Chuyên đề Phương pháp giải bài tập phản ứng tạo hỗn hợp muối sắt

pdf 13 trang Người đăng TRANG HA Lượt xem 1682Lượt tải 4 Download
Bạn đang xem tài liệu "Chuyên đề Phương pháp giải bài tập phản ứng tạo hỗn hợp muối sắt", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Chuyên đề Phương pháp giải bài tập phản ứng tạo hỗn hợp muối sắt
Đoàn Mạnh Hùng – THCS Tam Dương 
 1 
THÔNG TIN CHUNG VỀ CHUYÊN ĐỀ 
1. Tên chuyên đề: “Phương pháp giải bài tập phản ứng tạo hỗn hợp muối sắt” 
2. Tác giả: 
- Họ và tên: Đoàn Mạnh Hùng. 
- Chức vụ: Giáo viên 
- Đơn vị công tác: Trường THCS Tam Dương – Tam Dương – Vĩnh Phúc. 
3. Đối tượng học sinh bồi dưỡng: 
- Học sinh giỏi lớp 9 tham gia kì thi HSG cấp huyện và cấp tỉnh. 
4. Thời gian bồi dưỡng: 8 tiết 
NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ 
 PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP 
PHẢN ỨNG TẠO HỖN HỢP MUỐI SẮT 
Dạng 1: Hỗn hợp muối sắt được tạo ra từ phản ứng của các dung dịch HCl, H2SO4 
loãng. 
I. Phương pháp 
- Hỗn hợp 3 oxit FeO, Fe2O3 và Fe3O4 khi tác dụng với dung dịch HCl hoặc H2SO4 
loãng có thể xem tương đương hỗn hợp gồm 2 oxit là FeO và Fe2O3. Đặc biệt nếu hỗn 
hợp này có 
2 3FeO Fe O
n n (hoặc hỗn hợp 3 oxit này tác dụng với dung dịch HCl hoặc 
H2SO4 loãng tạo thành dung dịch có 3 2Fe Fen 2n  ) thì có thể xem hỗn hợp tương 
đương chỉ là một oxit Fe3O4. 
- Đối với một số bài tập khác có thể kết hợp dữ kiện bài toán với các định luật bảo toàn 
để lập hệ phương trình. Giải hệ phương trình ta sẽ giải quyết được yêu cầu của bài toán. 
II. Các ví dụ minh họa 
Ví dụ 1: Hòa tan hết 57,6 gam hỗn hợp rắn X gồm FeO; Fe2O3 và Fe3O4 bằng dung dịch 
H2SO4 loãng được dung dịch chứa m gam FeSO4 và 90 gam Fe2(SO4)3. Tính m. 
Giải: 
X tương đương với 
2 3 2 4 32 3 Fe O Fe (SO )
FeO
90
Fe O : n n 0,225(mol)
400
57,6 160.0,225
FeO : n 0,3(mol)
72

  

  

