›
›
›

Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giải bài toán sắt và hợp chất của sắt

docx 23 trang hoanvuK 10/01/2023 3230
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giải bài toán sắt và hợp chất của sắt", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • docxsang_kien_kinh_nghiem_phuong_phap_giai_bai_toan_sat_va_hop_c.docx

Nội dung text: Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giải bài toán sắt và hợp chất của sắt

  1. MỤC LỤC BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN 1. Lời giới thiệu 2 2. Tên sáng kiến: 2 3. Tác giả sáng kiến: 2 4. Chủ đầu tư tạo ra sáng kiến 2 5. Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: 2 6. Ngày sáng kiến được áp dụng lần đầu hoặc áp dụng thử: 2 7. Mô tả bản chất của sáng kiến: 2 7.1. Phương pháp nghiên cứu: 2 7.2. Nội dung sáng kiến: 3 7.2.1. Cơ sở lý thuyết: 3 7.2.1.1. SẮT 3 7.2.1.2. MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA SẮT 5 7.2.1.3. HỢP KIM CỦA SẮT 8 7.2.2. Phân dạng và phương pháp giải bài tập: 9 7.2.2.1. Dạng hỗn hợp sắt và các oxit phản ứng với chất oxi hóa mạnh: 9 7.2.2.3. Dạng khử không hoàn toàn Fe2O3 sau cho sản phẩm phản ứng với chất oxi hóa mạnh là HNO3 hoặc H2SO4 đặc nóng: 12 7.2.2.4. Dạng hỗn hợp oxit sắt phản ứng với axit thường: H+ 13 7.2.2.5. Dạng sắt và hỗn hợp oxit sắt phản ứng với axit thường: H+ 13 7.2.2.6. Dạng chuyển đổi hỗn hợp tương đương: 14 7.2.2.7. Bài tập áp dụng và đáp án: 16 8. Những thông tin cần được bảo mật 21 21 9. Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến 21 10. Đánh giá lợi ích thu được 21 11. Danh sách những tổ chức/cá nhân đã tham gia áp dụng 22
  2. BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN 1. Lời giới thiệu Có rất nhiều chuyên đề, sáng kiến kinh nghiệm liên quan đến bài toán sắt và hợp chất của sắt được giới thiệu trong và ngoài tỉnh. Mỗi chuyên đề, sáng kiến đều tập trung làm rõ phương pháp giải bài tập và hướng giải quyết vấn đề. Tôi cũng xin mạnh dạn đưa ra sáng kiến do tôi tự viết về vấn đề trên nhằm bổ sung cho những chuyên đề đã được viết. 2. Tên sáng kiến: “Phương pháp giải bài toán sắt và hợp chất của sắt” 3. Tác giả sáng kiến: - Họ và tên: Trần Quang Phúc - Địa chỉ tác giả sáng kiến: Trường THPT Ngô Gia Tự Huyện Lập Thạch - Tỉnh Vĩnh Phúc - Số điện thoại: 0972.081.676 E_mail:quangphuc201@gmail.com 4. Chủ đầu tư tạo ra sáng kiến Cá nhân tác giả cũng là chủ đầu tư tạo ra sáng kiến. 5. Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Giảng dạy môn Hóa học bồi dưỡng học sinh ôn thi THPT QG. 6. Ngày sáng kiến được áp dụng lần đầu hoặc áp dụng thử: Ngày 15/12/2019 7. Mô tả bản chất của sáng kiến: 7.1. Phương pháp nghiên cứu: Để đạt được mục đích đã đề ra trong quá trình nghiên cứu tôi đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau: - Nghiên cứu tài liệu: sách giáo khoa, sách giáo viên, tài liệu và sách tham khảo,
  3. - Nghiên cứu và tổng kết kinh nghiệm giảng dạy. - Phân tích, tổng hợp và hệ thống lí thuyết. - Tổng hợp các dạng bài toán có liên quan đến nội dung nghiên cứu . 7.2. Nội dung sáng kiến: 7.2.1. Cơ sở lý thuyết: 7.2.1.1. SẮT 7.2.1.1.1. Vị trí trong bảng tuần hoàn 2 2 6 2 6 6 2 - Cấu hình e nguyên tử: 26Fe: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s . - Vị trí: Fe thuộc ô 26, chu kì 4, nhóm VIIIB. - Cấu hình e của các ion được tạo thành từ Fe: Fe2+ 1s22s22p63s23p63d6 Fe3+ 1s22s22p63s23p63d5 7.2.1.1.2. Tính chất vật lí - Màu trắng hơi xám, dẻo, dễ rèn, dễ dát mỏng, kéo sợi; dẫn nhiệt và dẫn điện kém đồng và nhôm. 0 0 0 - Sắt có tính nhiễm từ nhưng ở nhiệt độ cao (800 C) sắt mất từ tính. T nc = 1540 C. 7.2.1.1.3. Trạng thái tự nhiên Là kim loại phổ biến sau nhôm, tồn tại chủ yếu ở các dạng: - Hợp chất: oxit, sunfua, silicat - Quặng: hematit đỏ (Fe2O3 khan), hematit nâu (Fe2O3.nH2O), manhetit (Fe3O4), xiđerit (FeCO3) và pirit (FeS2). 7.2.1.1.4. Tính chất hóa học Fe là chất khử trung bình. Trong các phản ứng, Fe có thể nhường 2 hoặc 3e: Fe → Fe3+ + 3e Fe → Fe2+ + 2e 7.2.1.1.4.1. Tác dụng với các phi kim Sắt tác dụng với hầu hết các phi kim khi đun nóng: - Với halogen → muối sắt (III) halogenua (trừ iot tạo muối sắt II): 0 2Fe + 3X2 → 2FeX3 (t )
  4. - Với O2: 0 3Fe + 2O2 → Fe3O4 (t ) Thực tế khi giải các bài tập thường gặp trường hợp tạo ra hỗn hợp gồm Fe và các oxit sắt. - Với S: Fe + S → FeS (t0) 7.2.1.1.4.2. Tác dụng với nước - Fe không tác dụng với nước ở nhiệt độ thường, ở nhiệt độ cao, sắt phản ứng mạnh với hơi nước: 0 3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2 ( 570 C) 7.2.1.1.4.3. Tác dụng với dung dịch axit + a. Với H (HCl, H2SO4 loãng ) → muối sắt (II) + H2 Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 Fe + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2 b. Tác dụng với các axit có tính oxi hóa mạnh (HNO3, H2SO4 đậm đặc) - Fe thụ động với H 2SO4 đặc nguội và HNO 3 đặc nguội → có thể dùng thùng Fe chuyên chở axit HNO3 đặc nguội và H2SO4 đặc nguội. - Với dung dịch HNO3 loãng → muối sắt (III) + NO + H2O: Fe + 4HNO3 loãng → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O - Với dung dịch HNO3 đậm đặc → muối sắt (III) + NO2 + H2O: Fe + 6HNO3 → Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O - Với dung dịch H2SO4 đậm đặc và nóng → muối sắt (III) + H2O + SO2: 2Fe+ 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O Chú ý: Sản phẩm sinh ra trong phản ứng của Fe với HNO 3 hoặc 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+ 7.2.1.1.4.4. Tác dụng với dung dịch muối - Fe đẩy được những kim loại yếu hơn ra khỏi muối → muối sắt (II) + kim loại. Fe + CuCl2 → Cu + FeCl2
