SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
ĐỀ TÀI:
“PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG
BÀI TẬP VỀ SẮT VÀ HỢP CHẤT CỦA SẮT TRONG LUYỆN THI
ĐẠI HỌC”

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”.
II. THỰC TRẠNG CỦA BÀI TẬP VỀ SẮT VÀ HỢP CHẤT CỦA SẮT:

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
E
+

.
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
+ 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
+

→
Fe
3+

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 2x; y là
số mol Fe ở pứ (2) thì số mol AgNO
3
ở (2) là 3y
Ta có hệ phương trình: x+y = 0,055 Vậy x = 0,04 mol
2x + 3y = 0,15 y= 0,015 mol

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
3
)
2
0,12 M và Fe(NO
3
)
3
0,02 M.

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
↓
0,12
¬
0,04 .3
→
0,12
Ag
+
+ Cl
-

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
dư có các pứ xảy
ra:
Ag
+
+ Fe
2+
-> Fe
3+
+ Ag
↓
0,15

- 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
2+

- Fe + 2Ag
+
→ Fe
2+
+ 2Ag. Nếu Fe hết, Ag
+
còn dư thì:
Fe
2+
+ Ag
+
→ Fe

2+
+ Fe
2x ← 2x → 2x
→ ∆m↓ = 2x.(M – 56) → % m
Kl
giảm =
2 ( 56)
100 6
x M
m
−
=
(1)
M + 2Ag
+
→ M
2+
+ 2Ag
0,5x ← x → x
→ ∆m↑ = 0,5x.(216 – M) → % m
Kl
tăng =
0,5 .(216
.100 25
x M
m
−
=
(2)
- Từ (1) ; (2) →

+
→ 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)
= 21,6 gam
→ mAg
(2)
= 54 – 21,6 = 32,4 gam → nAg
(2)
= 0,3 mol → y = 0,15 mol (**)
- Từ (*) ; (**) → m = 0,1.59 + 0,15.64 = 15,5 gam → đáp án A
Ví dụ 3 : Cho 2,24 gam bột sắt vào 200 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm AgNO
3
0,1M và
Cu(NO
3
)
2
0,5M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X và m gam
chất rắn Y. Giá trị của m là:

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 Giải

:
nCu
2+
= 0,16 mol ; n
3
NO
−
= 0,32 mol ; nH
+
= 0,4 mol
- Các phản ứng xảy ra là:
Fe + 4H
+
+
3
NO
−
→ 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
+
đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được một dung dịch chứa ba ion kim
loại. Trong các giá trị sau đây, giá trị nào của x thoả mãn trường hợp trên:
A. 1,8 B. 1,5 C. 1,2 D. 2,0
Câu 3 : (Thi thử ĐH lần 2- 2010 THPT Ba Đình) Cho hỗn hợp X dạng bột gồm 0,05 mol
Fe và 0,1 mol Al vào 200 ml dung dịch AgNO
3
2,1M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn
thu được dd Y và chất rắn Z. Dung dịch Y chứa các ion
A. Al
3+
, Fe
2+
, Ag
+
, NO
3
-
B. Al
3+

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
rồi khuấy
đều đến phản ứng hoàn toàn thu được 3,12 gam chất rắn không tan X. Số mol CuCl
2
tham gia phản ứng là:
A. 0,06mol. B. 0,04mol. C. 0,05mol. D. 0,03mol.
Dạng 2: KIM LOẠI SẮT HOẶC HỖN HỢP KIM LOẠI SẮT VÀ KIM LOẠI
KHÁC KHI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH AXIT
2a/ Một số chú ý khi giải bài tập:
- Kim loại tác dụng với hỗn hợp axit HCl, H
2
SO
4
loãng (H
+
đóng vai trò là chất oxi hóa)
thì tạo ra muối có số oxi hóa thấp và giải phóng H
2
:
M + nH
+
→ M
n+
+ n/2H

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 số mol electron
cho và nhận để biện luận xem chất nào hết, chất nào dư
- Khi hỗn hợp kim loại trong đó có Fe tác dụng với H
2
SO
4
đặc nóng hoặc HNO
3
cần chú
ý xem kim loại có dư không. Nếu kim loại (Mg → Cu) dư thì có phản ứng kim loại khử
Fe
3+
về Fe
2+
.
Ví dụ: Fe + 2Fe
3+
→ 3Fe
2+
;
Cu + 2Fe
3+
→ Cu
2+
+ 2Fe
2+