Vậy 
4FeO FeSO
n n 0,3(mol) m 0,3.152 45,6gam     
Đoàn Mạnh Hùng – THCS Tam Dương 
 2 
Nhận xét: 
Bài toán giải nhanh nhờ cách chuyển hỗn hợp X về hỗn hợp tương đương chỉ 
gồm 2 oxit FeO và Fe2O3, trong đó đã biết tổng khối lượng hỗn hợp X và khối lượng 
của muối Fe2(SO4)3 sau phản ứng, từ đó tính được m (khối lượng của muối FeSO4) một 
cách dễ dàng. 
Nếu không xem hỗn hợp X tương đương với hỗn hợp chỉ gồm 2 oxit FeO và 
Fe2O3, ta có thể giải bài toán trên bằng phương pháp ghép ẩn số như sau: 
Gọi a, b, c lần lượt là số mol của FeO; Fe2O3 và Fe3O4 trong 57,6 gam hỗn hợp X. Khi 
đó: 72a + 160b + 232c = 57,6 (I) 
FeO + H2SO4  FeSO4 + H2O 
 a a (mol) 
Fe2O3 + 3H2SO4  Fe2(SO4)3 + 3H2O 
 b b (mol) 
Fe3O4 + 4H2SO4  FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O 
 c c c (mol) 
 b + c = 
90
0,225
400
 (II) 
Từ (I)  72a + 72c + 160b + 160c = 57,6 
 72(a + c) + 160(b + c) = 57,6 (III) 
Thay (II) vào (III)  72(a + c) + 160.0,225 = 57,6  a + c = 0,3 
Từ đó: m = 
4FeSO
m = 152(a + c) = 152.0,3 = 45,6 gam 
Ví dụ 2: Cho 13,68 gam hỗn hợp gồm FeO; Fe2O3 và Fe3O4 tác dụng với dung dịch HCl 
dư. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y, cô cạn dung dịch Y 
được 11,43 gam FeCl2 và m gam FeCl3. Tính m. 
Giải: 
Hỗn hợp đã cho tương đương với 
2
2 3
FeO FeCl
2 3 Fe O
11,43
FeO : n n 0,09(mol)
127
13,68 72.0,09
Fe O : n 0,045(mol)
160

  

  

Vậy 
3 2 3FeCl Fe O
n 2n 2.0,045 0,09(mol) m 0,09.162,5 14,625gam      
Nhận xét: 
Bài toán giải nhanh nhờ cách chuyển hỗn hợp X về hỗn hợp tương đương chỉ 
gồm 2 oxit FeO và Fe2O3, trong đó đã biết tổng khối lượng hỗn hợp và khối lượng của 
Đoàn Mạnh Hùng – THCS Tam Dương 
 3 
muối FeCl2 sau phản ứng, từ đó tính được m (khối lượng của muối FeCl3) một cách dễ 
dàng. 
Nếu không xem hỗn hợp X tương đương với hỗn hợp chỉ gồm 2 oxit FeO và 
Fe2O3, ta có thể giải bài toán trên bằng phương pháp ghép ẩn số như sau: 
Gọi a, b, c lần lượt là số mol của FeO; Fe2O3 và Fe3O4 trong 13,68 gam hỗn hợp . Khi 
đó: 72a + 160b + 232c = 13,68 (I) 
FeO + 2HCl  FeCl2 + H2O 
 a a (mol) 
Fe2O3 + 6HCl  2FeCl3 + 3H2O 
 b 2b (mol) 
Fe3O4 + 8HCl  FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O 
 c c 2c (mol) 
 a + c = 
11,43
0,09
127
 (II) 
Từ (I)  72a + 72c + 160b + 160c = 13,68 
 72(a + c) + 160(b + c) = 13,68 (III) 
Thay (II) vào (III)  72.0,09 + 160(b + c) = 13,68 b + c = 0,045 
Từ đó: m = 
3FeCl
m  162,5(2b + 2c) = 162,5.2.0,045 = 14,625 gam 
Ví dụ 3: Để hòa tan hết 2,32 gam hỗn hợp gồm FeO; Fe2O3 và Fe3O4 (trong đó số mol 
FeO bằng số mol Fe2O3), cần dùng vừa đủ V lít dung dịch HCl 1M. Tính V. 
Giải: 
Vì 
2 3FeO Fe O
n n nên hỗn hợp tương đương chỉ là một oxit Fe3O4. 
Ta có 2
3 4 3 4Fe O Fe OO
2,32
n 0,01(mol) nên n 4n 0,04(mol)
232
    