  5. - Fe tham gia phản ứng với muối Fe3+ → muối sắt (II): 2FeCl3 + Fe → 3FeCl2 Chú ý: Với muối Ag+, Fe có thể tham gia phản ứng để tạo thành muối Fe3+: Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag Fe(NO3)2 + AgNO3 dư → Fe(NO3)3 + Ag 7.2.1.2. MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA SẮT 7.2.1.2.1. Các oxit sắt (FeO, Fe3O4, Fe2O3) 7.2.1.2.1.1. FeO - Là chất rắn, đen, không tan trong nước. - Tính chất hoá học: + Là oxit bazơ: FeO + 2HCl → FeCl2 + H2 FeO + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2O + FeO là chất oxi hóa khi tác dụng với các chất khử mạnh: H2, CO, Al → Fe: 0 FeO + H2 → Fe + H2O (t ) 0 FeO + CO → Fe + CO2 (t ) 0 3FeO + 2Al → Al2O3 + 3Fe (t ) + FeO là chất khử khi tác dụng với các chất có tính oxi hóa mạnh: 4FeO + O2 → 2Fe2O3 3FeO + 10HNO3 loãng → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O - Điều chế FeO: FeCO3 → FeO + CO2 (nung trong điều kiện không có không khí) Fe(OH)2 → FeO + H2O (nung trong điều kiện không có không khí) 7.2.1.2.1.2. Fe3O4 (FeO.Fe2O3) - Là chất rắn, đen, không tan trong nước và có từ tính. - Tính chất hoá học: + Là oxit bazơ: Fe3O4 + 8HCl → 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O Fe3O4 + 4H2SO4 loãng → Fe2(SO4)3 + FeSO4 + 4H2O + Fe3O4 là chất khử: 3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O + Fe3O4 là chất oxi hóa: 0 Fe3O4 + 4H2 → 3Fe + 4H2O (t )
  6. 0 Fe3O4 + 4CO → 3Fe + 4CO2 (t ) 0 3Fe3O4 + 8Al → 4Al2O3 + 9Fe (t ) - Điều chế: thành phần quặng manhetit 0 3Fe + 2O2 → Fe3O4 (t ) 0 3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2 (< 570 C) 7.2.1.2.1.3. Fe2O3 - Là chất rắn, nâu đỏ, không tan trong nước. - Tính chất hoá học: + Là oxit bazơ: Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O Fe2O3 + 6HNO3 → 2Fe(NO3)3 + 3H2O + Là chất oxi hóa: 0 Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O (t ) 0 Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 (t ) 0 Fe2O3 + 2Al → Al2O3 + 2Fe (t ) - Điều chế: thành phần của quặng hematit 0 2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O (t ) 7.2.1.2.2. Các hiđroxit của Fe (Fe(OH)2 và Fe(OH)3) 7.2.1.2.2.1. Fe(OH)2 - Là chất kết tủa màu trắng xanh. - Là bazơ không tan: + Bị nhiệt phân: Fe(OH)2 → FeO + H2O (nung trong điều kiện không có không khí) 4Fe(OH)2 + O2 → 2Fe2O3 + 4H2O (nung trong không khí) + Tan trong axit không có tính oxi hóa → muối sắt (II) và nước: Fe(OH)2 + 2HCl → FeCl2 + 2H2O + Có tính khử (do Fe có mức oxi hóa +2): 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 3Fe(OH)2 + 10HNO3 loãng → 3Fe(NO3)3 + NO + 8H2O
  7. - Điều chế: 2+ - Fe + 2OH → Fe(OH)2 (trong điều kiện không có không khí) 7.2.1.2.2.2. Fe(OH)3 - Là chất kết tủa màu nâu đỏ. - Tính chất hoá học: + Là bazơ không tan: * Bị nhiệt phân: 2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O * Tan trong axit → muối sắt (III): Fe(OH)3 + 3HCl → FeCl3 + 3H2O Fe(OH)3 + 3HNO3 → Fe(NO3)3 + 3H2O - Điều chế: 3+ - Fe + 3OH → Fe(OH)3 7.2.1.2.3. Muối sắt 7.2.1.2.3.1. Muối sắt (II) Không bền, có tính khử, khi tác dụng với chất oxi hóa tạo thành muối sắt (III). 2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3 3Fe(NO3)2 + 4HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO + 2H2O 2FeSO4 + 2H2SO4 đặc nóng → Fe2(SO4)3 + SO2 + 2H2O 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7H2O Chú ý: Các muối sắt (II) không tan như FeCO 3, FeS, FeS2 bị đốt nóng trong không khí tạo Fe2O3. 2FeCO3 + 1/2O2 → Fe2O3 + 2CO2 4FeS + 9O2 → 2Fe2O3 + 4SO2 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 7.2.1.2.3.2. Muối sắt (III) - Có tính oxi hóa khi tác dụng với chất khử. 2FeCl3 + Cu → CuCl2 + 2FeCl2 2FeCl3 + 2KI → 2FeCl2 + 2KCl + I2 2FeCl3 + H2S → 2FeCl2 + 2HCl + S
  8. - Các dung dịch muối sắt (III) có môi trường axit: 3+ + Fe + 3H2O ↔ Fe(OH)3 + 3H - Khi cho muối sắt (III) tác dụng với các kim loại cần lưu ý: 3+ + Nếu kim loại là Na, Ca, K, Ba + H2O → Kiềm + H2. Kiềm + Fe → Fe(OH)3 + Nếu kim loại không tan trong nước và đứng trước Fe + Fe3+ → Fe2+ → Fe + Nếu kim loại là Cu hoặc Fe + Fe3+ → Fe2+ - Các muối sắt (III) bị thủy phân hoàn toàn trong môi trường kiềm: 2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Fe(OH)3 + 6NaCl + 3CO2 7.2.1.3. HỢP KIM CỦA SẮT 7.2.1.3.1. Gang - Là hợp kim sắt - cacbon trong đó hàm lượng C từ 2 - 5%. - Gang gồm gang xám và gang trắng: + Gang xám: chứa nhiều tinh thể C nên có màu xám; kém cứng và kém giòn hơn gang trắng. + Gang trắng: chứa nhiều tinh thể hợp chất hóa học Fe 3C nên có màu sáng. Rất cứng và giòn thường được dùng để luyện thép. - Luyện gang: * Nguyên liệu: + Quặng sắt: cung cấp Fe (phải chứa trên 30% Fe, chứa ít S, P). + Chất chảy: CaCO3 (nếu quặng lẫn silicat) hoặc SiO2 (nếu quặng lẫn đá vôi) để làm giảm nhiệt độ nóng chảy và tạo xỉ. + Không khí giàu oxi và nóng: để tạo chất khử CO và sinh nhiệt. + Than cốc (tạo chất khử CO; tạo nhiệt và tạo gang). * Các phản ứng xảy ra trong lò cao khi luyện gang: + Phản ứng tạo chất khử. C + O2 → CO2 CO2 + C → 2CO + Phản ứng khử Fe2O3. CO + 2Fe2O3 → Fe3O4 + CO2 Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2
