Chuyên đề ôn thi đại học-năm 2013-2014

Trần Thúy Quỳnh- Yên Lạc 2

THÔNG TIN CHUNG VỀ CHUYÊN ĐỀ
1. Môn: Hóa Học
2. Tên chuyên đề: “Chuyên đề phân loại và phương pháp giải bài tập hỗn hợp sắt
và các oxit sắt”
3. Tác giả:
Họ và tên: Trần Thúy Quỳnh
Trình độ chuyên môn: Cử nhân Hoá học
Chức vụ công tác: Tổ phó tổ Hóa- Sinh- Thể dục.
Đơn vị công tác: Trường THPT Yên Lạc 2
Số điện thoại: 0986813660
Email:
4. Đối tượng bồi dưỡng: HS lớp 12 ; số tiết dự kiến : 6

Trang 1


Chuyên đề ôn thi đại học-năm 2013-2014

Trần Thúy Quỳnh- Yên Lạc 2

MỤC LỤC
A. PHẦN MỞ ĐẦU......................................................................................trang 3
B. THỰC TRẠNG........................................................................................trang 3
C. GIẢI PHÁP (NỘI DUNG)
I. Tính chất hóa học của sắt và các oxit sắt.................................................trang 4
II. Các định luật vận dụng...........................................................................trang 4
III. Một số dạng bài tập mẫu

Thông thường những bài tập về sắt và các oxit thường khá phức tạp và xảy ra theo nhiều
phương trình phản ứng khác nhau. Để giúp học sinh giải quyết tốt các bài toán về hỗn hợp sắt một
cách nhanh chóng tôi thường giới thiệu phương pháp vận dụng các định luật bảo toàn: bảo toàn
khối lượng, bảo toàn nguyên tố và bảo toàn electron. Đó là nội dung mà chuyên đề này tôi muốn đề
cập đến.

B. THỰC TRẠNG :
- Chuyển từ hình thức thi tự luận sang trắc nghiệm, học sinh bối rối trước các loại bài tập liên
quan đến phản ứng oxi hoá khử có nhiều trạng thái số oxi hoá
- Việc giải các loại bài tập này theo phương pháp truyền thống mất rất nhiều thời gian viết
phương trình phản ứng, lập và giải hệ phương trình. Học sinh thường có thói quen viết và tính theo
phương trình phản ứng nên ít nhanh nhạy với bài toán dạng trắc nghiệm

Trang 3


Chuyên đề ôn thi đại học-năm 2013-2014

Trần Thúy Quỳnh- Yên Lạc 2

C. CÁC GIẢI PHÁP (Nội dung)
I. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC CỦA SẮT VÀ CÁC OXIT SẮT
1/. Tính chất hoá học của sắt
Sắt có tính khử trung bình: Fe  Fe2+ + 2e ; Fe  Fe3+ + 3e
Tùy thuộc vào chất oxi hóa tác dụng với Fe mà Fe bị oxi hóa thành hợp chất sắt (II) hoặc hợp
chất Fe(III).
a/. Tác dụng với phi kim:
Khi đun nóng sắt tác dụng trực tiếp với nhiều phi kim như O2, Cl2, S ... tạo thành sắt
oxit, sắt clorua, sắt sunfua ….(Fe3O4, FeCl3, FeS….).
b/. Tác dụng với nước:

b. sắt (III) oxit Fe2O3: Là oxit bazơ và là chất oxi hoá
- Là oxit bazơ:
Fe2O3 + 6H+ 
→ 2Fe3+ + 3H2O
- Là chất oxi hoá
t0
Fe2O3 + 2Al 
→ 2Fe + Al2O3
c. Oxit sắt từ Fe3O4 (là hỗn hợp FeO và Fe2O3 theo tỉ lệ mol 1:1)
- Là oxit bazơ
Fe3O4 + 8HCl 
→ FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O
- Là chất oxi hoá
4CO + Fe3O4 
→ 3Fe + 4CO2
- Là chất khử
3Fe3O4 + 28 HNO3 
→ 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O
II. CÁC ĐỊNH LUẬT CẦN VẬN DỤNG
1. Định luật bảo toàn khối lượng:
Nội dung: Khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng khối lượng các chất được tạo thành sau
phản ứng.
Trang 4


Chuyên đề ôn thi đại học-năm 2013-2014
Trần Thúy Quỳnh- Yên Lạc 2
Hệ quả 1: Gọi mT là tổng khối lượng các chất trước phản ứng, m s là khối lượng các chất sau
phản ứng. Dù phản ứng xảy ra với hiệu suất bất kỳ ta đều có: mT = mS.
Hệ quả 2: Khi cation kim loại kết hợp với anion phi kim để tạo ra các hợp chất ta luôn có:


D. 38g

*Phân tích đề: Ta coi như trong hỗn hợp X ban đầu gồm Fe và O. Như vậy xét cả quá trình chất
nhường e là Fe chất nhận e là O và HNO 3. Nếu chúng ta biết được số tổng số mol Fe trong X thì sẽ
biết được số mol muối Fe(NO3)3 trong dung dịch sau phản ứng. Do đó chúng ta sẽ giải bài toán này
như sau:
Giải: Số mol NO = 0,06 mol.
Gọi số mol Fe và O tương ứng trong X là x và y ta có: 56x + 16y = 11,36 (1).
Quá trình nhường và nhận e:
Chất khử

Chất oxi hóa

Fe → Fe3+ + 3e

x

3x

O + 2e → O 2 −

y

N

+5

2y


ra 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe 2O3 và Fe3O4 . Hỗn hợp này phản ứng hết với dung dịch
HNO3 loãng (dư), thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc).
Chúng ta sẽ tính m rồi từ suy ra số mol Fe và từ đó tính số mol của sắt.
Ví dụ 2: Hỗn hợp X gồm (Fe, Fe2O3, Fe3O4, FeO) với số mol mỗi chất là 0,1 mol, hòa tan hết vào
dung dịch Y gồm (HCl và H 2SO4 loãng) dư thu được dung dịch Z. Nhỏ từ từ dung dịch Cu(NO 3)2
1M vào dung dịch Z cho tới khi ngừng thoát khí NO. Thể tích dung dịch Cu(NO 3)2 cần dùng và thể
tích khí thoát ra ở đktc là?
A. 25 ml; 1,12 lít.

B. 0,5 lít; 22,4 lít.

C. 50 ml; 2,24 lít.

D. 50 ml; 1,12 lít.

Hướng dẫn giải
Quy hỗn hợp 0,1 mol Fe2O3 và 0,1 mol FeO thành 0,1 mol Fe3O4.
Hỗn hợp X gồm: (Fe3O4 0,2 mol; Fe 0,1 mol) tác dụng với dung dịch Y
Fe3O4 + 8H+ → Fe2+
→

0,2
Fe + 2H

+

0,2

→ Fe


1
n − = 0,05 mol
2 NO3

Vdd Cu( NO3 )2 =

0,05
= 0,05 lít (hay 50 ml). (Đáp án C)
1

Phát triển bài toán:
Trường hợp 1: Cho nhiều sản phẩm sản phẩm khử như NO2, NO ta có vẫn đặt hệ bình thường tuy
nhiên chất nhận e bây giờ là HNO3 thì cho 2 sản phẩm.
Trường hợp 2: Nếu đề ra yêu cầu tính thể tích hoặc khối lượng của HNO 3 thì ta tính số mol dựa
vào bảo toàn nguyên tố N khi đó ta sẽ có:
Trang 6


Chuyên đề ôn thi đại học-năm 2013-2014

Trần Thúy Quỳnh- Yên Lạc 2

muôi
Khí
nHNO3 = nNO
= 3nFe + nNO (nNO2 )
− + n
NO −
3



D. 20g

*Phân tích đề: Sơ đồ phản ứng
 FeO, Fe3O4
 SO ↑
O2 ( kk )
H 2 SO4 dn
Fe 
→

→ 2
 Fe2O3và Fe du
 Fe2 ( SO4 )3
Fe phản ứng với Oxi cho 3 sản phẩm oxit và lượng sắt dư, sau đó hỗn hợp oxit này phản ứng
với H2SO4 đặc nóng đưa lên sắt +3. Trong quá trình Oxi nhận e để đưa về O 2- có trong oxit và
H2SO4(S+6) nhận e để đưa về SO2 (S+4).
Như vậy:

+ Khối lượng oxit sẽ là tổng của khối lượng sắt và oxi.
+ Cả quá trình chất nhường e là Fe chất nhận là O và H2SO4.