 2H On 2n 0,08(mol)    HCl Hn n 0,08(mol)  . 
Vậy V = 0,08 (lít). 
(Hoặc: Fe3O4 + 8HCl  FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O 
 0,01 0,08 (mol) 
  V = 
0,08
1
 = 0,08 (lít.)) 
Đoàn Mạnh Hùng – THCS Tam Dương 
 4 
Nhận xét: 
 Bài toán có thể giải bằng cách khác như sau: 
Đặt 
2 3 3 4FeO Fe O Fe O
n n x (mol); n y (mol)   
Khi đó: 72x + 160x + 232y = 2,32  232x + 232y = 2,32  x + y = 0,01 (I) 
FeO + 2HCl  FeCl2 + H2O 
 x 2x (mol) 
Fe2O3 + 6HCl  2FeCl3 + 3H2O 
 x 6x (mol) 
Fe3O4 + 8HCl  FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O 
 y 8y (mol) 
Tổng số mol HCl cần dùng: HCln 2x 6x 8y 8(x y) (II)     
Thay (I) vào (II)  HCln 8(x y) 8.0,01 0,08(mol)    
Vậy V = 
0,08
1
 = 0,08 (lít). 
Ví dụ 4: Cho m gam hỗn hợp X gồm FeO; Fe2O3 và Fe3O4 vào một lượng vừa đủ dung 
dịch HCl 2M, thu được dung dịch Y có tỉ lệ số mol FeCl2 và FeCl3 là 1:2. Chia dung 
dịch 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. Tính thể tích dung dịch HCl đã dùng. 
Giải: 
Vì dung dịch thu được có tỉ lệ số mol FeCl2 và FeCl3 là 1:2 nên hỗn hợp X tương đương 
chỉ là một oxit Fe3O4 (a mol). 
Fe3O4 + 8HCl  FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O 
 a 8a a 2a (mol) 
 m1 gam muối khan là hỗn hợp gồm 0,5a mol FeCl2 và a mol FeCl3. 
2FeCl2 + Cl2  2FeCl3 
 0,5a 0,5a (mol) 
 m2 gam muối khan là 0,5a + a = 1,5a mol FeCl3. 
Do đó: 162,5.1,5a – (127.0,5a + 162,5a) = 0,71  a = 0,04 
Đoàn Mạnh Hùng – THCS Tam Dương 
 5 
 nHCl = 8a = 0,32 mol  
0,32
V 0,16(lít) 160ml
2
   
Nhận xét: 
- Bài toán được giải nhanh nhờ nhận xét tỉ lệ số mol FeCl2 và FeCl3 là 1:2, từ đó hỗn 
hợp X được xem tương đương chỉ là một oxit Fe3O4. 
- Bài toán có thể giải bằng cách khác như sau: 
Gọi x, y, z lần lượt là số mol của FeO; Fe2O3 và Fe3O4 trong m gam hỗn hợp. Khi đó: 
FeO + 2HCl  FeCl2 + H2O 
 x 2x x (mol) 
Fe2O3 + 6HCl  2FeCl3 + 3H2O 
 y 6y 2y (mol) 
Fe3O4 + 8HCl  FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O 
 z 8z z 2z (mol) 
Theo đề bài ta có: 2(y + z) = 2(x + z)  y = x (I) 
 m1 gam muối khan là hỗn hợp gồm 0,5(x + z) mol FeCl2 và (y + z) mol FeCl3. 
2FeCl2 + Cl2  2FeCl3 
 0,5(x + z) 0,5(x + z) (mol) 
 m2 gam muối khan là 0,5(x + z) + (y + z) mol FeCl3. 
Do đó: 162,5. [0,5(x + z) + (y + z)] – [127. 0,5(x + z) + 162,5(y + z)]= 0,71 (II) 
Thay (I) vào (II)  162,5. [0,5(x + z) + (x + z)] – [127. 0,5(x + z) + 162,5(x + z)]= 0,71 
 x + z = 0,04 
 nHCl = 2x + 6y + 8z = 8(x + z) = 8.0,04 = 0,32 mol  
0,32
V 0,16(lít) 160ml
2
   
