SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC
TRƯỜNG THPT QUANG HÀ
=====***=====

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ
BỒI DƯỠNG ÔN THI THPT QUỐC GIA
Tên chuyên đề:
PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH
BÀI TẬP VỀ SẮT VÀ CÁC OXIT SẮT

NGƯỜI THỰC HIỆN: PHẠM VĂN HOẠT
ĐƠN VỊ: TRƯỜNG THPT QUANG HÀ
ĐỐI TƯỢNG: HỌC SINH LỚP 12
SỐ TIẾT: 5 TIẾT

Vĩnh Phúc, năm 2017
1


MỤC LỤC
A
I
II
III
1
2
IV
B
I
1
2

Dạng 5: Sắt và hỗn hợp oxit sắt phản ứng với axit thường (HCl,
H2SO4 loãng...)
BÀI TẬP VẬN DỤNG
KẾT QUẢ TRIỂN KHAI CHUYÊN ĐỀ TẠI ĐƠN VỊ TRƯỜNG
KẾT LUẬN

3
3
5
5
5
5
5
6
6
6
7
8
8
10
12
14
15
15
19
19

2




3


d) Phương pháp quy đổi
Là phương pháp biến đổi toán học nhằm đưa bài toán ban đầu là một hỗn hợp phức
tạp về dạng đơn giản hơn, qua đó làm cho bài toán trở nên dễ dàng thuận tiện. Khi quy
đổi phải đảm bảo 2 nguyên tắc:
- Bảo toàn nguyên tố, tức tổng số mol mỗi nguyên tố ở hỗn hợp đầu và hỗn hợp
mới phải như nhau.
- Bảo toàn số oxi hóa, tức là số oxi hóa của các nguyên tố trong hai hỗn hợp là
như nhau.
2. Hiểu bản chất hóa học các bài tập hỗn hợp sắt và oxit sắt
Bài tập Fe và hỗn hợp oxit sắt thường có dạng cho khối lượng và cho phản ứng với
một chất oxi hóa như H2SO4 đặc nóng hoặc HNO3 hoặc thậm chí là axit thường như
HCl, H2SO4 loãng.
Với giả thiết là cho m gam hỗn hợp gồm Fe và các oxit FeO, Fe 3O4, Fe2O3 tác dụng
với HNO3 thu được khí NO2. Ta xem như đây là quá trình oxi hoá liên tiếp Fe bằng 2
chất oxi hoá là O và HNO3..
Chất nhường electron: Fe , tạo sản phẩm là Fe3+.
Chất nhận electron: O và HNO3, tạo sản phẩm là oxit (O2-) và V lít NO2 (đktc). (hoặc
các sản phẩm khử khác)
Theo định luật bảo toàn khối lượng: 56x + 16y = m

(1)

Theo định luật bảo toàn electron:
Quá trình oxi hóa

Quá trình khử


(NO2)
(mol)

Tổng electron nhường: 3x (mol)

(mol)

V
V
22, 4 22, 4 Tổng electron nhận: 2y +

(mol)
4


Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x = 2y +
Từ (1) và (2) ta có hệ:

(2)

56x + 16 y = m

V
3x − 2 y = 22,4

Việc giải hệ này khi một khi biết được 2 trong số 4 yếu tố sẽ giải quyết được yêu
cầu của bài toán.
II. KĨ NĂNG
- Rèn luyện kĩ năng giải nhanh bài tập hóa học sử dụng các định luật bảo toàn (khối

lượng các chất được tạo thành sau phản ứng.
Trong đó chúng ta cần vận dụng các hệ quả:
Hệ quả 1: Gọi mT là tổng khối lượng các chất trước phản ứng, mS là khối lượng
các chất sau phản ứng (kể cả lượng dư). Dù phản ứng xảy ra với hiệu suất bất kỳ ta đều
có: mT = mS.
Hệ quả 2: Khi cation kim loại (hoặc cation amoni) kết hợp với anion gốc axit
(hoặc anion oxit) để tạo ra các hợp chất ta luôn có: m Hợp chất = mcation + manion. Khối lượng
của cation hoặc anion ta coi như bằng khối lượng của nguyên tử cấu tạo thành.
Hệ quả 3: mdung dịch trước phản ứng + mchất cho vào dung dịch + m kết tủa + mkhí
b) Định luật bảo toàn nguyên tố
Nội dung định luật: Tổng khối lượng một nguyên tố trước phản ứng bằng tổng
khối lượng của nguyên tố đó sau phản ứng. Nội dung định luật có thể hiểu là tổng số
mol của một nguyên tố được bảo toàn trong phản ứng.
c) Định luật bảo toàn electron
Nội dung định luật: Trong phản ứng oxi hóa khử: Số mol electron mà chất khử
cho đi bằng số mol electron mà chất oxi hóa nhận về.
Khi vận dụng định luật bảo toàn electron vào dạng toán này cần lưu ý:
Trong phản ứng hoặc một hệ phản ứng chỉ cần quan tâm đến mức oxi hóa của các
nguyên tố ban đầu và mức oxi hóa của các nguyên tố sau phản ứng mà không cần quan
tâm đến mức oxi hóa trung gian.
Nếu có nhiều chất oxi hóa và chất khử thì số mol electron trao đổi là tổng số mol
của tất cả chất nhường hoặc nhận electron.