Giải: Ta có n SO2 = 0,1875 mol , nFe = 0,225 mol
Gọi số mol oxi trong oxit là x ta có:
Chất khử

Chất oxi hóa
2−
O + 2e → O
x

gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 . Hòa tan hết X trong dung dịch HNO 3 loãng thu được 5,6 lít hỗn
hợp khí Y gồm NO và NO2 có tỉ khối so với H2 là 19. Tính m và thể tích HNO3 1M đã dùng?
A. 16,8g; 1,15 lít

B. 14g; 1,15 lít

C. 16,8g; 1,5 lít

D. 14g; 1,5 lít

*Phân tích đề: sơ đồ phản ứng
 NO2 ↑

 FeO, Fe3O4
HNO3
Fe → 

→  NO ↑
 Fe2O3và Fe du
 Fe( NO )
+ Hỗn hợp X gồm Fe
3 3

và O trong oxit.
O2 ( kk )

+ Xét cả quá trình ta thấy chỉ có Fe nhường e, Chất nhận e là Oxi và HNO3 .
+ HNO3 nhận e để cho NO và NO2.
+ Số mol HNO3 ban đầu bằng số mol HNO3 trong muối và chuyển về các khí.
Giải: Theo đề ra ta có: nNO = nNO2 = 0,125mol


Tổng electron nhường: 3x mol

0,125

Tổng electron nhận: 2y + 0,125+ 0,125x3 (mol)

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x = 2y + 0,5
Từ (1) và (2) ta có hệ 56 x + 16 y = 20


3x − 2 y = 0,5

Giải hệ trên ta có x = 0,3 và y = 0,2
Như vậy nFe = 0,3 mol vậy m = 16,8 gam.
Theo định luật bảo toàn nguyên tố ta có:
muôi
Khí
nHNO3 = nNO
= 3nFe + nNO + nNO2
− + n
NO −
3

+4

3

nên nHNO3 = 0,3 x3 + 0,125 + 0,125 = 1,15 mol.
Trang 8

o →
t
 Fe( NO3 )3
 Fe2O3 , Fe
Trong trường hợp này xét quá trình đầu và cuối ta thấy chất nhường e là CO, chất nhận e là
HNO3. Nhưng nếu biết tổng số mol Fe trong oxit ta sẽ biết được số mol Fe 2O3. Bởi vậy ta dùng
chính dữ kiện bài toán hòa tan X trong HNO3 đề tính tổng số mol Fe.
Giải: Theo đề ra ta có: nNO2 = 0,195mol
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:
Chất khử

Chất oxi hóa

Fe → Fe3+ + 3e

O + 2e → O 2−

x

y

2y

y

+4

N +5 + 1e → N




Chuyên đề ôn thi đại học-năm 2013-2014
H2
+ O → H2O

Trần Thúy Quỳnh- Yên Lạc 2

→ 0,05 mol

0,05

Coi hỗn hợp ban đầu có 0,05 mol O và

3, 04 − 0, 05.16
= 0, 04(mol ) Fe
56

Fe → Fe3+ + 3e

O+

2e → O-2

0,04

0,05

0,1


Tính m?
A. 8g

B. 8,2g

C. 5,03g

D. 9,25g

 FeO
 FeCl2 NaOH  Fe(OH ) 2 ↓ nungtrongkk

HCl
→
→ 
→ Fe2O3
*Phân tích đề: Sơ đồ  Fe2O3 
 Fe(OH )3 ↓
 FeCl3
 Fe O
 3 4
+ Ta coi H+ của axit chỉ phản ứng với O2- của oxit
+ Toàn bộ Fe trong oxit chuyển về Fe2O3
+ Từ số mol H+ ta có thể tính được số mol O trong oxit từ đó có thể tính được lượng
Fe có trong oxit.
+ Nung các kết tủa ngoài không khí đều thu được Fe2O3
Giải: Ta có nH + = nHCl = 0, 26mol
+
2−
Theo phương trình: 2H + O  → H 2O trong O2- là oxi trong hỗn hợp oxit

→ H2 ↑
2 H + + O 2 −  
→ H 2O
Như vậy chúng ta có thể dựa vào tổng số mol H + và số mol H2 để tìm số mol của O 2- từ đó tính
được tổng số mol của Fe.
Ví dụ 1: Cho 20 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 tác dụng vừa hết với 700 ml HCl 1M thu
được dung dịch X và 3,36 lít khí H 2 (đktc). Cho X phản ứng với dung dịch NaOH dư thu được kết
tủa Y. Nung Y ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được đến khối lượng không đổi được
m(g) chất rắn. Tính m?
A. 11,2g

B. 16,0g

C. 24g

D. 12g

 Fe
H 2 ↑
 FeO


 Fe(OH ) 2 ↓ nungtrongkk
HCl
NaOH


→  FeCl2 
→
→ Fe2O3

Ta lại có 2Fe 
→ Fe2O3
0,3

0,15

Vậy m = 0,15x160 = 24 gam.
V í dụ 2: Cho một luồng khí CO đi qua ống đựng 0,01 mol FeO và 0,03 mol Fe 2O3 (hỗn hợp A) đốt
nóng. Sau khi kết thúc thí nghiệm thu được 4,784 gam chất rắn B gồm 4 chất. Hoà tan
chất rắn B bằng dung dịch HCl dư thấy thoát ra 0,6272 lít H 2 (ở đktc). Tính số mol oxit sắt
từ trong hỗn hợp B. Biết rằng trong B số mol oxit sắt từ bằng 1/3 tổng số mol sắt (II) oxit
và sắt (III) oxit.
A. 0,006.