Ví dụ 5: (Chuyên Vĩnh phúc 2014-2015) 
Oxi hóa 1,12 gam bột sắt thu được 1,36 gam hỗn hợp A gồm 4 chất rắn. Hòa tan hết hỗn 
hợp A vào 100 ml dung dịch HCl vừa đủ thu được 168 ml H2 (đktc). Tính nồng độ mol 
của các chất có trong dung dịch sau phản ứng. 
Giải: 
Fe
1,12
n 0,02(mol)
56
  ; 
2H
0,168
n 0,0075(mol)
22,4
  
Hỗn hợp A chứa Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3. 
Đoàn Mạnh Hùng – THCS Tam Dương 
 6 
Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: 
2O
m 1,36 1,12 0,24(gam)   
2O
0,24
n 0,0075(mol)
32
   
Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 
FeO + 2HCl  FeCl2 + H2O 
 Fe2O3 + 6HCl  2FeCl3 + 3H2O 
Fe3O4 + 8HCl  FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O 
Hòa tan hết hỗn hợp A vào dung dịch HCl vừa đủ thì dung dịch thu được sau phản ứng 
chứa 2 muối FeCl2 (x mol) và FeCl3 (y mol). 
Các quá trình cho và nhận electron: 
0 2 2
2
0 3
2
Fe Fe 2e O 4e 2O
x x 2x (mol) 0,0075 0,03 (mol)
Fe Fe 3e 2H 2e H
y y 3x (mol) 0,015 0,0075 (mol)
 
 
   
   
Theo định luật bảo toàn electron, ta có: 2x + 3y = 0,03 + 0,015 = 0,045 (I) 
Theo định luật bảo toàn nguyên tố Fe, ta có: x + y = 0,02 (II) 
Từ (I) và (II)  x = 0,015 và y = 0,005 
Nồng độ mol của các chất có trong dung dịch sau phản ứng: 
FeCl FeCl2 3
M M
0,015 0,005
C 0,15M; C 0,05M
0,1 0,1
    
Nhận xét: 
- Cách giải trên đã kết hợp định luật bảo toàn electron và bảo toàn nguyên tố để xác 
định số mol các muối trong dung dịch sau phản ứng. Tuy nhiên ta có thể chuyển hỗn 
hợp các oxit sắt trong hỗn hợp A thành hỗn hợp chỉ chứa FeO, Fe2O3 và trình bày cách 
giải bài toán như sau: 
Hỗn hợp A chứa Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3. 
Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 
Theo PTHH: 
2 2Fe FeCl H
n n n 0,0075(mol)   
 Khối lượng sắt đơn chất có trong A: mFe = 0,0075.56 = 0,42 gam 
 Khối lượng hỗn hợp các oxit sắt FeO, Fe2O3, Fe3O4 trong A: 
mhỗn hợp oxit = 1,36 – 0,42 = 0,94 gam 
(phản ứng) 
Đoàn Mạnh Hùng – THCS Tam Dương 
 7 
Hỗn hợp các oxit sắt tương đương với hỗn hợp chỉ chứa FeO (x mol) và Fe2O3 (y mol). 
 72x + 160y = 0,94 (I) 
Theo định luật BTNT sắt, ta có: x + 2y = 
1,12 0,42
0,0125
56

 (II) 
Từ (I) và (II)  x = 0,0075 và y = 0,0025. 
 Dung dịch sau phản ứng chứa: 
2FeCl
n 0,0075 0,0075 0,015(mol)   
3 2 3FeCl Fe O
n 2n 2.0,0025 0,005(mol)   
 