6


d) Phương pháp quy đổi
Là phương pháp biến đổi toán học nhằm đưa bài toán ban đầu là một hỗn hợp phức
tạp về dạng đơn giản hơn, qua đó làm cho bài toán trở nên dễ dàng thuận tiện. Khi quy
đổi phải đảm bảo 2 nguyên tắc:

O

+

y(mol)
V
V

→ O22e 

2y(mol)

22, 4 22, 4

+5

N

+4

→ N
+ 1e 

(NO2)
(mol)

Tổng electron nhường: 3x (mol)

(mol)


 3+
+ HNO3
+O
 Fe

→

→
Fe
X (Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4)

Fe bị oxi hoá thành Fe3+ bằng 2 chất oxi hoá là O và HNO3.
Vậy: + Khối lượng oxit sẽ là tổng của khối lượng sắt và oxi.
+ Trong cả quá trình: chất nhường e là Fe, chất nhận là O và HNO3.
Giải quyết vấn đề:
Ta có nNO = 0, 25 mol, nFe = 0,45 mol
Gọi số mol oxi trong oxit là x ta có:
Quá trình oxi hóa

Quá trình khử

→ Fe3+ + 3e
Fe 

0,45(mol)

1,35(mol)

O
x(mol)

Mặt khác ta có:

m = mFe + mO 2−

nên:

m = 25,2 + 0,3 ×16 = 30 (gam).

Ví dụ 2: Nung nóng m gam bột sắt ngoài không khí, sau phản ứng thu được 20gam hỗn
hợp 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 NO 2 có tỉ khối so với H2 là 19. Tính m và thể
tích HNO3 1M đã dùng?
Phân tích đề:
Sơ đồ phản ứng:
 NO2 ↑
FeO
,
Fe
O


3 4
O2 ( kk )
HNO3
Fe 
→

→  NO ↑
 Fe2O3và Fe du
 Fe( NO )

Theo giả thiết ta có:  0, 25

Giải hệ PT ta được:

nNO = nNO2 = 0,125mol

Gọi số mol Fe và O tương ứng trong X là x và y ta có: 56x + 16y = 20

(1).

Quá trình nhường và nhận e:
Quá trình oxi hóa

Quá trình khử

→ Fe3+ + 3e
Fe 

x(mol)

3x(mol)

O
y(mol)
+5

N

→ O22e 


9


Tổng e: 3x (mol)

Tổng e: 2y + 0,125+ 0,375 (mol)

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x = 2y + 0,5

(2)

56x + 16 y = 20

Từ (1) và (2) ta có hệ 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:
nHNO3

=

nNO− [ Fe(NO
3

3 )3 ]

+ nNO + nNO = 3* nFe + nNO + nNO
2

2


0,675(mol)

O

+

x(mol)
S+6 + 2e

→ O22e 

2x(mol)

→

0,375 mol
Tổng electron nhường: 0,675(mol)

S+4
0,1875 mol

Tổng electron nhận: 2x + 0,375 (mol)

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 0,675 = 2x + 0,375

→ x = 0,15 mol 
→ m = 12,6 + 0,15 × 16 = 15 gam

10

y(mol)
+5

N

→ O22e 

+

2y(mol)

→

+ 3e

0,18(mol)
Tổng electron nhường: 3x (mol)

+2

N (NO)

0,06(mol)

Tổng electron nhận: 2y + 0,18 (mol)

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x = 2y + 0,18

(2)