B. 0,008.

C. 0,01.

D. 0,012.

Hướng dẫn giải
 FeO : 0,01 mol
Hỗn hợp A 
+ CO → 4,784 gam B (Fe, Fe2O3, FeO, Fe3O4) tương ứng với
 Fe2O3 : 0,03 mol
số mol là: a, b, c, d (mol).
Hoà tan B bằng dung dịch HCl dư thu được n H 2 = 0,028 mol.
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
⇒



a + 2b + c + 3d = 0,07

Từ (1, 2, 3, 4)

→

(4)

b = 0,006 mol
c = 0,012 mol
d = 0,006 mol. (Đáp án A)

6. Dạng chuyển đổi hỗn hợp tương đương ( dạng qui đổi):
Nhận xét: Trong số oxit sắt thì ta coi Fe3O4 là hỗn hợp của FeO và Fe2O3 có số mol bằng nhau. Như
vậy có thể có hai dạng chuyển đổi.
+ Nếu cho số mol FeO và Fe2O3 có số mol bằng nhau thì ta coi như trong hỗn hợp chỉ là Fe3O4.
+ Nếu số mol của FeO và Fe2O3 không bằng nhau thì ta coi hỗn hợp là FeO và Fe2O3.
Như vậy hỗn hợp từ 3 chất ta có thể chuyển thành hỗn hợp 2 chất hoặc 1 chất tương đương.
Ví dụ 1: Hỗn hợp A gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 (trong đó số mol FeO bằng số mol Fe 2O3).
Hòa tan 4,64 gam trong dung dịch H 2SO4 loãng dư được 200 ml dung dịch X . Tính thể
tích dung dịch KMnO4 0,1M cần thiết để chuẩn độ hết 100 ml dung dịch X?

A. 20ml

B. 25ml

C. 15ml
Trang 12


→ 5Fe2(SO4)3 + K2SO4+2MnSO4+8H2O
0,01

0,002

Như vậy ta có VKMnO4 =

0, 002
= 0, 02(lit ) hay 20 ml.
0,1

Ví dụ 2: Cho m gam hỗn hợp oxit sắt gồm FeO, Fe 3O4 và Fe2O3 tan vừa hết trong dung dịch H2SO4
tạo thành dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được 70,4 gam muối, mặt khác cho Clo dư đi qua
X rồi cô cạn thì thu được 77,5 gam muối. Tính m?
A 30,0g

B. 30,4g

C. 35g

D. 35,5g

Phân tích đề:
Cho oxit tác dụng với H2SO4 ta sẽ thu được 2 muối FeSO 4 và Fe2(SO4)3. Do đó ta có thể coi
hỗn hợp ban đầu chỉ gồm hai oxit FeO và Fe2O3. Ta thấy khối lượng muối tăng lên đó là do phản
ứng:
2Fe2+ +

Cl2 
→ 2Fe3+ +

70, 4 − 0, 2 x152
= 0,1mol
400

Nên nFe2 ( SO4 )3 = nFe2O3 = 0,1mol
Do đó m = mFeO + mFe2O3 = 0, 2 x 72 + 0,1x160 = 30, 4( gam) .Vậy m = 30,4 gam.
IV. MỘT SỐ BÀI TẬP TỰ GIẢI:
*Bài tập trắc nghiệm:
Câu 1. Cho m gam một oxít của sắt vào ống sứ tròn, dài, nung nóng rồi cho một dòng khí CO đi
chậm qua ống để khử hoàn toàn lượng oxít đó thành kim loại. Khí được tạo thành trong phản ứng
đó đi ra khỏi ống sứ được hấp thụ hết vào bình đựng lượng dư dung dịch Ba(OH) 2 thấy tạo thành
27,58 gam kết tủa trắng. Cho toàn bộ lượng kim loại vừa thu được ở trên tác dụng hết với dung dịch
HCl, thu được 2,352 lít khí H2 (đktc). Xác định công thức của oxit và m.
A. Fe3O4 và m = 12,18 gam.
B. Fe2O3 và m = 8,4 gam.
C. Fe3O4 và m = 8,12 gam.
D. FeO và m = 7,2 gam.
Câu 2. Cho m1 gam Fe và m2 gam Fe3O4 vào dd HCl, hãy cho biết tiến hành cho theo trình tự nào
để thể tích dd HCl cần dùng là ít nhất.
A. Fe trước, Fe3O4 sau.
B. Fe3O4 trước, Fe sau
C. cho đồng thời cả 2 vào.
D. mọi cách tiến hành đều sử dụng cùng một thể tích dung dịch HCl.
Câu 3. Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 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. Cô cạn
dung dịch X thu được m gam muối khan. Giá trị của m là:
A. 38,72.
B. 35,50.
C. 34,36.
D. 49,09.