FeCl FeCl2 3
M M
0,015 0,005
C 0,15M; C 0,05M
0,1 0,1
    
Dạng 2: Hỗn hợp muối sắt được tạo ra từ phản ứng của các dung dịch HNO3, 
H2SO4 đặc, nóng. 
I. Phương pháp 
- Đặc điểm các bài toán thuộc dạng này là dung dịch HNO3 hoặc H2SO4 đặc, nóng 
không cho dư. Khi đó xảy ra phản ứng: Fe + 2Fe3+  3Fe2+. 
- Điểm mấu chốt là cần lập luận để xác định trong dung dịch thu được chứa hỗn hợp các 
muối sắt. 
- Phương pháp thường được sử dụng là xét các trường hợp dung dịch thu được chỉ chứa 
một muối sắt, từ đó lập luận và tính toán dẫn đến mâu thuẫn với dữ kiện của bài toán  
dung dịch thu được phải chứa hỗn hợp các muối sắt. 
 Áp dụng các định luật bảo toàn để xác định số mol mỗi muối có trong dung dịch: 
+ Dựa vào định luật bảo toàn nguyên tố: “ Trong các phản ứng hóa học thông 
thường, các nguyên tố luôn được bảo toàn” 
Điều này có nghĩa là: “Tổng số mol nguyên tử của một nguyên tố X bất kỳ trước và sau 
phản ứng là luôn bằng nhau”. 
+ Dựa vào định luật bảo toàn electron: 
Trong phản ứng oxi hóa khử:  số electron nhường =  số electron nhận 
  số mol electron nhường =  số mol electron nhận. 
II. Các ví dụ minh họa 
Ví dụ 1: 
Cho 5,6 gam Fe vào dung dịch HNO3, sau khi phản ứng hoàn toàn thu được khí NO và 
Đoàn Mạnh Hùng – THCS Tam Dương 
 8 
dung dịch A, cô cạn dung dịch A thu được 22,34 gam chất rắn khan B (B không chứa 
muối amoni). 
Tính thể tích khí NO (đktc) thu được và số mol HNO3 đã phản ứng. 
Giải: 
Fe
5,6
n 0,1(mol)
56
  
- Nếu chỉ thu được muối Fe(NO3)3, ta có: 
 0,1 mol Fe  0,1 mol Fe(NO3)3  m = 0,1. 242 = 24,2 (gam) > 22,34 (gam) 
- Nếu chỉ thu được muối Fe(NO3)2, ta có: 
 0,1 mol Fe  0,1 mol Fe(NO3)2  m = 0,1.180 = 18 (gam) < 22,34 (gam) 
Ta thấy: 18 (gam) < 22,34 (gam) < 24,2 (gam) 
 B gồm hỗn hợp Fe(NO3)2 (x mol) và Fe(NO3)3 (y mol). 
Ta có: 180x + 242y = 22,34 (I) 
Theo định luật bảo toàn nguyên tố Fe, ta có: x + y = 0,1 (II) 
Từ (I) và (II)  x = 0,03 và y = 0,07. 
- Sơ đồ cho – nhận electron: 
0 2 5 2
0 3
Fe Fe 2e N 3e N (NO)
0,03 0,06 (mol) 3a a (mol)
Fe Fe 3e
0,07 0,21 (mol)
  

   
 
 3a = 0,06 + 0,21a = nNO = 0,09 (mol). Thể tích NO (đktc) = 0,09.22,4 = 2,016 (lít) 
Fe + 4HNO3  Fe(NO3)3 + NO + 2H2O 
- Số mol HNO3 phản ứng = 4nNO = 0,36 (mol) 
Nhận xét: 
- Bài toán đã kết hợp dữ kiện của đề bài với định luật bảo toàn nguyên tố và bảo toàn 
electron để tìm số mol các muối trong dung dịch và số mol NO thu được sau phản ứng. 
- Ngoài ra, để tìm số mol HNO3 phản ứng ta có thể sử dụng định luật bảo toàn nguyên 
tố Nitơ: 
3 3 2 3 3HNO N Fe(NO ) Fe(NO ) NO
n n 2n 3n n    = 2.0,03 + 3.0,07 + 0,09 = 0,36 (mol) 
Ví dụ 2: (HSG tỉnh Vĩnh Phúc 2010-2011) 
Hòa tan hết 5,6 gam Fe trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được dung dịch A. Thêm 
NaOH dư vào A thu được kết tủa B. Nung B trong điều kiện không có oxi đến khối 
Đoàn Mạnh Hùng – THCS Tam Dương 
 9 
lượng không đổi được chất rắn D còn nung B trong không khí đến khối lượng không đổi 
thu được chất rắn E. Biết mE – mD = 0,48 gam. Tính số mol mỗi chất trong A. 
Giải: 
Fe
5,6
n 0,1(mol)
56
  
