CHƯƠNG 12: CÁC HGUYÊN TỐ KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP (Cr-Fe-Cu) A KIẾN THỨC CƠ BẢN 1.1 Tính chất hóa học sắt hợp chất sắt 1.1 Tính chất hóa học sắt a Tác dụng với phi kim Sắt khử nhiều phi kim thành ion âm, Fe bị oxi hóa thành Fe2+ Fe3+ t0 Fe  Cl2 �� � FeCl3 0 t 3Fe  2O �� � Fe3O t Fe  I �� � Fel2 Sắt kim loại có tính khử trung bình Khi tác dụng với chất oxi hóa, sắt bị oxi hóa lên mức oxi hóa +2 hoăc +3 b Tác dụng với axit * Với axit HCl, H2SO4 loãng Khi cho sắt tác dụng với dung dịch HCl, H2SO4 loãng thu dung dịch Fe2+ giải phóng khí H2: Fe  2HCl � FeCl  H Fe  H 2SO � FeSO  H Chú ý Fe bị thụ động hóa dung dịch HNO3 đặc nguội dung dịch H2SO4 đặc nguội * Với axit HNO3, H2SO4 đặc Khi cho sắt tác dụng với dung dịch HNO3 lỗng, dung dịch HNO3 đặc nóng dung dịch H2SO4 đặc nóng sắt bị oxi hóa lên Fe3+ Fe  HNO3 SO �  H 2SO d, t � 3 � Fe Fe  � S �H S �2 �NO Fe3  � �NO c Tác dụng với nước Ở nhiệt độ cao, sắt khử nước: 0 t 350 C 3Fe  4H 2O ���� � Fe3O  4H 0 t �350 C Fe  H 2O ���� � FeO  H d.Tác dụng với dung dịch muối Sắt khử ion kim loại yếu dung dịch muối thành kim loại tự do: Fe  Cu  NO3  � Cu  Fe  NO3  Fe  2AgNO3 � Fe  NO3   2Ag STUDY TIP Khi dung dịch AgNO3 dư có phản ứng: Fe  NO3   AgNO3 � Fe  NO3   Ag 1.2 Tính chất hóa học hợp chất sắt (II) a FeO FeO có số oxi hóa trung bình Fe +2 nên vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử: 2 3 t0 Fe O  O �� � Fe O3 2 0 t Fe O  CO �� � Fe CO b Fe(OH)2 + Fe(OH)3 hidroxit bền, dễ bị nhiệt phân: t ,chan khong Fe  OH  ����� � FeO  H O Khi nhiệt phân Fe(OH)2 điều kiện có khơng khí: 2Fe(OH)  O2 � Fe 2O3  2H O + Fe(OH)2 hidroxit bazo, dễ dàng tác dụng với dung dịch HC1, H2SO4 loãng tạo dung dịch muối Fe2+ Fe(OH)2 + 2HCl � FeCl2 + 2H2O Fe(OH)2 + H2SO4 � FeSO4 + 2H2O + Fe(OH) chất có tính khử, tác dụng với chất oxi hóa dung dịch HNO3, dung dịch H2SO4 đặc tạo hợp chất có số oxi hóa sắt +3: t 2Fe(OH)  4H 2SO 4dac �� � Fe  SO   SO  6H 2O t 3Fe(OH)  10HNO �� � 3Fe  NO3   NO  8H 2O c Muối sắt (II) + Đa số muối sắt (II) tan nước + Đa số muối sắt (II) vừa có tính khử, vừa có tính oxi hóa: 2 2 3 t0 Fe Cl  Cl �� � Fe Cl3 Zn  Fe  NO3  � Zn  NO3   Fe 1.3 Tính chất hóa học hợp chất sắt (III) Vì hợp chất sắt (III) sắt đạt số oxi hóa tối đa +3 nên tính chất hóa học đặc trưng hợp chất sắt (III) tính oxi hóa a Fe2O3 + Fe2O3 oxit bazo, tan dung dịch axit HC1, H2SO4, HNO3, tạo thành dung dịch muối Fe3+ : Fe2 O3  6H  � 2Fe3  3H 2O + Fe2O3 có tính oxi hóa, tác dụng với nhiều chất khử Al, C, CO, nhiệt độ cao: t� Fe 2O3  3H � 2Fe  3H 2O b Fe(OH)3 Fe(OH)3 hidroxit bazo, dễ tan dung dịch axit HCl, H2SO4, HNO3, thu dung dịch muối Fe3+ 2Fe(OH)3  3H 2SO � Fe  SO   3H 2O c.Muối sắt (III) + Đa số muối sắt (III) tan nước + Muối sắt (III) có tính oxi hóa, bị kim loại khác khử thành Fe2+ Fe: Cu  2FeCl3 � CuCl  2FeCl2 3Mg d-  2FeCl3 � 3MgCl2  2Fe 2Fe3  S2  � 2Fe 2  S Tính chất hóa học Crom hợp chất Crom 2.1 Tính chất hóa học crom Các số oxi hóa Cr 0, +2, +3 +6 a.Tác dụng với phi kim Ở nhiệt độ cao, crom tác dụng với nhiều phi kim: t0 t0 4Cr  3O � 2Cr2 O3 2Cr  3Cl2 � 2CrCl3 Chú ý Khi cho Cr tác dụng với S thu sunfua có thành phần khác như: CrS, Cr2S3, Cr3S4, Cr5S6, Cr7S8 