  9. FeO + CO → Fe + CO2 + Phản ứng tạo xỉ. CaCO3 → CaO + CO2 CaO + SiO2 → CaSiO3 7.2.1.3.2. Thép - Là hợp kim của Fe và C trong đó hàm lượng C ít hơn 2%C (theo khối lượng). - Nguyên liệu: tùy theo phương pháp: Gang, sắt, thép phế liệu, chất chảy, không khí nóng, dầu mazut. - Nguyên tắc: khử các tạp chất Mn, Si, Ca, S, P có trong gang. - Các phản ứng xảy ra trong quá trình luyện thép: C + O2 → CO2 S + O2 → SO2 Si + O2 → SiO2 CaO + SiO2 → CaSiO3 (xỉ) 7.2.2. Phân dạng và phương pháp giải bài tập: 7.2.2.1. Dạng hỗn hợp sắt và các oxit phản ứng với chất oxi hóa mạnh: Đề bài: Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 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. Tính m ? 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 NO3 . 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 2 Fe Fe3 3e O 2e O y 2y y 2 x 3x N 5 3e N O 0,18 0,06 Tổng electron nhường: 3x (mol) Tổng electron nhận: 2y + 0 , 1 8 (mol) Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x = 2y + 0 , 1 8 (2)
  10. Từ (1) và (2) ta có hệ 56x 16y 11,36 3x 2y 0,18 Giải hệ trên ta có x = 0,16 và y = 0,15 Như vậy n n 0,16 mol vậy m = 38,72 gam. Fe Fe(NO3 )3 Với bài toán này ta cũng có thể quy về bài toán kinh điển: Đốt m gam sắt sau phản ứng sinh ra 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 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. 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 HNO3 thì ta tính số mol dựa vào bảo toàn nguyên tố N khi đó ta sẽ có: n nmuôi nKhí 3n n (n ) HNO3 NO3 NO3 Fe NO NO2 7.2.2.2. Dạng đốt cháy Sắt trong không khí rồi cho sản phẩm phản ứng với chất oxi hóa Đề bài 1: Nung nóng 12,6 gam Fe ngoài không khí sau một thời gian thu được m gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 . Hỗn hợp này phản ứng hết với dung dịch H2SO4 đặc nóng (dư), thu được 4,2 lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Tính m? Phân tích đề: Sơ đồ phản ứng O (kk ) FeO, Fe3O4 H SO dn SO  Fe 2  2 4  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 2- O có trong oxit và H2SO4(+6) nhận e để đưa về SO2 (+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 = 0,1875 mol , n = 0,225 mol SO2 Fe Gọi số mol oxi trong oxit là x ta có: Chất khử Chất oxi hóa 2 F e F e 3 3 e O 2e O SO 2 2x 2e x SO 0,225 0,225 x 3 4 2 0,1875x2 0,1875
  11. Tổng electron nhường: 0,675 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 m m m Mặt khác ta có: Fe O2 nên: m = 12,6 + 0,15x16 = 15 (gam). ĐS: 15 gam. Đề Bài 2: Nung nóng m gam bột sắt ngoài không khí, sau phản ứng thu được 20 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 . Hòa tan hết X trong dung dịch HNO3 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? Phân tích đề: sơ đồ phản ứng NO2  O (kk ) FeO, Fe3O4 HNO Fe 2  3 NO  Fe O và Fe du 2 3 Fe(NO ) 3 3 + Hỗn hợp X gồm Fe và O trong oxit. + 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: n n 0,125mol NO NO2 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: Chất khử Chất oxi hóa O 2e O2 y 2y y 3 4 Fe Fe 3e N 5 1e N O 0,125 0,125 2 x 3x 2 N 5 3e N O 0,125x3 0,125 Tổng electron nhường: 3x mol Tổng electron nhận: 2y + 0,125+ 0,125x3 (mol) Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x = 2y + 0,5 (2) Từ (1) và (2) ta có hệ 56x 16y 20 3x 2y 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: n nmuôi nKhí 3n n n HNO3 NO3 NO3 Fe NO NO2 nên n 0,3x3 0,125 0,125 1,15 mol. HNO3
  12. 1,15 Vậy V 1,15(lít) HNO3 1 7.2.2.3. Dạng khử không hoàn toàn Fe2O3 sau cho sản phẩm phản ứng với chất oxi hóa mạnh là HNO3 hoặc H2SO4 đặc nóng: Đề ra: Cho một luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m gam Fe2O3 nung nóng. Sau một thời gian thu được 10,44 gam chất rắn X gồm Fe, FeO, Fe2O3 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 NO  Fe O CO HNO3dn 2 2 3 to Fe2O3 , Fe Fe(NO2 )3 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 Fe2O3. 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: n 0,195mol NO2 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 O 2e O2 Fe Fe3 3e y 2y y 4 5 N 1e N O2 x 3x 0,195 0,195 Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x = 2y + 0,195 (2) Từ (1) và (2) ta có hệ 56x 16y 10,44 3x 2y 0,195 Giải hệ trên ta có x = 0,15 và y = 0,1275 Như vậy n = 0,15 mol nên n 0,075mol  m = 12 gam. Fe Fe2O3 Nhận xét: Dĩ nhiên trong bài toán trên ta cũng có thể giải theo cách tính số mol O bị CO lấy theo phương trình: 4 5 2 N 1e N O CO O 2e  CO2 và 2 . Sau đó dựa vào định luật bảo toàn khối lượng ta có: m = 10,44 + mO