2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O 
- Nếu A chỉ có Fe2(SO4)3 thì B chỉ có Fe(OH)3  khi nung B trong điều kiện không có 
oxi và trong không khí đều thu được Fe2O3  mE = mD không phù hợp với giả thiết. 
Do đó A phải có FeSO4 do có phản ứng: Fe + Fe2(SO4)3 → 3FeSO4 
- Nếu sau phản ứng trên mà cả Fe và Fe2(SO4)3 đều phản ứng hết thì A chỉ có FeSO4. 
Fe  FeSO4  Fe(OH)2  FeO 
 0,1 0,1 (mol) 
Fe  FeSO4  Fe(OH)2  Fe2O3 
 0,1 0,05 (mol) 
Khi đó: mD = 0,1.72 = 7,2 gam và mE = 0,05.160 = 8 gam 
Dễ thấy: mE – mD = 0,8 gam  0,48 gam. Vậy A phải chứa 2 muối FeSO4 và Fe2(SO4)3. 
- Đặt x, y lần lượt là số mol FeSO4 và Fe2(SO4)3 có trong A ta có: 
 0,1 mol Fe 
4
2 4 3
FeSO : x mol
Fe (SO ) : y mol



- Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Fe, ta có: x + 2y = 0,1 (I) 
- Khi A + NaOH ta có: 
 FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2↓ + Na2SO4 
 x x 
 Fe2(SO4)3 + 6NaOH → 2Fe(OH)3↓ + 3Na2SO4 
 y 2y 
 Kết tủa B có: x mol Fe(OH)2 và 2y mol Fe(OH)3. 
- Khi nung B trong điều kiện không có oxi ta có: 
 Fe(OH)2 
0t FeO + H2O 
 x x 
 2Fe(OH)3 
0t Fe2O3 + 3H2O 
 2y y 
Đoàn Mạnh Hùng – THCS Tam Dương 
 10 
 mD = 72x + 160y 
- Khi nung B trong không khí ta có: 
 2Fe(OH)2 + 
1
2
O2 
0t Fe2O3 + 2H2O 
 x 0,5x 
 2Fe(OH)3 
0t Fe2O3 + 3H2O 
 2y y 
 mE = 80x + 160y 
Theo đề bài: mE – mD = 0,48 gam  (80x+160y) – (72x+160y) = 0,48  x = 0,06 
Thay x = 0,06 vào (I)  y = 0,02 
Vậy A có 0,06 mol FeSO4 và 0,02 mol Fe2(SO4)3. 
Ví dụ 3: (HSG tỉnh Vĩnh Phúc 2012-2013) 
Cho x (mol) Fe tác dụng vừa hết với dung dịch chứa y (mol) H2SO4 thu được khí A 
(nguyên chất) và dung dịch B chứa 8,28 gam muối. Tính khối lượng Fe đã dùng. Biết x 
= 0,375y. 
Giải: 
* TH1: H2SO4 loãng  khí A là H2 
Fe + H2SO4  FeSO4 + H2 (1) 
Theo đề bài: 
x 37,5 3
y 100 8
  (*) 
nhưng theo PTHH: 
x 1 3
y 1 8
   loại 
*TH2: H2SO4 đặc, nóng  khí A là SO2 
 2Fe + 6H2SO4 (đặc) 
