- Tải app VietJack. Xem lời giải nhanh hơn!
Bài giảng: Bài tập tổng hợp về sắt và hợp chất của sắt - Cô Nguyễn Thị Thu [Giáo viên VietJack]
- Với dung dịch H2SO4 đậm đặc và nóng → muối sắt [III]
Sản phẩm khử của S+6 thường là S+4 [SO2]
PTHH: 2Fe + 6H2SO4 → Fe2[SO4]3 + 3SO2 + 6H2O
+ Sản phẩm sinh ra trong phản ứng của Fe với H2SO4 đậm đặc là muối sắt [III] nhưng nếu sau phản ứng có Fe dư hoặc có Cu thì tiếp tục xảy ra phản ứng:
2Fe3+ + Fe → 3Fe3+
Hoặc: 2Fe3+ + Cu → 2Fe2+ + Cu2+
+ Lưu ý: Fe bị thụ động hóa trong môi trường H2SO4 đặc nguội.
Ví dụ 1: Hòa tan m [gam] Fe bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng dư, thu được 1,344 lít khí SO2 [sản phẩm khử duy nhất đo ở đktc]. Giá trị của m là
A. 3,36
B. 1,764
C. 2,24
D. 0,896
Chọn đáp án: C
Giải thích:
2Fe + 6H2SO4 → Fe2[SO4]3 + 3SO2 + 6H2O
[H2SO4 dư nên chỉ tạo muối Fe[III] ]
nSO2 = 0,06 mol
BTe => nFe = 2/3 . nSO2 = 0,04 mol
=> mFe = 0,04 . 56 = 2,24g
Ví dụ 2: Hòa tan hoàn toàn m [g] bột Fe bằng dung dịch H2SO4 [đặc, nóng] thu được dung dịch X và 1,344 l khí SO2 [sản phẩm khử duy nhất ở đktc]. Cô cạn X, thu được 8,56g muối khan. Giá trị của m là?
A. 2,8 g
B. 1,12 g
C. 2,24g
D. 1,4g
Chọn đáp án: A
Giải thích:
2Fe + 6H2SO4 → Fe2[SO4]3 + 3SO2 + 6H2O [1]
Fe + Fe2[SO4]3 → 3FeSO4 [2]
Có thể có phương trình [2] nếu Fe dư
nSO2 = 0,06 mol
BT điện tích ta có: 2H2SO4 + 2e → SO2 + SO42- [trong muối] + 2H2O
=> nSO42- = nSO2 = 0,06 mol
mmuối = mKL + mSO42- = 8,56 => mKL = 8,56 – 96 . 0,06 = 2,8g
Ví dụ 3: Hòa tan hoàn toàn 20,88 [g] một oxit sắt bằng dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được dung dịch X và 3,248 lít khí SO2 [sản phẩm khử duy nhất, ở đktc]. Cô cạn dung dịch X thu được m [g] muối sunfat khan. Tính giá trị của m?
Giải thích:
Ta có: nSO2 = 0,145 mol
Quy đổi 20,88 g oxit sắt FexOy thành 20,88 g Fe và O
Gọi nFe = x mol; nO = y mol
Quá trình nhường electron:
Fe0 - 3e → Fe+3
x 3x
Quá trình nhận electron:
O0 + 2e → O-2
y 2y
N+5 + 3e → N+2
0,29 0,145
Áp dụng định luật bảo toàn electron, ta có: 3x = 2y + 0,29 → 3x - 2y = 0,29 [1]
Mặt khác: 56x + 16y = 20,88 [2]
Từ [1] và [2] => x = 0,29 và y = 0,29
Muối sinh ra là muối Fe2[SO4]3.
Áp dụng ĐL bảo toàn nguyên tố ta có:
nFe2[SO4]3 =1/2 nFe = 0,145 mol → mFe2[SO4]3 = 0,145. 400 = 58 [g]
Câu 1: Hòa tan hết a gam hỗn hợp X gồm Fe và một oxit sắt trong b gam dung dịch H2SO4 9,8% [lượng vừa đủ], sau phản ứng thu được dung dịch chứa 51,76 gam hỗn hợp hai muối khan. Mặt khác nếu hòa tan hết a gam X bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng thì thu được duy nhất 58 gam muối Fe [III]. Giá trị của b là
A. 370. B. 220.
C. 500. D. 420.
Chọn đáp án: A
Giải thích:
nFe = 2.58/400 = 0,29 mol
nFeSO4 = x ; nFe2[SO4]3 = y
=> mdd = 152x + 400y = 51,76
nFe = nFeSO4 + 2. nFe2[SO4]3 = x + 2y = 0,29
=> x = 0,13 mol, y= 0,08 mol
BT S: nH2SO4 = nFeSO4 + 3Fe2[SO4]3 = 0,13 + 3. 0,08 = 0,37
=> b = [0,37. 98]/9,8 . 100% = 370g
Câu 2: Nung nóng 16,8 gam bột sắt ngoài không khí, sau một thời gian thu được m gam hỗn hợp X gồm các oxit sắt và sắt dư. Hòa tan hết hỗn hợp X bằng H2SO4 đặc nóng thu được 5,6 lít SO2 [đktc]. Hãy xác định khối lượng của hỗn hợp X.
A. 40g B. 20g
C. 25g D. 32g
Chọn đáp án: B
Giải thích:
Áp dụng bảo toàn electron cho các quá trình oxi hóa và khử tổng hợp từ các giai đoạn của các phản ứng.