C. 0,65 mol
D. 0,55 mol
Câu 8. Nung nóng 18,56 gam hh X gồm FeCO 3 và FexOy trong không khí tới phản ứng xảy ra hoàn
toàn, thu được khí CO2 và 17,6 gam một oxit duy nhất của sắt. Cho khí CO2 hấp thụ hết vào 400ml
dd Ba(OH)2 0,15M thu được 7,88g kết tủa. Vậy công thức của oxit sắt là:
A. FeO
B. Fe3O4
C. Fe2O3
D. Fe3O4 hoặc Fe2O3.
Trang 14


Chuyên đề ôn thi đại học-năm 2013-2014
Trần Thúy Quỳnh- Yên Lạc 2
Câu 9. Cho 9,12 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe 3O4 và Fe2O3 tác dụng với dung dịch HCl (dư). Sau khi
các phản ứng xảy ra hoàn toàn, được dung dịch Y; cô cạn Y thu được 7,62 gam FeCl 2 và m gam
FeCl3. Giá trị của m là
A. 7,80.
B. 8,75.
C. 6,50.
D. 9,75.
Câu 10. Cho m gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe 2O3, Fe3O4 vào một lượng vừa đủ dung dịch HCl 2M,
thu được dung dịch Y có tỉ lệ số mol Fe2+ và Fe3+ là 1 : 2. Chia Y thành hai phần bằng nhau. Cô
cạn phần một thu được m1 gam muối khan. Sục khí clo (dư) vào phần hai, cô cạn dung dịch sau
phản ứng thu được m2 gam muối khan. Biết m2 - m1 = 0,71. Thể tích dung dịch HCl đã dùng là
A. 80 ml.
B. 320 ml.
C. 240 ml.
D. 160 ml.
* Bài tập tự luận:

Trong khi giảng dạy và ôn thi đại học tôi đã có rất nhiều trăn trở khi dạy phần hỗn hợp sắt và
hợp chất của sắt. Tôi nhận thấy kể cả đề thi học sinh giỏi và đề thi đại học số lượng câu hỏi về sắt
và hợp chất sắt luôn chiếm một tỉ lệ nhất định và đặc biệt là những bài toán kinh điển. Trên thực tế
như vậy tôi đã mạnh dạn đưa các phương pháp giải bài tập này vào và qua giảng dạy tôi thấy học
sinh nắm vấn đề tương đối nhẹ nhàng và có hiệu quả rõ rệt nhất là định hướng và thời gian giải bài
tập.
Hoàn thành được chuyên đề tôi xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp đã nhiệt tình giúp đỡ tôi.
Tuy nhiên, trong quá trình nghiên cứu và viết sẽ không khỏi thiếu xót kính mong được các thầy cô
giáo, bạn bè, đồng nghiệp góp ý cho chuyên đề của tôi được hoàn thiện hơn.
Yên Lạc, tháng 2 năm 2014
TÁC GIẢ
(Ký ghi rõ họ tên)

Trần Thúy Quỳnh

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Trang 16


Chuyên đề ôn thi đại học-năm 2013-2014
1. SGK Hóa Học nâng cao và cơ bản 12, 2006-bộ GD-ĐT.

Trần Thúy Quỳnh- Yên Lạc 2

2. PGS.TS. Đào Hữu Vinh ,ThS. Nguyễn Thu Hằng 2008. Phương pháp giải đề thi trắc
nghiệm môn Hóa Học.NXB Hà Nội.
3.Nguyễn Xuân Trường, Quách Văn Long, 2009. Ôn luyện kiến thức và luyện giải nhanh các
bài toán trắc nghiệm Hoá Học THPT. NXB Hà Nội
4.Trần Ngọc Huy, 2009. Phương pháp giải bài tập Hoá Học THPT. NXB Giáo Dục, Hà Nội
5.Nguyễn Đình Độ, Nguyễn Ngô Hoà, 2009. Giải nhanh trắc nghiệm khách quan Hoá Học.