ot Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 3H2O (2) 
y
3
 y 
y
6
 (mol) 
theo phản ứng (2) 
x 2 3
y 6 8
   Fe dư. 
 xảy ra phản ứng: Fe + Fe2(SO4)3  3FeSO4 
 Ban đầu: (
y
x
3
 ) 
y
6
 (mol) 
 Phản ứng: (
y
x
3
 ) (
y
x
3
 ) (3x – y) (mol) 
Đoàn Mạnh Hùng – THCS Tam Dương 
 11 
Do 
x 3 3y y 3y y y y
x x
y 8 8 3 8 3 24 6
          Fe hết, Fe2(SO4)3 dư. 
 dung dịch B gồm: (3x – y) mol FeSO4 
y y y
(x ) ( x) mol
6 3 2
    Fe2(SO4)3 
Ta có: mmuối = 152(3x – y) + 400(
y
x
2
 ) = 8,28 (**) 
Giải (*) và (**) ta được: x = 0,045 mol; y = 0,12 mol 
Vậy mFe = 0,045.56 = 2,52 gam 
Ví dụ 4: (HSG tỉnh Vĩnh Phúc 2013-2014) 
Để 2,52 gam bột sắt trong không khí, sau một thời gian thu được 2,84 gam hỗn hợp X 
gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4. Để hòa tan hết X cần 500 ml dung dịch HNO3 a (mol/l), 
sau phản ứng sinh ra 0,56 lít NO (sản phẩm khử duy nhất, đktc) và dung dịch Y. Tính 
giá trị của a và khối lượng chất tan trong Y. 
Giải: 
Ta có: nFe = 0,045 (mol); nNO = 0,025 (mol) 
Theo ĐLBT khối lượng: 
2O
m 2,84 2,52 0,32(gam)  
2O
n 0,01(mol)  
Giả sử dung dịch Y chỉ chứa muối Fe(NO3)3, áp dụng ĐLBT electron ta có: 
2Fe O NO
3n 4n 3n  
nhưng 3nFe = 0,045.3 = 0,135 (mol) > 
2O NO
4n 3n 4.0,01 3.0,025 0,115(mol)    
Giả sử dung dịch Y chỉ chứa muối Fe(NO3)2, áp dụng ĐLBT electron ta có: 
2Fe O NO
2n 4n 3n  
nhưng 2nFe = 0,045.2 = 0,09 (mol) < 
2O NO
4n 3n 4.0,01 3.0,025 0,115(mol)    
 dung dịch Y chứa 2 muối Fe(NO3)2 (x mol); Fe(NO3)3 (y mol) và HNO3 đã phản ứng 
hết. 
Theo ĐLBT nguyên tố Fe: x + y = 0,045 (I). 
Theo ĐLBT electron: 
2
3
Fe Fe + 2e 
x x 2x
Fe Fe + 3e
y y 3y


 






2
2
5 2
O + 4e 2O
0,01 0,04
N + 3e N
0,075 0,025

 
 






Đoàn Mạnh Hùng – THCS Tam Dương 
 12 
 2x + 3y = 0,04 + 0,075 = 0,115 (II) 
Từ (I) và (II)  x = 0,02 (mol); y = 0,025 (mol) 
Theo ĐLBT nguyên tố N: 
3 3 2 3 3HNO Fe(NO ) Fe(NO ) NO
n 2n 3n n 2x 3y 0,025 0,115 0,025 0,14         (mol) 
 