t0 Cr  S � CrS t0 2Cr  3S � Cr2S3 t0 3Cr  4S � Cr3S4 b Tác dụng với axít + Cr tác dụng với dung dịch axit HCl, H2SO4 loãng thu dung dịch muối Cr2+ : Cr + 2H+ � Cr2+ + H2 Khi phản ứng điều kiện có khơng khí: Cr 2  O  2H  � Cr 3  H 2O + Cr tác dụng với dung dịch HNO3 loãng, dung dịch HNO3 đặc nóng, dung dịch H2SO4 đặc nóng Cr3+ : �NO � NO � �  HNO3 3 Cr ���� Cr  �N 2O �N �2 � �NH NO3 SO � � Cr ����� � Cr  � S � H 2S �  H 2SO d, t 3 Chú ý Cr bị thụ động hóa dung dịch HNO3 đặc nguội dung dịch H2SO4 đặc nguội 2.2 Tính chất hóa học hợp chất crom (II) a CrO + CrO oxit bazo, dễ dàng tan dung dịch HCl, H2SO4 loãng tạo thành dung dịch Cr2+ : CrO  2H  � Cr 2  H O + CrO có tính khử, để CrO khơng khí dễ bị oxi hóa thành Cr2O3 2 t 3 Cr O  O � Cr2 O3 b Cr(OH)2 + Cr(OH)2 hidroxit bazo, dễ tan dung dịch axit HCl, H2SO4 loãng tạo dung dịch Cr2+ : Cr(OH)  2H  � Cr 2  2H 2O + Cr(OH)2 dễ bị nhiệt phân: t chan khong Cr  OH  ����� � CrO  H 2O t ,khong 2Cr  OH   O ����� Cr2O3  2H 2O + Cr(OH)2 có tính khử, tác dụng với chất oxi hóa, dễ dàng thay đổi số oxi hóa từ +2 lên +3: 2 3 4Cr(OH)  O  2H 2O � Cr(OH) 2 3 3Cr(OH)  10HNO3 � 3Cr  NO3   NO  8H O c Muối crom (II) 2 3 Cr  Cl2 � Cr Cl3 Muối Crom (II) có tính khử mạnh: 2 6 Cr Cl  2Cl2  6NaOH � Na Cr O  6NaCl  3H 2O Chú ý Crom bị kim loại mạnh đẩy khỏi dung dịch muối crom (II) 2.3 Tính chất hóa học hợp chất crom (III) a.Cr2O3 Cr2O3 oxit lưỡng tính, tan dung dịch axit kiềm đặc: Cr2 O3  6HCl � 2CrCl3  3H 2O Cr2 O3  2NaOH � 2NaCrO  H 2O b Cr(OH)3 + Cr(OH)3 hidroxit lưỡng tính, tan dung dịch axit kiềm: Cr(OH)3  3HCl � CrCl3  3H 2O Cr(OH)  NaOH � NaCrO  2H 2O t� + Cr(OH)3 dễ bị nhiệt phân: 2Cr(OH)3 � Cr2O3  3H 2O c Muối crom (III) Muối crom (III) vừa có tính khử, vừa có tính oxi hóa 2CrCl3  Zn � ZnCl2  2CrCl2 2CrBr3  3Br2  16KOH � 2K CrO  12KBr  8H 2O 2.4 Tính chất hóa học hợp chất crom (VI) a Cr03 + CrO3 oxit axit, tác dụng với nước thu dung dịch chứa axit cromic H2CrO4 axit đicromic H2Cr2O7 Hai axit tách dạng tự do, tồn dung dịch Nếu tách khỏi dung dịch, chúng bị phân hủy thành CrO3 + Vì số oxi hóa crom CrO3 đạt mức tối đa +6 nên CrO3 chất oxi hóa mạnh Một số hợp chất vô hữu S, P, C, NH3, C2H5OH, bốc cháy tiếp xúc với CrO3 CrO3 bị khử thành Cr2O3 4CrO3 + 3S � 3SO2 + 2Cr2O3 10CrO3  6P � 3P2 O5  5Cr2 O3 4CrO3  3C � 3CO  2Cr2 O3 C H 5OH  4CrO � 2CO  3H 2O  2Cr2O 2CrO3  2NH � Cr2 O3  N  3H O b Muối cromat đicromat 2 2 + Ion cromat CrO có màu vàng, ion đicromat Cr2 O7 có màu da cam Trong dung dịch tồn cân bằng: 2CrO 24  2H  � Cr2O 72  H 2O 2 2 + Muối CrO muối Cr2 O7 muối có tính oxi hóa mạnh, phản ứng oxi hóa khử, chúng dễ dàng bị khử hợp chất có số oxi hóa +3: K 2Cr2 O7  6FeSO  7H 2SO � Cr2  SO   3Fe  SO   K 2SO  7H 2O K 2Cr2O  3H 2S  4H 2SO � Cr2  SO   K 2SO  3S  7H 2O +  NH  Cr2O7 bị nhiệt phân theo phản ứng: t�  NH  Cr2 O7 � N2  Cr2 O3  4H 2O Chú ý 2Ba 2  Cr2O72  H O � 2BaCrO �2H  Ba 2  CrO42 � BaCrO � Trong BaCrO4 kết tủa màu vàng tươi Tính chất hóa học đồng hợp chất đồng 3.1 Tính chất hóa học đồng Đồng kim loại có tính khử yếu a Phản ứng với phi kim t Cu  O � CuO t0 Cu  Cl � CuCl2 b Tác dụng với axit + Đồng không tác dụng với dung dịch axit HCl H2SO4 loãng + Đồng có phản