra: m
Fe
= 0,3m gam; m
Cu
= 0,7m gam.
+ Chất rắn thu được 0,75m gam (m
Fe
<m
chất rắn
<m
Cu
) còn dư kim loại Fe và Cu chưa phản


44,1
63
=
= 2
3 2
( )Fe NO
n
+
5,6
22,4

44,1
63
=
= 2 .
0,25
56
m
+
5,6
22,4

⇒m = 50,4 (Đáp án D)
Bài 3.6: Cho 18,4 gam hỗn hợp X gồm Cu
2
S, CuS, FeS
2

và FeS tác dụng hết với HNO

NO
n
(2)
+ Dung dịch Y: Cu
2+
, Fe
3+
, SO
4
2-
và HNO
3
dư.
+ Dung dịch Y +
BaCl
2

thu được kết tủa: BaSO
4
: 0,2 mol.
+ Dung dịch Y + NH
3
không có kết tủa Cu(OH)
2
vì:
Cu(OH)
2
+ 4NH
3


mol. Thế vào (1)
→n
Cu
= 0,1mol.
Từ(2) ⇒
2
NO
n
= 0,3+ 0,2+ 1,2= 1,7 mol.
V = 1,7.22,4 = 38,08 lít. (Đáp án A)
* MỘT SỐ BÀI TẬP ÁP DỤNG.
Nguyễn Văn Lâm ĐT: 0978 144 924
Bài 1.(ĐH-CĐ 2007-A) Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,12 mol FeS
2
và a mol Cu
2
S vào
axit HNO
3
(vừa đủ), thu được dung dịch X (chỉ chứa hai muối sunfat) và khí duy nhất là
NO. Giá trị của a là
A. 0,04 B. 0,075 C. 0,12 D.0,06.
Bài 2. Cho 12gam hỗn hợp Fe và Cu vào 200ml dung dịch HNO
3
2M, thu được một chất khí
(sản phẩm khử duy nhất) không màu, hóa nâu trong không khí, và có một kim loại dư. Sau
đó cho thêm dung dịch H
2
SO
4

được 31,2 gam hỗn hợp chất rắn N. Hoà tan hết hỗn hợp N bằng dung dịch H
2
SO
4
đặc nóng
dư thu được 6,72 lít khí SO
2
(sảm phẩm khử duy nhất ở đktc). Giá trị của x là. A. 0,6
B. 0,3 C. 0,25 D. 0.5
Bài 6. Cho bột Fe vào dung dịch NaNO
3
và H
2
SO
4
đến phản ứng hoàn ta thu được dung
dịch A, hỗn hợp khí X gồm NO và H
2
có và chất rắn không tan. Biết dung dịch A không
chứa muối amoni. Trong dung dịch A chứa các muối:
A. FeSO
4
, Fe(NO
3
)
2
, Na
2
SO
4

2
SO
4
.
Bài 7. Nung nóng m gam bột sắt ngoài không khí, sau phản ứng thu được 30 gam hỗn hợp
X gồm Fe, FeO, Fe
2
O
3
và Fe
3
O
4
. Hòa tan hết X trong dung dịch HNO
3
loãng thu được 8,4
lít hỗn hợp khí Y gồm NO và NO
2
có tỉ khối so với H
2
là 19.Giá trị m là A.30,25
B. 24,6 C. 25,2 D. 22,4
Bài 8. (ĐH-CĐ 2009-B). Hòa tan hoàn toàn 20,88 gam một oxit sắt bằng dung dịch H
2
SO
4
đặc,
nóng thu được dung dịch X và 3,248 lít khí SO
2
(sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Cô cạn dung dịch

3
. C. Fe(NO
3
)
2
. D. Fe(NO
3
)
3
.
Bài 11. Cho m gam Cu tác dụng với dung dịch chứa Fe(NO
3
)
3
và HCl, sau phản ứng thu
được dung dịch X (chứa 2 chất tan) và 20,16 lít (đktc) khí NO. Gía trị lớn nhất của m là A.
96,0. B. 105,6. C.86,4 . D. 172,8.
Bài 12. Cho a gam Fe vào 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm HNO
3
0,8M và Cu(NO
3
)
2

1M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 0,92a gam hỗn hợp kim loại
và khí NO(sản phẩm khử duy nhất ). Giá trị của a là
A.5,6. B. 11,2. C. 8,4. D. 11,0.
Nguyễn Văn Lâm ĐT: 0978 144 924
Bài 13. (ĐH 2013 - A).Cho m gam Fe vào bình chứa dung dịch gồm H
2

A. 24 B. 32 C. 24,6 D. 26,2
Bài 15. (Trích đề thi chọn HSG tỉnh Thanh Hóa 2013-2014).
Hoà tan 48,8 gam hỗn hợp X gồm Cu và một oxít sắt trong lượng dư dung dịch HNO
3
thu
được dung dịch A và 6,72 lít khí NO (đktc). Cô cạn dung dịch A thu được 147,8 gam muối
khan của Fe và Cu. Xác định công thức của oxít sắt.
A. FeO B. Fe
2
O
3
C. Fe
3
O
4
D.Cả A và C.
ĐÁP ÁN

1. A 2. B 3. A 4. D 5. B 6. C 7. C 8. D
9.B 10. C 11. A 12. D 13. C 14. A 15. C


Nhờ tải bản gốc

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học © DMCA.com Protection Status