  13. 7.2.2.4. Dạng hỗn hợp oxit sắt phản ứng với axit thường: H+ Tổng quan về dạng này: Đây không phải là phản ứng oxi hóa khử mà chỉ là phản ứng trao đổi. Trong phản ứng 2 2+ 3+ này ta coi đó là phản ứng của: 2H O H2O và tạo ra các muối Fe và Fe trong + dung dịch. Như vậy nếu biết số mol H ta có thể biết được khối lượng của oxi trong hỗn hợp oxit và từ đó có thể tính được tổng số mol sắt trong hỗn hợp ban đầu. Đề ra: 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 không đổi được m(g) chất rắn. Tính m FeO HCl FeCl2 NaOH Fe(OH )2  nungtrongkk Phân tích đề: Sơ đồ Fe2O3    Fe2O3 FeCl 3 Fe(OH )3  Fe3O4 + 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 n n 0,26mol Giải: Ta có H HCl 2 2- Theo phương trình: 2H O H2O trong O là oxi trong hỗn hợp oxit 0,26 0,13 n 0,13mol O2 mà theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: mFe + mO =7,68 Nên mFe = 7.68 – 0,13x16 =5,6(gam) nFe = 0,1 mol Ta lại có 2Fe  Fe2O3 0,1 0,05 Vậy m = 0,05x160 = 8 gam. Nhận xét: Ngoài cách giải trên ta cũng có thể quy hỗn hợp về chỉ còn FeO và Fe2O3 vì Fe3O4 coi như là hỗn hợp của FeO.Fe2O3 với số mol như nhau. 7.2.2.5. Dạng sắt và hỗn hợp oxit sắt phản ứng với axit thường: H+ Tổng quan về dạng này: Dạng này cơ bản giống dạng thứ 4 tuy nhiên sản phẩm phản ứng ngoài H2O còn có H2 do Fe phản ứng. Như vậy liên quan đến H+ sẽ có những phản ứng sau: 2H 2e  H2  2 2H O  H2O + 2- Như vậy chúng ta có thể dựa vào tổng số mol H và số mol H2 để tìm số mol của O từ đó tính được tổng số mol của Fe. Đề ra:
  14. 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 H2 (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 Fe H2  FeO HCl NaOH Fe(OH )2  nungtrongkk Phân tích đề: Sơ đồ  FeCl2   Fe2O3 Fe2O3 Fe(OH )  FeCl 3 3 Fe3O4 + 2- + Ta coi H của axit vừa nhận electron để thành H2 và phản ứng với O của oxit + Toàn bộ Fe trong oxit cuối cùng chuyển về Fe2O3 + + Từ tổng số mol H và số mol H2 ta có thể tính được số mol O trong oxit từ đó tính được lượng Fe có trong oxit. Giải: Ta có n n 0,7mol,n 0,15mol H HCl H2 Ta có phương trình phản ứng theo H+. 2H 2e  H2  (1) 2 2H O  H2O(2) n 0,3mol + Từ (1) ta có H (vì 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. mà theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: mFe + mO =7,68 Nên mFe = 20 – 0,2x16 =16,8 (gam) nFe = 0,3 mol Ta lại có 2Fe  Fe2O3 0,3 0,15 Vậy m = 0,15x160 = 24 gam. 7.2.2.6. Dạng chuyển đổi hỗn hợp tương đương: Tổng quan: 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. Khi đề ra cho số mol FeO và Fe2O3 có số mol bằng nhau thì ta coi như trong hỗn hợp chỉ là Fe3O4. còn nếu không có dữ kiện đó 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. Bài 1: Hỗn hợp A gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 (trong đó số mol FeO bằng số mol Fe2O3). Hòa tan 4,64 gam trong dung dịch H2SO4 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? Phân tích đề: Theo để ra số mol FeO bằng số mol của Fe2O3 nên ta coi như hỗn hợp chỉ có Fe3O4. Sau khi phản ứng với H2SO4 sẽ thu được 2 muối là FeSO4 và Fe2(SO4)3. Dung dịch KMnO4 tác dụng với FeSO4 trong H2SO4 dư. Như vậy từ số số mol của Fe3O4 ta có thể tính được số mol của FeSO4 từ đó tính số mol KMnO4 theo phương trình phản ứng hoặc phương pháp bảo toàn electron. Giải: Vì số mol của FeO bằng số mol của Fe2O3 nên ta coi hỗn hợp
  15. 4,64 Ta có n 0,02mol Fe3O4 232 Ptpư: Fe3O4 + 4H2SO4  FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O 0,02 0,02 Trong 100 ml X sẽ có 0,01 mol FeSO4 nên: 10FeSO4 + 2KMnO4 +8H2SO4  5Fe2(SO4)3 + K2SO4+2MnSO4+8H2O 0,01 0,002 0,002 Như vậy ta có V 0,02(lit) hay 20 ml. KMnO4 0,1 Bài tập 2: Cho m gam hỗn hợp oxit sắt gồm FeO, Fe3O4 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? Phân tích đề: Cho oxit tác dụng với H2SO4 ta sẽ thu được 2 muối FeSO4 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: 2+ 3+ - 2Fe + Cl2  2Fe + 2Cl Như vậy khối lượng tăng lên đó là khối lượng của Clo. Vậy từ khối lượng của Clo ta có thể tính ra số mol của Fe2+ từ đó tính được số mol FeO, mặt khác ta có tổng khối lượng muối FeSO4 và Fe2(SO4)3 mà biết được FeSO4 vậy từ đây ta tính được Fe2(SO4)3 và như vậy biết được số mol của Fe2O3. Giải: Coi hỗn hợp gồm FeO và Fe2O3 ta có phương trình phản ứng: FeO + H2SO4  FeSO4 + H2O Fe2O3 + 3H2SO4  Fe2(SO4)3 + 3H2O Khối lượng tăng lên đó chính là khối lượng của Cl- có trong muối theo phương trình: 2+ 3+ - 2Fe + Cl2  2Fe + 2Cl 77,5 70,4 Vậy n 0,2mol Như vậy số n 2 n n 0,2mol Cl 35,5 Fe FeSO4 FeO 70,4 0,2x152 Mà m m 70,4 vậy nFe (SO ) 0,1mol FeSO4 Fe2 (SO4 )3 2 4 3 400 Nên n n 0,1mol Fe2 (SO4 )3 Fe2O3 Do đó m m m 0,2x72 0,1x160 30,4(gam) FeO Fe2O3 Vậy m = 30,4 gam