ứng với dung dịch HNO3 H2SO4 đặc nóng 3Cu  8HNO3 � 3Cu  NO3   2NO  4H O Cu  4HNO3 � Cu  NO3   2NO2  2H 2O t0 Cu  2H 2SO dac � CuSO  SO  2H 2O c Tác dụng với dung dịch muối Đồng đẩy ion kim loại đứng sau đồng sau dãy hoạt động hóa học kim loại khỏi dung dịch muối: Cu  2AgNO � Cu  NO   2Ag 3.2 Tính chất hóa học hợp chất đồng a.CuO + CuO oxit bazo, dễ dàng tan dung dịch axit HCl, H2SO4, HNO3 tạo thành dung dịch muối Cu2+ : CuO  2HCl � CuCl  H O t0 + CuO có tính oxi hóa: 3CuO  2NH � 3Cu  N  3H O b Cu(OH)2 + Cu(OH)2 hidroxit lưỡng tính, tan dung dịch axit kiềm đặc Tuy nhiên tập hidroxit lưỡng tính, đề gần không đề cập đến Cu(OH)2 Cu(OH)  2HCl � CuCl  2H 2O Cu(OH)  2NaOH dac � Na CuO  2H O + Cu(OH)2 dễ bị nhiệt phân: t� Cu(OH) � CuO  H O c Muối đồng (II) + CuSO4 khan có màu trắng, tính thể ngậm nước CuSO4.5H2O có màu xanh + Muối đồng (II) tan nước bị kim loại mạnh đẩy khỏi dung dịch muối: Fe 2  Cu � Fe  Cu 2 Chú ý CuS không tan (trong nước dung dịch axit mạnh HCl, H2SO4 loãng) Muối CuS có màu đen B CÁC DẠNG BÀI TỐH LIÊN QUAN ĐẾN CROM - SẮT - ĐỒNG Bài 1: Cho 13,36 gam hỗn hợp X gồm Cu, Fe3O4 vào dung dịch H2SO4 đặc nóng dư V1 lít SO2 dung dịch Y Cho Y phản ứng với NaOH dư kết tủa T, nung kết tủa đến khối lượng không đổi 15,2 gam chất rắn Q Nếu cho lượng X vào 400 ml dung dịch P chứa HNO3 H2SO4 thấy có V2 lít NO 0,64 gam kim loại chưa tan hết Các phản ứng xảy hoàn tồn khí đo đktc Giá trị V1 V2 A 2,576 0,224 B 2,912 0,224 C 2,576 0,896 D 2,576 0,672 Lời giải Tóm tắt q trình: � � � Cu  OH  t � CuO � 2  NaOH du �  H 2SO dac nong du � ������� SO  � Cu ����� �� �� �� Fe O3 � Cu � � �Fe  OH  � �� � �Fe3O � � Cu 2 �  HNO3  H 2SO4 ������ � 2  Cu du � Fe � � Trong 13,36 gam hỗn hợp X, gọi n Cu  a � � �n Fe3O4  b Khi cho X tác dụng vói dung dịch H2SO4 đặc nóng dư có trình nhường - nhận electron sau: 2 �0 Cu � Cu  2e � � 3 � 3Fe � 3Fe 1e � Quá trình nhường electron: 6 4 Quá trình nhận electron: S  2e � S Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: 64x + 232y = 13,36 (1) Có n CuO  n Cu ; n Fe 2O3  160.3 n Fe3O4 � 80.x  y  15, 2 (2) �x  0,1 �� � n SO2  2n Cu  n FesO4  0,115 �y  0, 03 Từ (1) (2)   Vậy V1 =0,115.22,4 = 2,576 (lít) Ở thí nghiệm thứ có n Cu d   0,64  0, 01(mol) 64 � n Cu phan ung  0,1  0,01  0,09 Khi cho X tác dụng vói dung dịch gồm HNO3 H2SO4 có q trình nhường - nhận e sau: 2 Quá trình nhường electron: Cu � Cu  2e �  83 6 � 3Fe  2e � 3Fe � 2 �5 N  3e � N Quá trình nhận electron: � Áp dụng định luật bảo tồn mol electron, ta có: 2n Cu  2n Fe3O4  3n NO � n NO  2n Cu phan ung  2n Fe3O4  0, 04   Vậy V2 =0,04.22,4 = 0,896 (lít) Đáp án C Bài 2: Cho m gam hỗn hợp bột X gồm ba kim loại Zn, Cr, Sn có số mol tác dụng hết với lượng dư dung dịch HCl lỗng, nóng thu dung dịch Y khí H2 Cơ cạn dung dịch Y thu 8,98 gam muối khan Nếu cho m gam hỗn hợp X tác dụng hoàn toàn với O2 (dư) để tạo hỗn hợp oxit thể tích khí O2 (đktc) phản ứng A 1,008 lít B 0,672 lít C 2,016 lít D 1,344 lít Lời giải � �Zn 2 �  HCl � 2 ��� �� Cr � �Zn � � Sn 2 � � X� Cr � � � � �ZnO Sn � � �  O2 � ��� �� Cr2 O3 � � SnO � � Tóm tắt q trình: Gọi n Zn  n Cr  n Sn  a � n ZnCl2  n CrCl2  n Sn Cl2  a mmuối = 136a + 123a + 190a = 8,98 � a = 0,02 Khi