Ta có: nFe =16,8/56 = 0,3[mol]; nSO2 = 5,6/22,5 = 0,25[mol]
Theo bảo toàn electron ta có: 4a + 0,5 = 0,9 => a = 0,1[mol]
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
mX = mFe + mO2 = 16,8 + 32a = 16,8 + 32.0,1 = 20g
Câu 3: Cho Fe tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được khí SO2 [sản phẩm khử duy nhất] và 8,28 gam muối. Biết số mol Fe bằng 37,5% số mol H2SO4 phản ứng. Khối lượng Fe đã tham gia phản ứng là:
A. 2,52 gam.
B. 1,68 gam.
C. 1,12 gam.
D. 1,08 gam.
Chọn đáp án: A
Giải thích:
Đặt nSO2 = x => nSO42- trong muối = ne/2 = x mol
Bảo toàn S => nH2SO4 phản ứng = 2x mol
=> nFe phản ứng = 37,5%. 2x = 0,75x mol
=> mmuối = 56. 0,75x + 96x = 8,28
=> x = 0,06 mol
=> mFe = 56. 0,75x = 2,52g
Câu 4: Cho 5,6 gam Fe tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được 0,84 lít khí [đktc] gồm một sản phẩm khử duy nhất. Sản phẩm khử duy nhất đó là:
A. SO2
B. S
C. H2S
D. H2
Chọn đáp án: C
Giải thích:
nFe = 0,1 => ne = 3. nFe = 0,3mol
nkhí = 0,0375 mol
=> S+6 đã nhận 0,3/0,0375 = 8e để tạo ra 1 phân tử khí.
=> Khí là H2S.
Câu 5: Hòa tan hoàn toàn a gam FexOy bằng dung dịch H2SO4 đậm đặc nóng vừa đủ, có chứa 0,075 mol H2SO4 thu được b gam một muối có 168 ml khí SO2 [đktc] duy nhất thoát ra. Giá trị của b là
A. 9 [g]
B. 2,45 [g]
C. 5 [g]
D. 3,75 [g]
Chọn đáp án: A
Giải thích:
nSO2 = 0,0075 mol
Bảo toàn S => nSO42- = nH2SO4 - nSO2 = 0,0675 mol
=> nFe2[SO4]3 = 1/3. nSO42- = 0,0225 mol
=> b = mFe2[SO4]3 = 9 gam
Câu 6: Cho m gam Fe tác dụng hết với H2SO4 [đặc, nóng]. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 10m/7 gam khí SO2 và dung dịch X. Cho Ba[OH]2 dư vào dung dịch X thu được [m + 133,5] gam kết tủa. Giá trị của m là:
A. 56
B. 28
C. 22,4
D. 16,8
Chọn đáp án: C
Giải thích:
nSO2 = 5m/224 mol => ne = 5m/112 mol
Ta thấy [2m/56] < [5m/112] < [3m/56] nên có cả 2 muối Fe2+, Fe3+ => Axit hết.
=> nSO42- = nSO2 = 5m/224 mol
—> nOH- trong ↓ = 2. nSO42- = 5m/112 mol
Kết tủa sau phản ứng có Fe[OH]2, Fe[OH]3 và BaCO3
m↓ = m + 17. [5m/112] + 233. [5m/224] = m + 133,5
=> m = 22,4g
Câu 7: Hòa tan hoàn toàn 16,0 gam hỗn hợp rắn X gồm FeS2 và Cu2S trong 120,0 gam dung dịch H2SO4 98%, đun nóng thu được dung dịch Y và V lít khí SO2 [sản phẩm khử duy nhất, đkc]. Cho BaCl2 dư vào dung dịch Y thu được 139,8 gam kết tủa. Giá trị của V là:
A. 17,92 B. 20,16
C. 16,80 D. 22,4
Chọn đáp án: A
Giải thích:
Đặt nFeS2 = a mol và nCu2S = b mol
=> mX = 120a + 160b = 16 [1]
FeS2 → Fe3+ + 2S+6 +15e
Cu2S → 2Cu2+ + S+6 + 10e
S+6 +2e → S+4
Bảo toàn electron: 2. nSO2 = 15. nFeS2 + 10. nCu2S
=> nSO2 = 7,5a + 5b mol
nH2SO4 = 1,2 mol và nBaSO4 = 0,6 mol
Bảo toàn S:
2a + b + 1,2 = 0,6 + 7,5a + 5b [2]
[1] [2] => a = 0,08 và b = 0,04
=> nSO2 = 7,5a + 5b = 0,8 mol
=> V = 17,92 [l]
Câu 8: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,002 FeS2 và 0,003 mol FeS vào lượng dư H2SO4 đặc, nóng thu được Fe2[SO4]3, SO2 và H2O. Hấp thụ hết SO2 bằng một lượng vừa đủ dung dịch KMnO4 được V lít dung dịch Z không màu trong suốt có pH = 2. Giá trị của V là:
A. 1,14. B. 0,14.
C. 11,4. D. 2,28.
Chọn đáp án: D
Giải thích:
FeS2 → Fe3+ + 2SO2 + 11e
0,002mol
FeS → Fe3+ + SO2 + 7e
0,003 mol
=> ne nhường = 0,002. 11 + 0,003. 7 = 0,043 mol
S+6 + 2e → SO2
0,043 mol
BTe => nSO2 = 0,043/2 = 0,0215 mol
5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4
=> nH2SO4 = 0,0114 mol => nH+ = 0,0228 mol
pH = 2 => [H+] = 0,01
=> V = 2,28 lít
Bài giảng: Bài tập sắt, hợp chất của sắt tác dụng với chất oxi hóa mạnh - Cô Nguyễn Thị Thu [Giáo viên VietJack]
Xem thêm các dạng bài tập Hóa học lớp 12 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:
Giới thiệu kênh Youtube VietJack
crom-sat-dong.jsp