  16. 7.2.2.7. Bài tập áp dụng và đáp án: Câu 1: Trộn 8,1 gam bột Al với 35,2 gam hỗn hợp rắn X gồm Fe, Fe 3O4, FeO, Fe2O3 và Fe(NO3)2 thu được hỗn hợp Y. Hòa tan hoàn toàn Y vào dung dịch chứa 1,9 mol HCl và 0,15 mol HNO3 khuấy đều cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch Z (không chứa ion NH4 ) và 0,275 mol hỗn hợp khí T gồm NO và N2O. Cho dung dịch AgNO3 đến dư vào dung dịch Z. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch M; 0,025 mol khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5) và 280,75 gam kết tủa. Phần trăm khối lượng của Fe(NO3)2 trong Y là A. 76,70%. B. 41,57%. C. 51,14%. D. 62,35%. Câu 2: Hỗn hợp X gồm khí Cl2 và O2. Cho 4,928 lít X (ở đktc) tác dụng hết với 15,28 gam hỗn hợp Y gồm Mg và Fe, thu được 28,56 gam hỗn hợp Z. Các chất trong Z tác dụng hết với dung dịch HNO3 loãng (dùng vừa đủ), thu được dung dịch T và 2,464 lít khí không màu hóa nâu trong không khí (là sản phẩm khử duy nhất và ở đktc). Khối lượng muối khan thu được khi cô cạn dung dịch T là A. 73,34 gam. B. 63,9 gam. C. 70,46 gam. D. 61,98 gam. Câu 3: Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp X gồm Al, Fe 2O3, CuO trong khí trơ ở nhiệt độ cao, sau một thời gian thu được hỗn hợp rắn Y. Cho Y tác dụng với dung dịch NaOH dư, thu được 21,504 lít khí H2 (đktc) và còn lại hỗn hợp rắn Z. Cho Z tác dụng với dung dịch CuSO4 dư, thấy khối lượng chất rắn T thu được sau phản ứng tăng 1,6 gam so với khối lượng của Z. Hòa tan hoàn toàn T bằng 426 gam dung dịch HNO 3 35% (dư 25% so với lượng cần thiết), thu được 8,8 gam NO (sản phẩm khử duy nhất của N +5) và thấy khối lượng dung dịch tăng 40,16 gam. Phần trăm về khối lượng của Fe 2O3 trong hỗn hợp X gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 38%. B. 39%. C. 36%. D. 37%. Câu 4: Hòa tan hoàn toàn 17,44 gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe 3O4, Fe2O3, CuO, Cu, Mg, MgO (trong đó oxi chiếm 18,35% về khối lượng) trong dung dịch chứa 0,804 mol HNO 3 loãng (dư 20% so với lượng cần cho phản ứng), kết thúc các phản ứng thu được dung dịch Y và V lít (đktc) hỗn hợp khí Z gồm N2 và N2O (tỷ lệ số mol tương ứng là 2:3). Cho dung dịch NaOH tới dư vàoY rồi đun nóng, không có khí thoát ra. Giá trị của V là A. 0,56. B. 0,448 . C. 1,39. D. 1,12. Câu 5: Hòa tan hoàn toàn 8,6 gam hỗn hợp Al, Mg, Fe, Zn vào 100 gam dung dịch gồm KNO3 1M và H2SO4 2M, thu được dung dịch X chứa 43,25 gam muối trung hòa và hỗn hợp khí Y (trong đó H2 chiếm 4% khối lượng Y). Cho một lượng KOH vào X, thu được dung dịch chỉ chứa một chất tan và kết tủa Z (không có khí thoát ra). Nung Z trong không khí đến khối lượng không đổi được 12,6 gam chất rắn. Nồng độ phần trăm của FeSO4 trong X gần giá trị nào nhất sau đây? A. 7,50%. B. 7,00%. C. 7,75%. D. 7,25%. Câu 6: Hòa tan hết 20 gam hỗn hợp X gồm Cu và các oxit sắt (trong hỗn hợp X oxi chiếm 16,8% về khối lượng) cần vừa đúng dung dịch hỗn hợp A chứa b mol HCl và 0,2 mol HNO3 thu được 1,344 lít NO (đktc) là sản phẩm khử duy nhất và dung dịch Y. Cho dung dịch Y tác dụng với một lượng dung dịch AgNO3 vừa đủ thu được m gam kết tủa và dung dịch Z.
  17. Cho dung dịch Z tác dụng với một lượng dư dung dịch NaOH, lọc kết tủa, nung đến khối lượng không đổi thu được 22,4 gam chất rắn. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là A. 70,33. B. 76,81. C. 83,29. D. 78,97. Câu 7: Cho m gam hỗn hợp M gồm Al (6x mol), Zn (7x mol), Fe 3O4, Fe(NO3)2 tác dụng hết với 250 gam dung dịch H2SO4 31,36%, thu được dung dịch X chỉ chứa các muối trung hòa và 0,16 mol hỗn hợp Y chứa hai khí NO, H 2 có đối với He bằng 6,625. Cô cạn dung dịch X thu được (m + 60,84) gam muối. Nếu nhỏ từ từ dung dịch KOH 2M vào dung dịch X đến khi không còn phản ứng nào xảy ra thì vừa hết 1 lít dung dịch KOH. Nồng độ phần trăm của FeSO4 có trong dung dịch X là A. 10,28%. B. 10,43%. C. 19,39%. D. 18,82%. Câu 8: Hòa tan hoàn toàn 15,6 gam hỗn hợp gồm Fe, Fe3O4, Fe2O3, Mg, MgO và CuO vào 200 gam dung dịch H2SO4 và NaNO3, thu được dung dịch X chỉ chứa muối sunfat trung hòa của kim loại, hỗn hợp khí Y gồm 0,01 mol N2O và 0,02 mol NO. Cho X phản ứng với dung dịch Ba(OH)2 dư, thu được 89,15 gam kết tủa. Lọc kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được 84,386 gam chất rắn. Nồng độ phần trăm của FeSO4 trong X có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 0,85. B. 1,06. C. 1,45. D. 1,86. Câu 9: Hòa tan hết 16,58 gam hỗn hợp X gồm Al; Mg; Fe; FeCO 3 trong dung dịch chứa 1,16 mol NaHSO4 và 0,24 mol HNO3, thu được dung dịch Z (chỉ chứa muối trung hòa) và 6,89 gam hỗn hợp khí Y gồm CO2; N2; NO; H2 (trong Y có 0,035 mol H2 và tỉ lệ mol NO : N2 bằng 2 : 1). Dung dịch Z phản ứng được tối đa với 1,46 mol NaOH, lọc lấy kết tủa đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được 8,8 gam chất rắn. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Phần trăm khối lượng Fe đơn chất trong X là A. 16,89%. B. 20,27%. C. 33,77%. D. 13,51%. Câu 10: Cho 28 gam hỗn hợp X gồm Fe; Fe 3O4; CuO vào dung dịch HCl, thu được 3,2 gam một kim loại không tan, dung dịch Y chỉ chứa muối và 1,12 lít H 2 (đktc). Cho Y vào dung dịch AgNO3 dư, thu được 132,85 gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Khối lượng Fe3O4 trong X là: A. 5,8 gam. B. 14,5 gam. C. 17,4 gam. D. 11,6 gam. Câu 11: Có 3,94 gam hỗn hợp X gồm bột Al và Fe3O4 (trong đó Al chiếm 41,12% về khối lượng), thực hiện phản ứng nhiệt nhôm hoàn toàn hỗn hợp X trong chân không thu được hỗn hợp Y. Hòa tan hoàn toàn Y trong dung dịch chứa 0,314 mol HNO 3, thu được dung dịch Z chỉ có các muối và 0,02 mol một khí duy nhất NO. Cô cạn dung dịch Z, rồi thu lấy chất rắn khan nung trong chân không đến khối lượng không đổi thu được hốn hợp khí và hơi T. Khối lượng của T gần giá trị nào nhất sau đây? A. 14,15 gam. B. 15,35 gam. C. 15,78 gam. D. 14,58 gam. Câu 12: Cho m gam bột Fe vào bình kín chứa đồng thời 0,06 mol O2 và 0,03 mol Cl2, rồi đốt nóng. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn chỉ thu được hỗn hợp chất rắn chứa các oxit sắt và muối sắt. Hòa tan hết hốn hợp này trong một lượng dung dịch HCl (lấy dư 25% so với lượng cần phản ứng) thu được dung dịch X. Cho dung dịch AgNO 3 dư vào X, sau
  18. khi kết thúc các phản ứng thì thu được 53,28 gam kết tủa (biết sản phẩm khử của N+5 là khí NO duy nhất). Giá trị của m là? A. 6,72. B. 5,60. C. 5,96. D. 6,44. Câu 13: Cho 27,04 gam hỗn hợp rắn X gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 và Fe(NO3)2 vào dung dịch chứa 0,88 mol HCl và 0,04 mol HNO3, khuấy đều cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn, + thu được dung dịch Y (không chứa ion NH4 ) và 0,12 mol hỗn hợp khí Z gồm NO2 và N2O. Cho dung dịch AgNO3 đến dư vào dung dịch Y, thấy thoát ra 0,02 mol khí NO (sản phẩm khử duy nhất), đồng thời thu được 133,84 gam kết tủa. Biết tỉ lệ mol của FeO, Fe3O4, Fe2O3 trong X lần lượt là 3:2:1. Phần trăm số mol của Fe có trong hỗn hợp ban đầu gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 48%. B. 58%. C. 54%. D. 46%. Câu 14: Trộn 58,75 gam hỗn hợp X gồm Fe(NO 3)2 và kim loại M với 46,4 gam FeCO 3 được hỗn hợp Y. Cho toàn bộ Y vào lượng vừa đủ dung dịch KHSO 4, thu được dung dịch + − Z chỉ chứa 4 ion (không kể H và OH của H2O) và 16,8 lít hỗn hợp T (đktc) gồm 3 khí trong đó có 2 khí có cùng phân tử khối và 1 khí hóa nâu trong không khí. Tỉ khối của T so với H2 là 19,2. Cô cạn 1/10 dung dịch Z thu được m gam rắn khan. Giá trị của m là A. 39,385. B. 37,950. C. 39,835. D. 39,705. Câu 15: Cho m gam hỗn hợp X gồm Cu và Fe 2O3 vào 200,0 ml dung dịch chứa NaNO 3 1M và H2SO4 2M, thu được dung dịch Y và thấy thoát ra 1,12 lít khí NO. Thêm dung dịch HCl dư vào dung dịch Y, lại thấy thoát ra 1,12 lít khí NO. Biết NO là sản phẩm khử duy nhất của ion nitrat và thể tích khí đo ở đktc. Giá trị của m là A. 18,4 B. 24,0. C. 25,6. D. 26,4. Câu 16: Hòa tan hoàn toàn 8,6 gam hỗn hợp Al, Mg, Fe, Zn vào 100 gam dung dịch gồm KNO3 1M và H2SO4 2M, thu được dung dịch X chứa 43,25 gam muối trung hòa và hỗn hợp khí Y (trong đó H2 chiếm 4% khối lượng Y). Cho một lượng KOH vào X, thu được dung dịch chỉ chứa một chất tan và kết tủa Z (không có khí thoát ra). Nung Z trong không khí đến khối lượng không đổi được 12,6 gam chất rắn. Nồng độ phần trăm của FeSO4 trong X gần giá trị nào nhất sau đây? A. 7,50%. B. 7,00%. C. 7,75%. D. 7,25%. Câu 17: Hòa tan hoàn toàn 17,44 gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe 3O4, Fe2O3, CuO, Cu, Mg, MgO (trong đó oxi chiếm 18,35% về khối lượng) trong dung dịch chứa 0,804 mol HNO 3 loãng (dư 20% so với lượng cần cho phản ứng), kết thúc các phản ứng thu được dung dịch Y và V lít (đktc) hỗn hợp khí Z gồm N2 và N2O (tỷ lệ số mol tương ứng là 2:3). Cho dung dịch NaOH tới dư vàoY rồi đun nóng, không có khí thoát ra. Giá trị của V là A. 0,56. B. 0,448 . C. 1,39. D. 1,12. Câu 18: Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp X gồm Al, Fe 2O3, CuO trong khí trơ ở nhiệt độ cao, sau một thời gian thu được hỗn hợp rắn Y. Cho Y tác dụng với dung dịch NaOH dư, thu được 21,504 lít khí H2 (đktc) và còn lại hỗn hợp rắn Z. Cho Z tác dụng với dung dịch CuSO4 dư, thấy khối lượng chất rắn T thu được sau phản ứng tăng 1,6 gam so với khối lượng của Z. Hòa tan hoàn toàn T bằng 426 gam dung dịch HNO 3 35% (dư 25% so với lượng cần thiết), thu được 8,8 gam NO (sản phẩm khử duy nhất của N +5) và thấy
  19. khối lượng dung dịch tăng 40,16 gam. Phần trăm về khối lượng của Fe 2O3 trong hỗn hợp X gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 38%. B. 39%. C. 36%. D. 37%. Câu 19: Hòa tan 22 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeCO3, Fe3O4 vào 0,5 lít dung dịch HNO3 2M thì thu được dung dịch Y (không có NH4NO3) và hỗn hợp khí Z gồm CO 2 và NO. Lượng HNO3 dư trong Y tác dụng vừa đủ với 13,44 gam NaHCO 3. Cho hỗn hợp Z vào bình kín 0 có dung tích không đổi 8,96 lít chứa O2 và N2 tỉ lệ thể tích 1 : 4 ở 0 C và áp suất 0,375 atm. 0 Sau đó giữ bình ở nhiệt độ 0 C thì trong bình không còn O2 và áp suất cuối cùng là 0,6 atm. Phần trăm khối lượng của Fe3O4 trong hỗn hợp X là A. 52,73%. B. 26,63%. C. 63,27%. D. 42,18%. Câu 20: Hòa tan hết 18,32 gam hỗn hợp X gồm Al, MgCO 3, Fe, FeCO3 trong dung dịch chứa 1,22 mol NaHSO4 và 0,25 mol HNO3, thu được dung dịch Z (chỉ chứa muối trung hòa) và 7,97 gam hỗn hợp khí Y gồm CO 2, N2, NO, H2 (trong Y có 0,025 mol H2 và tỉ lệ mol NO : N2 = 2 : 1). Dung dịch Z phản ứng được tối đa với 1,54 mol NaOH, lọc lấy kết tủa đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được 8,8 gam chất rắn. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Phần trăm khối lượng Fe đơn chất trong X là A. 30,57%. B. 24,45%. C. 18,34%. D. 20,48%. Câu 21: Cho m gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4 và FeCO3 (tỉ lệ mol tương ứng là 6 : 1 : 2) phản ứng hoàn toàn với dung dịch H2SO4 (đặc, nóng) thu được dung dịch Y chứa hai muối và 2,128 lít (đktc) hỗn hợp khí Z gồm CO 2 và SO2. Biết Y phản ứng tối đa với 0,2m gam Cu. Hấp thụ toàn bộ Z vào dung dịch Ca(OH)2 dư, thu được a gam kết tủa. Giá trị của a là A. 11,0. B. 11,2. C. 10,0. D. 9,6. Câu 22: Cho 4,32 gam hỗn hợp X gồm Mg và Fe tác dụng với V lít (đktc) hỗn hợp khí Y gồm Cl2 và O2 (có tỉ khối so với H2 bằng 32,25), thu được hỗn hợp rắn Z. Cho Z vào dung dịch HCl, thu được 1,12 gam một kim loại không tan, dung dịch T và 0,224 lít khí H2 (đktc). Cho T vào dung dịch AgNO3 dư, thu được 27,28 gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của V là A. 1,536. B. 1,680. C. 1,344. D. 2,016. Câu 23: Để m gam hỗn hợp E gồm Al, Fe và Cu trong không khí một thời gian, thu được 34,4 gam hỗn hợp X gồm các kim loại và oxit của chúng. Cho 6,72 lít khí CO qua X nung nóng, thu được hỗn hợp rắn Y và hỗn hợp khí Z có tỉ khối so với H 2 là 18. Hòa tan hoàn toàn Y trong dung dịch chứa 1,7 mol HNO3, thu được dung dịch chỉ chứa 117,46 gam muối và 4,48 lít hỗn hợp khí T gồm NO và N2O. Tỉ khối của T so với H 2 là 16,75. Giá trị của m là A. 27. B. 31. C. 32. D. 28. Câu 24: Chia 47,1 gam hỗn hợp bột X gồm Zn, Fe và Mg thành 3 phần bằng nhau. Cho phần 1 vào 500 ml dung dịch HCl nồng độ a mol/lít, làm khô hỗn hợp sau phản ứng thu được 33,45 gam chất rắn khan. Cho phần 2 tác dụng với 450 ml dung dịch HCl nồng độ 2a mol/lít, làm khô hỗn hợp sau phản ứng thu được 40,55 gam chất rắn khan. Phần 3 tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 thu được 86,4 gam chất rắn. Biết các phản ứng đều xảy ra
  20. hoàn toàn, các quá trình làm khô hỗn hợp không xảy ra phản ứng hóa học. Giá trị của a và phần trăm số mol của Mg có trong hỗn hợp X lần lượt là: A. 0,5 và 22,93%. B. 1,0 và 42,86%. C. 0,5 và 42,96%. D. 1,0 và 22,93%. Câu 25: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm FeS 2 và Fe3O4 bằng 100 gam dung dịch HNO 3 a% vừa đủ thu được 15,344 lít hỗn hợp khí gồm NO và NO 2 có khối lượng 31,35 gam và dung dịch chỉ chứa 30,15 gam hỗn hợp muối. Giá trị của a là A. 46,24. B. 43,115. C. 57,33. D. 63. Câu 26: Cho a gam hỗn hợp X gồm Fe 2O3, Fe3O4, Cu vào dung dịch HCl dư thấy có 1 mol axit phản ứng và còn lại 0,256a gam chất rắn không tan. Mặt khác, khử hoàn toàn a gam hỗn hợp X bằng H 2 dư, thu được 42 gam chất rắn. Tính phần trăm khối lượng Cu trong hỗn hợp X? A. 25,6%. B. 50%. C. 44,8%. D. 32%. Câu 27: Trộn 10,17 gam hỗn hợp X gồm Fe(NO 3)2 và Al với 4,64 gam FeCO3 được hỗn hợp Y. Cho Y vào lượng vừa đủ dung dịch chứa 0,56 mol KHSO4 được dung dịch Z chứa 83,41 gam muối sunfat trung hoà và m gam hỗn hợp khí T (trong đó có chứa 0,01 mol H2). Thêm 0,57 mol NaOH vào Z thì toàn bộ muối sắt chuyển hết thành hiđroxit và hết khí thoát ra. Lọc kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 11,5 gam chất rắn. Giá trị của m là A. 2,52. B. 2,70. C. 3,42. D. 3,22. Câu 28: Hòa tan hết m gam hỗn hợp M chứa Mg, MgCO3 và FeCO3 trong dung dịch HCl loãng dư, thu được hỗn hợp khí X và dung dịch chứa các chất tan có cùng nồng độ mol. Mặt khác, m gam hỗn hợp trên phản ứng hoàn toàn với dung dịch chứa 1,02 mol HNO 3, kết thúc phản ứng thu được dung dịch Y và 5,6 lít (đktc) hỗn hợp khí Z gồm 2 khí có tỉ khối so với H2 bằng 22. Cô cạn cẩn thận dung dịch Y thu được (2m + 17,8) gam muối khan. Giá trị m là A. 54,0. B. 40,5. C. 27,0. D. 39,15. Câu 29: Hỗn hợp X gồm FexOy, Fe, MgO và Mg. Cho m gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HNO3 dư, thu được 6,72 lít hỗn hợp khí N 2O và NO (đktc) có tỉ khối so với hiđro là 15,933 và dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y thu được 129,4 gam muối khan. Cho m gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch H 2SO4 đặc nóng dư, thu được 15,68 lít khí SO 2 (đktc, sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch Z. Cô cạn dung dịch Z thu được 104 gam muối khan. Giá trị của m là A. 27,20. B. 28,80. C. 26,16. D. 22,86. Câu 30: Đốt cháy 16,96 gam hỗn hợp gồm Fe và Mg trong oxi một thời gian, thu được hỗn hợp rắn X. Hòa tan hết X trong 242 gam dung dịch HNO 3 31,5%, thu được dung dịch Y chỉ chứa các muối có khối lượng 82,2 gam và 1,792 lít (đktc) hỗn hợp khí Z gồm N 2O và NO có tỉ khối so với He bằng 10,125. Cho NaOH dư vào dung dịch Y, lấy kết tủa nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được 25,6 gam chất rắn khan. Nồng độ C% của Fe(NO3)3 trong Y có giá trị gần nhất với A. 12%. B. 13%. C. 14%. D. 15%.