cho hỗn hợp X tác dụng với oxi dư n O2  n Zn  n Cr  n Sn  0, 045(mol) Vậy VO2 = 0,045.22,4 = 1,008 (lít) Đáp án A Chú ý Khi cho Cr tác dụng với oxi dư số oxi hóa tối đa Cr đạt +3 Cr2O3 CrO3 không điều chế trực tiếp phản ứng Cr O2 Khi cho Sn tác dụng với oxi số oxi hóa Sn thay đổi từ lên +4 Bài 3: Nung m gam K2Cr2O7 với S dư thu hỗn hợp chất rắn X Hòa tan hồn tồn X vào nước, lọc bỏ phần không tan thêm BaCl2 dư vào dung dịch thu 27,96 gam kết tủa Giá trị m là: A 35,28 gam B 23,52 gam C 17,64 gam D 17,76 gam Lời giải Có phản ứng xảy ra: t0 K 2Cr2O7  S � K 2SO  Cr2O3 K 2SO  BaCl2 � BaSO �2KCl n BaSO4  Có Vậy 27,96  0,12(mol) � n K 2C2O7  n K 2SO4  n BaSO4  0,12 233 m K 2Cr2O7  35, 28(gam) Đáp án A Bài 4: Hỗn hợp X gồm Fe kim loại R có hóa trị khơng đổi Hòa tan hồn tồn 3,3 gam X dung dịch HC1 dư thu 2,9568 lít khí 27,3°C atm Mặt khác hòa tan hồn tồn 3,3 gam X dung dịch HNO3 dư thu 896ml hỗn hợp khí Y gồm N2O NO (đktc) có tỉ khối so với hỗn hợp Y' gồm NO C2H6 1,35 dung dịch Z Xác định R phần trăm khối lượng kim loại X Lời giải Gọi n hóa trị kim loại R (n khơng đổi) Tóm tắt trình: �  HCl �Fe 2 � � n  H2 ���� Fe � � �R � �� 3 R � �N O �Fe �  HNO3 � ���� � n  � � �R �NO � n H2  Có Gọi PV 1.2,9568   0,12 RT 22, � (27,3  273) 273 n Fe  x � � nR  y � Áp dụng bảo tồn mol electron, ta có: 2n Fe  n.n R  2n H2 hay 2x  ny  0, 24(1) Vì M NO  M C2H6  30 nên M Y'  30 � M Y  30.1,35  40,5 0,896 � a b  � n N2O  a � � a  0, 03 � 22, �� � � b  0, 01 �n NO  b �44a  30b  40,5 � � ab Gọi Áp dụng định luật bảo tồn mol electron, ta có: 3n Fe  n.n R  8n N2O  3n NO hay 3x  ny  0, 27(2) _ 0,18 � 0,18 �x  0, 03 �y  �� n � ny  0,18 � � m R  3,3  0, 03.56  1, 62 � Từ (1) (2) có Vậy kim loại cần tìm Al B1 BÀI TẬP RÈN LUYỆN KĨ NĂNG Câu 1: Hòa tan hoàn toàn 12,9 gam hỗn hợp Cu, Zn dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu sản phẩm khử 3,136 lít SO2 (đktc) 0,64 gam lưu huỳnh Phần trăm khối lượng kim loại hỗn hợp ban đầu A 45,54% Cu; 54 46% Zn B 49,61% Cu; 50,39% Zn C 50,15% Cu; 49,85% Zn D 51,08% Cu; 48,92% Zn Câu 2: Hòa tan Fe3O4 lượng dư dung dịch H2SO4 loãng thu dung dịch X Dung dịch X tác dụng với chất số chất sau: Cu, NaOH, Br2, AgNO3, KMnO4, MgSO4, Mg(NO3)2, Al? A B C D Câu 3: Cho m gam hỗn hợp X gồm Fe2O3, CuO, MgO, FeO Fe3O4 vào dung dịch H2SO4 đặc nóng thu 3,36 lít khí SO2 (đktc) Mặt khác nung m gam hỗn hợp X với khí CO dư thu chất rắn Y hỗn hợp khí Z Cho Z vào dung dịch Ca(OH)2 dư thu 35 gam kết tủa Cho chất rắn Y vào dung dịch HNO3 đặc, nóng, dư thu V lít khí NO2 (đktc) sản phẩm khử Giá trị V A.11,2 B 22,4 C 44,8 D 33.6 Câu 4: Cho 8(g) bột Cu vào 200ml dung dịch AgNO3, sau thời gian phản ứng lọc dung dịch A 9,52(g) chất rắn Cho tiếp (g) bột Pb vào dung dịch A, phản ứng xong lọc tách dung dịch B chứa muối 6,705(g) chất rắn Nồng độ mol/l AgNO3 ban đầu A 0,20M B 0,25M C 0,35M D 0,1M Câu 5: Chia 156,8 gam hỗn hợp A gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 thành hai phần Cho phần thứ tác dụng hết với dung dịch HCl dư 155,4 gam muối khan Phần thứ hai tác dụng vừa đủ với dung dịch B hỗn họp HCl, H2SO4 loãng thu 167,9 gam muối khan Số mol HCl dung dịch B A 1,75 mol B 1,50 mol C 1,80 mol D 1,00 mol Câu 6: Hỗn hợp X gồm Zn, Fe, Cu Cho 18,5 gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HCl dư thu 4,48 lit H2 (đktc) Mặt khác cho 0,15 mol hỗn hợp X phản ứng vừa đủ với 3,92 lít khí Cl2 (đktc) Số mol Fe có 18,5 gam hỗn hợp X A 0,12 mol B 0,15 mol C 0,1 mol D 0,08 mol Câu 7: Nung nóng m gam hỗn hợp gồm Al CuO điều kiện khơng có khơng khí Cho chất rắn sau phản ứng vào dung dịch NaOH (dư) thu 672 ml khí H2 chất rắn X Hồ tan hết X dung dịch HNO3 lỗng (dư) thấy có 448 ml khí NO (các phản ứng xảy hồn tồn thể tích khí đo đktc m A 2,94 B 3,48 C 34,80 D 29,40 Câu 8: Chia 38,1 gam FeCl2 thành phần, phần có khối lượng gấp lần phần Đem phần phản ứng hết với dung dịch KMnO4 dư, mơi trường H2SO4 lỗng, dư, thu lấy khí Đem tồn khí phản ứng hết với phần 2, cô cạn dung dịch sau phản ứng thu m gam chất rắn Giá trị m A 29,640 B 28,575 C 24,375 D 33,900 Câu 9: Cho 35,48 gam hỗn hợp X gồm Cu FeCO3 vào dung dịch HNO3 lỗng, đun nóng khuấy Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu NO; 0,03 mol khí CO2; dung dịch Y 21,44 gam kim loại Cô cạn dung dịch Y thu khối lượng chất rắn khan A 38,82 g B 36,24 g C 36,42 g D 38,28 g Câụ 10: Hòa tan hồn tồn 80 gam hỗn họp X gồm CuSO4, FeSO4 Fe2(SO4)3 S chiếm 22,5% khối lượng nước dung dịch X Thêm NaOH dư vào X, lọc kết tủa đem nung không khí đến khối lượng khơng đổi thu chất rắn Y, thổi CO dư qua Y thu hỗn hợp rắn Z Biết phản ứng xảy hoàn toàn Khối lượng Z A 30g B 40g C 26g D 36g Câu 11: Cho m gam hỗn hợp B gồm CuO, Na2O, Al2O3 hoà tan hết vào nước thu 400ml dung dịch D chứa chất tan có nồng độ 0,5M chất rắn G chi gồm chất Lọc tách G, cho luồng khí H2 dư qua G nung nóng thu chất rắn F Hoà tan hết F dung dịch HNO3 thu 0,448 lít (đktc) hỗn hợp khí gồm NO2 NO có tỉ khối so với oxi 1,0625 Biết phản ứng xảy hồn tồn Tính m A 18g B 26g C 34,8g D 18,4g Câu 12: Cho 300 ml dung dịch AgNO3 vào 200 ml dd Fe(NO3)2 sau phản ứng kết thúc thu 19,44 gam chất rắn dd X số mol Fe(NO3)3 gấp đơi số mol Fe(NO3)2 dư Dung dịch X tác dụng tối đa gam hỗn hợp bột kim loại gồm Al Mg có tỉ lệ số mol tưong ứng 1: 3? A 11,88 g B 7,92 g C 8,91 g D 5,94 g Câu 13: Hỗn hợp A gồm CuSO4, FeSO4, Fe2(SO4)3 có % khối lượng S 22% Lấy 100 gam hỗn hợp A hoà tan nước, thêm dd NaOH dư, kết tủa thu đem nung ngồi khơng khí tới khối lượng khơng đổi Lượng oxit sinh đem khử hoàn toàn CO thu m gam chất rắn Giá trị m A 36 g B 40 g C 38 g D 34 g Câu 14: Cho a gam Cu, Fe vào dung dịch chứa b mol H2SO4 đặc, nóng thu khí SO2 dung dịch chứa muối có khối lượng m gam Cho biết mối liên hệ m a, b A m = a + 24b B m = a + 96b C m = a + 72b D m = a + 48b Câu 15: Cho 52 gam hỗn hợp X gồm Ni, Cr, Sn (trong số mol Cr gấp lần số mol Ni) tác dụng hết với lượng dư dung dịch HC1 loãng, nóng thu dung dịch Y 13,44 khí H2 (đktc) Nếu cho 52 gam hỗn hợp X tác dụng hoàn toàn với O2 (dư) để tạo hỗn hợp oxit thể tích khí O2 (đktc) phản ứng A 11,2 lít B 6,72 lít C 10,08 lít D 7,84 lít Câu 16: Chia 31,2 gam hỗn hợp X gồm Cr, Zn, Ni, Al thành hai phần Hoà tan hết phần lượng dư dung dịch HCl lỗng, nóng thu 7,28 lít H2 (đktc) Cho phần tác dụng với khí Cl2 (dư) đốt nóng thu 42,225 gam muối clorua Phần trăm khối lượng Cr hỗn hợp X A 26,04 % B 66,67% C 33,33% D 