2H
+
+ 2e → H
2

3
NO
−
+ e + 2H
+
→ NO
2
+ H
2
O
SO
4
2–
+ 2e + 4H
+
→ SO
2
+ 2H
2
O
3
NO
−
+ 3e + 4H
+

O 2
3
NO
−
+ 10e + 12H
+
→ N
2
+ 6H
2
O

3
NO
−
+ 8e + 10H
+
→ NH
4
+
+ 3H
2
O
- Cần nhớ số mol anion tạo muối và số mol axit tham gia phản ứng:
n SO
4
2–
tạo muối
= Σ. a/2. n
X

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 dd
HNO
3
loãng , HNO
3
đặc, nóng và H
2
SO
4
đặc, nóng mà các dung dịch axit này đều dư thì
muối thu được là Fe
3+
Ví dụ 1: ( Đại học khối A- 2007) Hoà tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe và Cu (tỉ lệ mol
1:1) bằng axit HNO
3
, thu được V 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
bằng 19. Giá trị của V là.
A. 2,24 B. 5,60 C. 3,36 D.4,48
Giải: Như vậy đề bài cho axit dư nên 2 muối thu được là Fe
3+
và Cu
2+

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 nhất). Cho V ml dung
dịch NaOH 1M vào dung dịch X thì lượng kết tủa thu được là lớn nhất.
Giá trị tối thiểu của V là:
A. 360 ml B. 240 ml C. 400 ml D. 120 ml
Giải : nFe = 0,02 mol ; nCu = 0,03 mol → Σ n
e
cho = 0,02.3 + 0,03.2 = 0,12 mol; nH
+
=
0,4 mol ; n
3
NO
−
= 0,08 mol (Ion
3
NO
−
trong môi trường H
+
có tính oxi hóa mạnh như
HNO
3
)
- Bán phản ứng:
3
NO

3
). Cô cạn dung
dịch Z thu được m gam muối khan. Giá trị của m và số mol HNO
3
đã phản ứng lần lượt
là:
A. 205,4 gam và 2,5 mol B. 199,2 gam và 2,4 mol
C. 205,4 gam và 2,4 mol D. 199,2 gam và 2,5 mol
Giải : nY = 0,6 mol → nNO
2
= 0,3 mol ; nNO = 0,2 mol ; nN
2
O = 0,1 mol
- n
3
NO
−
tạo muối
= n
NO
2
+ 3.n
NO
+ 8.n
N
2
O
= 0,3 + 3.0,2 + 8.0,1 = 1,7 mol
→ m
Z

1M (loãng) ít nhất cần dùng để hoà tan hoàn toàn 18
gam hỗn hợp gồm Fe và Cu trộn theo tỉ lệ mol 1 : 1 là: ( biết phản ứng tạo chất khử duy
nhất là NO)
A. 1,0 lít B. 0,6 lít C. 0,8 lít D. 1,2 lít
Giải: nFe = nCu = 0,15 mol
- Do thể tích dung dịch HNO
3
cần dùng ít nhất → muối Fe
2+

→ ∑ ne cho = 2.(0,15 + 0,15) = 0,6 mol
- Theo đlbt mol electron: nH
+
= nHNO
3
= (0,6.4) : 3 = 0,8 mol → V
HNO3
= 0,8 lít
Ví dụ 2: Cho 10 gam hỗn hợp Fe, Cu (trong đó Fe chiếm 40% khối lượng) vào dung
dịch H
2
SO
4
đặc, đun nóng sau khi phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch X, khí Y và
còn lại 6,64 gam kim loại chưa tan hết. Khối lượng muối khan tạo thành trong dung dịch
là.
A. 9,12 gam B. 12,5 gam C. 14,52 gam D. 12 gam
Giải
Do sau phản ứng còn kim loại chưa tan hết nên chỉ có muối Fe
2+

4
hoà tan hoàn toàn trong
100ml dd HNO
3
có nồng độ C (mol/l), có 246,4 ml khí NO (đktc) thoát ra. Sau phản ứng
còn lại 0,448 gam kim loại. Giá trị của C là.
A. 0,5 M B. 0,68 M C. 0,4 M D. 0,72 M
Giải
Fe + 4 HNO
3
→