6,6 gam
Giải quyết vấn đề: Quy đổi hỗn hợp X thành: Fe: x mol, O: y mol, Cu: z mol

→

56x + 16y + 64z = 2,44 (1)

Phương trình tổng khối lượng muối: 200x + 160z = 6,6 (2)
Quá trình nhường nhận e:
Quá trình oxi hóa

Quá trình khử

→ Fe3+ + 3e
Fe 

x(mol)

O

3x(mol)

→ Cu2+ + 2e
Cu 

z mol

+

y(mol)

một thời gian thu được 10,44 gam chất rắn X gồm Fe, FeO, Fe 2O3 và Fe3O4. Hòa tan
hết X trong dung dịch HNO3 đặc, nóng thu được 4,368 lít NO2 (sản phẩm khử duy nhất
ở đktc). Tính m ?
Phân tích đề: Sơ đồ phản ứng
 FeO, Fe3O4 HNO3dn  NO2 ↑
CO
Fe2O3 
→

→
to
 Fe( NO2 )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.
12


Giải quyết vấn đề: 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:


→

0,195(mol)
Tổng electron nhường: 3x (mol)

+4

N (NO2)

0,195(mol)

Tổng electron nhận: 2y + 0,195(mol)

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x = 2y + 0,195

(2)

56x + 16 y = 10, 44

Từ (1) và (2) ta có hệ PT: 3x − 2 y = 0,195

Giải hệ trên ta có x = 0,15 và y = 0,1275
Như vậy nFe = 0,15 mol nên

nFe2O3 = 0, 075mol 
→

m = 12 gam.


3e


→

N+2
13


1,35 (mol)

0,675(mol)

3x(mol)

Tổng electron nhường: 1,35 (mol)

x(mol)

Tổng electron nhận: 3x(mol)

→ x = 0,45 mol
Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x = 1,35 

→ VNO = 10,08 lít

4. Dạng 4: Hỗn hợp oxit sắt phản ứng với axit thường (HCl, H2SO4 loãng...)
Ví dụ 1: Cho 7,68 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 tác dụng vừa hết với 260 ml
HCl 1M thu được dung dịch X. 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

2H+ +
0,26(mol)
nO2−

nH + = nHCl = 0, 26mol

0,13(mol)

= 0,13 (mol) mà theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:
mFe + mO = 7,68(g)

Nên mFe = 7.68 – 0,13×16 =5,6(gam)
Ta lại có:

2Fe


→

0,1(mol)

→

nFe = 0,1 mol

Fe2O3
0,05(mol)

Vậy m = 0,05 ×160 = 8 (gam).
14

m FeCl3 = 162,5 × 2 × 0,03 = 9,75 gam.

5. Dạng 5: Sắt và hỗn hợp oxit sắt phản ứng với axit thường (HCl, H2SO4 loãng...)
Ví dụ: Cho 20 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe 3O4, 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 được m gam chất rắn. Tính giá trị của m?
Phân tích đề:
Sơ đồ

 Fe
H2 ↑
 FeO


 Fe(OH ) 2 ↓ nungtrongkk
HCl
NaOH

→  FeCl2 
→
→ Fe2O3

Fe
O
Fe
(
OH
)
↓

nH + = 0,3mol

(với số mol H2=0,15mol) như vậy số mol H+ phản ứng theo

phản ứng (2) là 0,4 mol (tổng 0,7 mol). Vậy số mol O2- là: 0,2 mol
Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: mFe + mO =7,68
Nên mFe = 20 – 0,2×16 =16,8 (gam)
Ta lại có

2Fe


→

→

nFe = 0,3 mol

Fe2O3. Vậy m = 160 × 0,03/2 = 24 gam.

III. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 1: Hòa tan hoàn toàn 20,88 gam một oxit sắt bằng dung dịch H 2SO4 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 X, thu được m gam muối sunfat khan. Giá trị của m là
A. 52,2.

B. 48,4.

C. 54,0.



C. 27,2

D. 26,4

Câu 5: Nung 8,4 gam Fe trong không khí, sau phản ứng thu được m gam chất rắn X
gồm Fe, Fe2O3, Fe3O4, FeO. Hòa tan m gam hỗn hợp X vào dung dịch HNO 3 dư thu
được 2,24 lít khí NO2 (đktc) là sản phẩm khử duy nhất. Giá trị của m là
A. 11,2 gam.