39,07% Câu 17: Chia 30,4 gam hỗn hợp gồm Fe Cu thành phần Phần cho tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đặc, nóng (dư) thu 6,72 lít SO2 (sản phẩm khử nhất, đktc) Hòa tan phần oxit cua R  HNO3 � R  O2 � A � ���� R  NO3  n R du � + sản phẩm khử + H2O Công thức: mR   MR m hon hop  n NO2  3n NO  8n NH4 NO3  8n N O  10n N2 80   Công thức tính khối lượng sắt dùng ban đầu, biết oxi hóa lượng sắt oxi hỗn hợp rắn X Hòa tan hết X HNO3 đặc, nóng dư giải phóng NO2: m Fe  56 m hon hop  8n NO2 80   Cơng thức tính khối lượng sắt dùng ban đầu, biết oxi hóa lượng sắt oxi hỗn hợp rắn X Hòa tan hết X với HNO3 lỗng dư giải phóng khí NO: m Fe  56  mhon hop  24n NO  80 Các công thức liên quan đến dung dịch H2SO4 đặc, nóng Hỗn hợp sắt oxit sắt tác dụng với H2SO4 đặc, nóng dư m muoi   400 m hon hop  6n S  2n SO2  8n H2S 160   Cơng thức tính khối lượng muối thu hòa tan hết hỗn hợp Fe, FeO, Fe2O3 Fe3O4 H2SO4 đặc, nóng dư giải phóng khí SO2: m muoi  400 m hon hop  16n SO2 160   Tính khối lượng kim loại ban đầu tốn oxi hóa lần oxit cua R  H2SO4 dac nong � R  O2 � A � ������ � R  SO  n �R du + sản phẩm khử + H2O Công thức: mR   MR m hon hop  2n SO2  6n S  8n H2S 80   R l�Fe: mFe  0,7mh�n h�p  5,6nelectron trao d�i � � � R l�Cu: mCu  0,7mh�n h�p  6,4nelectron trao d�i Đơn giản hóa: � C1 VÍ DỤ MINH HỌA Bài 1: Cho 12 gam hỗn hợp A gồm Fe, Cu có số mol tan hồn tồn dung dịch HNO3, sản phẩm khử thu khí NO Tính thể tích dung dịch HNO3 2M tối thiểu cần dùng A 0,8/3 B 1/3 C 8/3 D 0,1/3 Lời giải n Fe  n Cu  0,1 Vì cho sắt tác dụng với HNO3 H2SO4 đặc nóng kết thúc phản ứng axit hết, Fe dư phần sắt dư tiếp tục tác dụng với dung dịch muối Fe (III) tạo dung dịch muối sắt (II) nên hòa tan hồn tồn hỗn hợp kim loại dung dịch HNO3 dung dịch thu chứa Fe2+ Fe3+ ion Để thể tích dung dịch HNO3 sử dụng nhỏ số mol electron trao đổi nhỏ Khi dung dịch thu chứa Fe2+ mà khơng chứa Fe3+ Có thể coi trình phản ứng xảy sau: 3Fe  8HNO3 � 3Fe  NO3   2NO  4H O 3Cu  8HNO3 � 3Cu  NO3   2NO  4H O � n HNO3  1, n 0,8  n Fe  n Cu   � V   3 CM (lít) Đáp án A Chú ý Với tập này, nhiều bạn tính tốn thu đáp án sai đơn giản cho hòa tan hết hỗn hợp kim loại dung dịch thu chứa Fe3+và Cu2+ Khi dung dịch chứa Fe3+ Cu2+ lượng HNO3 sử dụng lớn � � nHNO3  4nNO  4�nFe  nCu � � � Khi � Vmax  (lít) Bài 2: Có 12 gam bột X gồm Fe S (có tỉ lệ số mol 1:2) Nung hỗn hợp X điều kiện khơng có khơng khí, thu hỗn hợp Y Hòa tan hồn tồn Y dung dịch HNO3 đặc, nóng dư thấy có sản phẩm khử Z Thể tích Z (đktc) thu lớn là: A 33,6 lít B 44,8 lít C 11,2 lít D 3,36 lít Lời giải n Fe  0,1;n S  0, Tóm tắt trình phản ứng: FeS � 3 � Fe t0 � � �Fe  HNO3 d, t � �Fe ����� �6  NO � �� 2 �S �S �S O � � Vì dung dịch axit sử dụng dung dịch HNO3 đặc nóng nên sản phẩm khử Z NO2 Vì dung dịch HNO3 dư để thể tích khí NO2 thu lớn tổng số mol electron trao đổi lớn Khi Fe S nhường electron để đạt số oxi hóa cực đại +3 +6 Với tập này, bạn không cần quan tâm trình đốt cháy hỗn hợp X mà để xác định thể tích Z ta cần quan tâm trình đầu cuối chuỗi phản ứng oxi hóa - khử Các q hình nhường electron: 3 �0 Fe � Fe 3e � � �n e nhuong  3n Fe  6n S  1,5  mol  �0 6 � S � S  6e � 5 Quá trình nhận electron: 4 N  1e � N � n e nhan  n NO2 Theo định luật bảo tồn mol electron, ta có: � VZ  1,5.22,  33, n NO2  3n Fe  6n S  1,5(mol) (lít) Đáp án A Bài 3: Cho m gam Fe vào bình chứa dung dịch gồm H2SO4 HNO3, thu dung dịch X 1,12 lít khí NO Thêm tiếp dung dịch H2SO4 dư vào bình thu 0,448 lít khí NO dung dịch Y Biết hai trường hợp khí NO sản phẩm khử nhất, đo điều kiện tiêu chuẩn Dung dịch Y hòa tan vừa hết 5 2,08 gam Cu (không tạo thành sản phẩm khử N ) Biết phản ứng xảy hoàn toàn Giá trị m là: A 3,92 B 2,40 C 4,20 D 4,06 Lời giải n NO  1,12  0, 448  0, 07(mol); n Cu  0, 0325 22, Các trình phản ứng: 2 � � �H SO Fe 2 �Fe  H 2SO Fe  � �� � � 3 ��� � � � 3  NO Fe �Fe �HNO3 � Khi cho Fe vào dung dịch chứa H2SO4 HNO3 thu khí NO, sau phần Fe phản ứng với H+ Fe2+ Fe3+ : NO3 tạo Fe3+ lượng Fe lại phản ứng với Fe3+ Fe2+ Do dung dịch X chứa Fe  4H   NO3 � Fe3  NO  2H O Fe  2Fe3 � 3Fe2 Khi cho thêm tiếp H2SO4 dư vào dung dịch X dung dịch có thêm H+, phần Fe2+  dung dịch phản ứng với H+ (mới cung cấp thêm) NO3 lại thu Fe3+, phản ứng diễn NO3 dung dịch hết (điều cho biết lí cho Cu vào dung dịch Y không tạo 5  thành sản phẩm khử N : dung dịch có H+ khơng có NO3 ): 3Fe2  4H   NO3 � 3Fe3  NO  2H 2O Do dung dịch X dung dịch Y chứa Fe2+ Fe3+ số mol hai ion hai dung dịch khác n Fe2  a � � � n 3  b Trong dung dịch Y, gọi � Fe Theo định luật bảo toàn mol electron áp dụng cho tồn q trình từ hòa tan Fe đến thu dung dịch Y, ta có: 2n Fe2  3n Fe3  3n NO hay 2a + 3b = 0,21 Mặt khác, dung dịch Y hòa tan vừa hết 0,0325 mol Cu: Cu  2Fe3 � Cu 2  2Fe2 � n Fe3  2n Cu  0, 065 � n Fe2  a  0, 21  3b  0, 0075  mol  � �n Fe  a  b  0, 0725  mol  � m  4, 06  gam  Đáp án D Bài 4: Cho a gam hỗn hợp Fe Cu (Fe chiếm 30% khối lượng) tác dụng với dung dịch chứa 0,69 mol HNO3 tới phản ứng hoàn toàn, thu 0,75a gam chất rắn A, dung dịch B 6,048 lít hỗn hợp khí X (đktc) gồm NO2 NO Giá trị a là: A 47,04 B 39,2 C 30,28 Lời giải D 42,03 Vì Fe chiếm 30% khối lượng nên hỗn hợp kim loại ban đầu, khối lượng Cu 0,7a Vì Fe có tính khử mạnh Cu nên Fe phản ứng hết, axit dư Cu có khả phản ứng Mặt khác khối lượng chất rắn sau phản ứng 0,75a > 0,7a = mCu nên Fe tan phần Fe, Cu dư sau phản ứng Khi dung dịch B chứa Fe(NO3)2 Có 6,048  0, 27  mol  22, n NO2  n NO  Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố nguyên tố N, ta có: n HNO3  2n Fe NO3   n NO2  n NO � n Fe NO3   n HNO3  n NO2  n NO 2  0, 21 � n Fephan ung  n Fe NO3   0, 21 � mFe phản ứng = a  0, 75a  0, 25a  0, 21.56 � a  47, 04(gam) Đáp án A Bài 5: Cho m gam bột Fe vào 800ml dung dịch hỗn hợp gồm Cu(NO3)2 0,2M dung dịch H2SO4 0,25M Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu 0,6m gam hỗn hợp bột kim loại V lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) Giá trị m V là: A 10,8 4,48 B 10,8 2,24 C 17,8 2,24 D 17,8 4,48 Lời giải Vì sau phản ứng hỗn hợp bột kim loại nên hỗn hợp gồm Cu Fe dư Do dung dịch thu sau phản ứng chứa cation Fe2+ n Cu  NO3   0,16; n H2SO4  0, � n NO  0,32; n Cu 2  0,16; n H   0, Vì dung dịch chứa cation Fe2+ nên coi trình phản ứng diễn sau: 3Fe  8H   2NO3 � 3Fe2  2NO  4H O Mol 0,15 0,4 0,1 0,1 Fe  Cu 2 � Fe 2  Cu Mol 0,16 0,16 Do �n Fe ph�n � ng 0,16  0,15 0,16  0,31;nCut�o