NO + Fe(NO
3
)
3
+ 2H
2
O
x 4x x x
3 Fe
3
O
4
+ 28 HNO
3

→
NO + 9 Fe(NO
3

3
4 28 0,068
HNO
n x y mol= + =
=> C
HNO3
=0,68 M.
Về bản chất hoá học thì học sinh viết phương trình phản ứng và có cách giải như trên,
Hoặc học sinh chọn cách giải nhanh bằng phương pháp bảo toàn electron như sau:
Fe
0

→
Fe
2+
+ 2e ; Fe
3
O
4
+ 2e
→
3 Fe
2+
x x 2x y 2y 3y
N
+5
+ 3e
→
N
+2

→
Fe
3+
+ 3e thì n
e cho
= ( 6,72 : 56). 3 = 0,36 mol
N
+5
+ 3e
→
N
+2
=> n
e nhận
= ( 2,24: 22,4). 3 = 0,3 mol
Từ đây suy ra số mol e cho khác số mol e nhận nên có 2 muối tạo thành

0 2
2Fe Fe e
+
→ +
; Fe
0

→
Fe
3+
+ 3e
x x 2x y y 3y
N

nFe = 0,12 mol → n
e
cho = 0,36 mol; nHNO
3
= 0,4 mol → n
e
nhận = 0,3 mol
- Do n
e
cho > n
e
nhận → Fe còn dư → dung dịch X có Fe
2+
và Fe
3+

- Các phản ứng xảy ra là:
Fe + 4HNO
3
→ Fe(NO
3
)
3
+ NO + 2H
2
O
0,1 ← 0,4 → 0,1
Fe (dư) + 2Fe
3+
→ 3Fe

(tỷ lệ x : y = 16 : 61) ta
thu được một sản phẩm khử Y duy nhất và dung dịch Z chỉ chứa muối sắt. Số mol
electron mà x mol Fe đã nhường khi tham gia phản ứng là :
A. 0,75y mol B. y mol C. 2x mol D. 3x mol
Câu 4: Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe
2
O
3
, Fe
3
O
4
phản ứng hết với dung dịch
HNO
3
loãng dư thu được 1,344 lít khí NO sản phẩm khử duy nhất (ở đktc) và dung dịch
X. Dung dịch X có thể hoà tan được tối đa 11,2 gam Fe. Số mol của HNO
3
có trong dung
dịch ban đầu là:
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
Dạng 3: BÀI TẬP VỀ KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI OXIT KIM LOẠI

y
+ (3x - 2y)
- Nếu phản ứng xảy ra hoàn toàn thì tuỳ theo tính chất của hỗn hợp Y tạo thành để biện
luận . Ví dụ:
+ Hỗn hợp Y chứa 2 kim loại =. Al dư; oxits kim loại hết
+ Hỗn hợp Y tác dung với dung dịch bazơ kiềm (NaOH, KOH, )giải phóng H
2
=>
Al dư.
+ Hỗn hợp Y tác dụng với dung dịch axit có khí bay ra thì có khả năng hỗn hợp Y
chứa (Al
2
O
3
+ Fe) hoặc (Al
2
O
3
+ 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

đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn , thu được hỗn hợp rắn Y. Chia Y
thành hai phần bằng nhau:
• Phần 1: tác dụng với dung dịch H
2
SO
4
loãng (dư) sinh ra 3,08 lít khí H
2
(ở đktc)
• Phần 2: tác dụng với dung dịch NaOH (dư) sinh ra 0,84 lít khí H
2
(ở đktc). Giá
trị của m là:
A. 22,75 gam B. 21,40 gam C. 29,40 gam D. 29,43 gam
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

Giá trị của m là
A. 45,6 gam B. 57,0 gam C. 48,3 gam D. 36,7 gam
Giải: : nH
2
= 0,15 mol ; nAl(OH)
3
= 0,5 mol
- Từ đề suy ra thành phần hỗn hợp rắn X gồm: Fe, Al
2
O
3
(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

= 3.0,15 = 0,45 mol
- Theo đlbt khối lượng: m = 0,45.56 + 0,2.102 + 0,1.27 = 48,3 gam → đáp án C
Ví dụ 3: Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp X gồm Al và một oxit sắt Fe
x
O
y
(trong
điều kiện không có không khí) thu được 92,35 gam chất rắn Y. Hòa tan Y trong dung
dịch NaOH (dư) thấy có 8,4 lít khí H
2
(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


2
0,375
H
n mol
=
→ n
Al dư
= 0,25 mol

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
(