B. 10,2 gam.

C. 7,2 gam.

D. 6,9 gam.

Câu 6: Hoà tan hoàn toàn 34,8 gam một oxit sắt dạng FexOy trong dung dịch H2SO4 đặc,
nóng. Sau phản ứng thu được 1,68 lít khí SO 2 (sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc). Oxit
FexOy là
A. FeO.

B. FeO hoặc Fe3O4.

C. Fe3O4.

D. Không xác định được.
16


Câu 7: Cho 13,92 gam hỗn hợp X gồm Cu và một oxit sắt vào dung dịch HNO 3 loãng

D. 58,08.

Câu 10: Cho khí CO đi qua ống sứ đựng 0,45 mol hỗn hợp A gồm Fe 2O3 và FeO nung
nóng sau một thời gian thu được 51,6 gam chất rắn B. Dẫn khí đi ra khỏi ống sứ vào
dung dịch Ba(OH)2 dư thu được 88,65 gam kết tủa. Cho B tác dụng hết với dung dịch
HNO3 dư thu được V lít NO (đktc, sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của V là:
A. 7,84 lít

B. 8,40 lít

C. 3,36 lít

D. 6,72 lít

Câu 11: Cho khí CO đi qua ống sứ đựng 37,12 gam Fe3O4 nung nóng thu được hỗn hợp
rắn X. Khí đi ra khỏi ống sứ được hấp thụ hết vào dung dịch Ba(OH) 2 dư thu được
43,34 gam kết tủa. Hòa tan hết lượng hỗn hợp X trong dung dịch H 2SO4 đặc nóng, dư
thấy bay ra V lít SO2 (đktc). Giá trị của V là:
A. 3,584

B. 4,48

C. 6,72

D. 3,36

Câu 12: Cho khí CO đi qua ống chứa m gam oxit Fe 2O3 đốt nóng thu được 6,69 gam
hỗn hợp X (gồm 4 chất rắn), hỗn hợp X hoà vào HNO 3 dư được 2,24 lít khí Y gồm NO
và NO2, tỉ khối của Y đối với H2 bằng 21,8. Giá trị của m là
A. 10,2 g

C. 47,82

D. 47,46

Câu 15. Nung m gam bột sắt trong oxi, thu được 3 gam hỗn hợp chất rắn X. Hòa tan hết
hỗn hợp X trong dung dịch HNO3 (dư), thoát ra 1,68 lít (đktc) NO 2 (là sản phẩm khử
duy nhất). Giá trị của m là
A. 2,52 gam.

B. 2,22 gam.

C. 2,62 gam.

D. 2,32 gam.

Câu 16: Chia 156,8 gam hỗn hợp L gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 thành hai phần bằng nhau.
Cho phần thứ nhất tác dụng hết với dung dịch HCl dư được 155,4 gam muối khan. Phần
thứ hai tác dụng vừa đủ với dung dịch M là hỗn hợp HCl, H 2SO4 loãng thu được 167,9
gam muối khan. Số mol của HCl trong dung dịch M là
A. 1,75 mol

B. 1,50 mol

C. 1,80 mol

D. 1,00 mol

Câu 17: Dẫn luồng khí CO ði qua hỗn hợp gồm CuO và Fe 2O3 nung nóng, sau một thời
gian thu ðýợc chất rắn X và khí Y. Cho Y hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ba(OH) 2 dý,
thu ðýợc 29,55 gam kết tủa. Chất rắn X phản ứng với dung dịch HNO3 dý thu ðýợc V lít

C. 16,8 và 0,4.

D. 16,8 và 1,2.

18


Câu 20: Oxi hóa a gam Fe ngoài không khí một thời gian thu được b gam hỗn hợp rắn
X gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4. Hòa tan hoàn toàn X bằng HNO3 đặc nóng dư thu được V
lít NO2 (sản phẩm khử duy nhất) ở đktc. Biểu thức liên hệ giữa a, b và V là
A. 6a = 5V

B. 13a = 7b + 5V

C. 10a = 7b + 56V

D. 20a = 14b + 5V

Đáp án:
Câu

1

2

3

4

5


Câu

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

Đáp án C

D

A

C


19


- Học sinh yêu thích môn học hơn, đề nghị giáo viên xây dựng nhiều chuyên đề tương
tự để giúp học sinh làm tốt các dạng bài khác trong chương trình THPT cũng như trong
đề thi THPT quốc gia.

Bình Xuyên, tháng 5 năm 2017
Người viết chuyên đề

Phạm Văn Hoạt

20