  21. ĐÁP ÁN: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 B D B A A D A A B D B A C A C 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 A A B C C A C D B C C C C B B 8. Những thông tin cần được bảo mật Không 9. Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến Kiến nghị - Đối với lãnh đạo cấp cơ sở: Cần quan tâm, sát sao trước những vấn đề đổi mới của ngành giáo dục; trang bị đầy đủ các phương tiện, thiết bị, đồ dùng dạy học để giáo viên tích cực lĩnh hội và áp dụng những đổi mới cả về hình thức và nội dung dạy học. - Đối với giáo viên: Trước hết giáo viên cần phải nắm vững nội dung chương trình; các đơn vị kiến thức hóa học cơ bản, nâng cao. Chủ động tìm hiểu và lĩnh hội những vấn đề mới nhằm đáp ứng yêu cầu về giáo dục trong tình hình mới của đất nước. - Đối với học sinh: Trong quá trình học tập, học sinh phải tham gia vào các hoạt động mà giáo viên tổ chức, đồng thời tự lực thực hiện các nhiệm vụ mà giáo viên đưa ra thể hiện tính sáng tạo và năng lực tư duy của bản thân. Ngoài ra học sinh cần có sự kết hợp giữa nắm vững kiến thức lí thuyết với việc thực hành, liên hệ thực tế để có thể vận dụng kiến thức vào thực tiễn. 10. Đánh giá lợi ích thu được Sau khi hoàn thành nội dung chuyên đề, tôi tiến hành thực nghiệm trên 2 nhóm học sinh có trình độ tương đương nhau chọn ngẫu nhiên của các lớp 12A1, 12A2 mỗi nhóm có 25 học sinh. Mỗi nhóm tiến hành dạy 10 buổi với thời gian 2h/buổi, một lớp tiến hành dạy các chuyên đề một cách bình thường còn nhóm còn lại tiến hành dạy theo chuyên đề đã đưa ra. Kết thúc đợt học tập, tôi tiến hành cho kiểm tra một bài 20 câu trắc nghiệm trong thời gian 45 phút rồi chấm điểm và thống kê kết quả qua bảng sau: Nhóm thực nghiệm Nhóm đối chứng Điểm số Số lượng Tỉ lệ % Điểm số Số lượng Tỉ lệ % 0 - 1 0 0 0 - 1 0 0 1,5 - 2 0 0 1,5 - 2 0 0
  22. 2,5 - 3 0 0 2,5 - 3 2 8,0 3,5 – 4,5 2 8,0 3,5 – 4,5 3 12,0 5,0 4 16,0 5,0 5 20,0 5,5 - 6 6 24,0 5,5 - 6 6 24,0 6,5 - 7 5 20,0 6,5 - 7 5 20,0 7,5 - 8 4 16,0 7,5 - 8 3 12,0 8,5 - 9 3 12,0 8,5 - 9 1 4,0 9,5 - 10 1 4,0 9,5 - 10 0 0 Trung bình 6,24 điểm Trung bình 5,66 điểm Từ bảng số liệu, ta nhận thấy các em trong nhóm thực nghiệm có điểm trung bình cao hơn so với nhóm đối chứng (Nhóm thực nghiệm 6,24 điểm còn nhóm đối chứng là 5,66 điểm). Cụ thể, tỉ lệ học sinh đạt từ trung bình trở lên của nhóm thực nghiệm cao hơn (92%) so với nhóm đối chứng (80%); bên cạnh đó tỉ lệ học sinh đạt điểm 7,5 trở lên của nhóm thực nghiệm cao hơn hẳn (32%) so với nhóm đối chứng (16%). Chứng tỏ, khi giải các bài tập này theo phương pháp mới thì học sinh rút ngắn được thới gian suy luận và giải các câu hỏi đó nên hầu hết các em trong nhóm thực nghiệm đã đọc và làm hết được đề bài. Nhóm đối chứng thực hiện các phương pháp thông thường để giải nên chậm hơn và đôi khi không làm ra kết quả nên đành phải khoanh đại một đáp án nên xác suất đúng thấp hơn. 11. Danh sách những tổ chức/cá nhân đã tham gia áp dụng Số Tên tổ Địa chỉ Phạm vi/Lĩnh vực TT chức/cá nhân áp dụng sáng kiến 1 Lớp 12A1 Trường THPT Ngô Gia Tự Môn Hóa học 2 Lớp 12A2 Trường THPT Ngô Gia Tự Môn Hóa học Lập Thạch, ngày tháng năm 2020 Vĩnh Phúc, ngày 10 tháng 2 năm 2020 THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ TÁC GIẢ SÁNG KIẾN H.trưởng NGUYỄN NHẬT TUẤN TRẦN QUANG PHÚC
  23. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. SÁCH GIÁO KHOA HÓA HỌC – NXB GIÁO DỤC 2. SÁCH GIÁO VIÊN HÓA HỌC – NXB GIÁO DỤC 3. PHÂN PHỐI CHƯƠNG TRÌNH THPT – NXB GIÁO DỤC 4. NHỮNG VẤN ĐỀ ĐỔI MỚI GIÁO DỤC THPT – NXB GIÁO DỤC 5. Internet