0,14
a 0,28
0,5
  
Khối lượng chất tan trong Y: 
3 2 3 3Fe(NO ) Fe(NO )
m m m 0,02.180 0,025.242 9,65(gam)     
BÀI TẬP TỰ GIẢI 
Bài 1: Hòa tan hết 38,4 gam rắn X gồm FeO; Fe2O3 và Fe3O4 bằng H2SO4 loãng được 
dung dịch chứa m gam FeSO4 và 60 gam Fe2(SO4)3. Tính m. 
(ĐS: m = 30,4 gam) 
Bài 2: Cho 9,12 gam hỗn hợp gồm FeO; Fe2O3 và Fe3O4 tác dụng với dung dịch HCl 
dư. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, được dung dịch Y; cô cạn dung dịch Y được 
7,62 gam FeCl2 và m gam FeCl3. Tính m. 
(ĐS: m = 9,75 gam) 
Bài 3: Để hòa tan hết 2,32 gam hỗn hợp gồm FeO; Fe2O3 và Fe3O4 (trong đó số mol 
FeO bằng số mol Fe2O3) cần dùng vừa đủ V lít dung dịch HCl 1M. Tính V. 
(ĐS: V = 0,08 lít) 
Bài 4: Cho hỗn hợp X gồm 0,1 mol Fe2O3 và 0,05 mol Cu tác dụng vừa đủ với dung 
dịch HCl, sau phản ứng thu được dung dịch Y, cô cạn dung dịch Y thu được m gam 
muối khan. Tính m. 
 (ĐS: m = 37,5 gam) 
Bài 5: Cho m gam hỗn hợp X gồm FeO; Fe2O3 và 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 dung dịch 
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 = 3,55. Tính thể tích dung dịch HCl đã dùng. 
(ĐS: V = 800 ml) 
Bài 6: Cho m gam hỗn hợp gồm FeO; Fe2O3 và Fe3O4 tác dụng với dung dịch HCl dư. 
Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, được dung dịch Y; cô cạn dung dịch Y được 
3,81 gam FeCl2 và 4,875 gam FeCl3. Tính m. 
Đoàn Mạnh Hùng – THCS Tam Dương 
 13 
(ĐS: m = 4,56 gam) 
Bài 7: Để hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm FeO; Fe2O3 và Fe3O4 (trong đó số mol 
FeO bằng số mol Fe2O3), cần dùng vừa đủ 0,16 lít dung dịch HCl 1M. Tính m. 
(ĐS: m= 4,64 gam) 
Bài 8: Để hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm FeO; Fe2O3 và Fe3O4 (trong đó số mol 
FeO bằng số mol Fe2O3), cần dùng vừa đủ 250 dung dịch H2SO4 4,9%. Tính m. 
(ĐS: m= 5,25 gam) 
Bài 9: Để hòa tan hoàn toàn 34,8 gam hỗn hợp gồm Fe3O4, FeO, Fe2O3 (số mol FeO = 
số mol Fe2O3) thì phải dùng một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 4,9 % (loãng). 
a) Tính khối lượng của dung dịch H2SO4 4,9%. 
b) Tính nồng độ % của các chất trong dung dịch thu được. 
(ĐS: a) 1200 gam; b) 
2 4 3 4Fe (SO ) FeSO
C% 5%; C% 1,9%  ) 
Bài 10: Cho 8,4 gam Fe vào dung dịch HNO3, sau khi phản ứng hoàn toàn thu được khí 
NO và dung dịch A, cô cạn dung dịch A thu được 33,51 gam chất rắn khan B (B không 
chứa muối amoni). 
Tính thể tích khí NO (đktc) thu được và số mol HNO3 đã phản ứng. 
(ĐS: VNO = 3,024 (lít);
3
0,54HNOn mol ) 
Bài 11: Để 3,78 gam bột sắt trong không khí, sau một thời gian thu được 4,26 gam hỗn 
hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4. Để hòa tan hết X cần 500 ml dung dịch HNO3 a 
(mol/l), sau phản ứng sinh ra 0,84 lít NO (sản phẩm khử duy nhất, đktc) và dung dịch Y. 
Tính giá trị của a và khối lượng chất tan trong Y. 
(ĐS: a = 0,42; mchất tan trong Y = 14,475 gam ) 
Bài 12: Cho 0,12 mol Fe vào dung dịch chứa 0,4 mol HNO3 loãng thu được V lít khí 
NO (đktc) (là sản phẩm khử duy nhất của N+5) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu 
được m gam muối khan. Tính V và m. 
 (ĐS: V= 2,24 lít; m = 25,32 gam ) 

Tài liệu đính kèm:

  • pdfOn_HSG_tinh_PP_giai_toan_muoi_sat.pdf