th�nh  0,16 Áp dụng định luật bảo tồn khối lượng ta có: mFeban d�u  mFe ph�n �ng  mCut�o th�nh  mh�n h�p kimlo�i sauph�n �ng Hay m  56.0,31  64.0,16  0, 6m � m  17,8  gam  V = 0,1.22,4 = 2,24 (lít) Đáp án C Với tập này, bạn cần ý đến giả thiết hỗn hợp rắn sau phản ứng hỗn hợp bột kim loại, tức có kim loại để lập luận giải toán Bài 6: Nung m gam Fe khơng khí, sau phản ứng thu 11,2 gam chất rắn X gồm Fe, Fe2O3, Fe3O4 FeO Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X vào dung dịch HNO3 dư thu 2,24 lít khí NO2 (đktc) sản phẩm khử Giá trị m bao nhiêu? A 8,4 gam B 5,6 gam C 11,2 gam Lời giải D gam Tóm tắt q trình: Fe � � FeO �  HNO3 khong Fe ���� �X � ��� � Fe  NO3  Fe O � � Fe3O � Như tồn q trình, số oxi hóa sắt tăng từ lên +3 Đây dạng tập quen thuộc hay gặp đề thi, tiếp cận toán theo nhiều hướng khác nhận xét ưu điểm, khuyết điểm phương pháp Cách 1: Sử dụng định luật bảo toàn khối lượng Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: m X  m HNO3  m Fe NO3   m NO2  m H2O � m �n Fe NO3   56 � m 3m � n Fe  � �n HNO3  n NO2  n NO (muoi)   0,1 56 � 56 � 1 �3m � �n H2O  n HNO3  �  0,1� 2 �56 � � Có Theo biểu thức định luật bảo tồn khối lượng, ta có: m 18 �3m �3m � � 11,  63 �  0,1� 242 �  0,1.46  � �  0,1�� m  8, 4(gam) 56 �56 �56 � � Nhận xét cách + ưu điểm: Sử dụng phương pháp quen thuộc, dễ hiểu + Nhược điểm: Tuy cần giải phương trình bậc ẩn trình biến đổi, tính tốn thời gian Cách 2: Sử dụng định luật bảo toàn mol electron Nhận thấy tồn q trình, chất khử gồm Fe, chất oxi hóa gồm O2 (trong khơng khí) HNO3 Q trình nhường electron: 3 Fe � Fe 3e Mol m 56 3m 56 Các trình nhận electron: Mol 2  O2 11,  m 32 5 4e � O 11,  m 4 N  1e � N Mol 0,1 0,1 Áp dụng định luật bảo tồn mol electron, có: 3m 11,  m   0,1 � m  8, 4(gam) 56 Nhận xét cách Cách có ngắn gọn cách chưa phải cách tối ưu Cách 3: Quy đổi hỗn hợp Như nói phân lí thuyết phương pháp giải: Trong số tập hỗn hợp có chứa Fe tác dụng với dung dịch HNO3 H2SO4 đặc nóng thường sử dụng phương pháp quy đổi để giải toán đơn giản Và tập tập điển hình để áp dụng phương pháp Ta coi hỗn hợp X gồm Fe O với nFe = x; nO = y 56x  16y  11,2(b�o to� n kh� i l� � ng) � x  0,15 � �� � 3x  2y  0,1(b� o to� n mol electron) y  0,175 � Có � => m = 0,15.56 = 8,4 (gam) Nhận xét cách + Ưu điểm: Ngắn gọn, tiết kiệm thời gian tính tốn Đây cách làm tối ưu cho toán + Nhược điểm: Phương pháp quy đổi hỗn hợp thường không riêng lẻ mà hay kèm với phương pháp khác nên yêu cầu người giải cần có vận dụng linh hoạt Ví dụ này, áp dụng phương pháp quy đổi hỗn hợp, bạn cần tình ý phát áp dụng thêm phương pháp bảo toàn khối lượng bảo toàn mol electron Cách 4: Phân tích hệ số Coi hỗn hợp X gồm a mol Fe, b mol FeO c mol Fe2O3 (Vì Fe3O4 coi hỗn hợp FeO.Fe2O3) Phương trình theo khối lượng: 56a + 72b + 160c = 11,2 7a + 9b + 20c = 1,4 (l) Áp dụng định luật bảo toàn mol electron, ta có: 3nFe  nFeO  nNO2 =>3a + b = 0,l (2) Nhận thấy m = 56(a + b + 2c) nên ta cộng trừ phương trình với (có thể nhân hệ số hước cộng trừ) thích hợp sau cho xuất tổng (a + b + 2c) Lấy vế cộng vế hai phương trình (1) (2) ta được: 10a + l0b + 20c = 1,5 a + b + 2c = 0,15 Do m = 56.0,15 = 8,4 (gam) Đáp án A Nhận xét cách + ưu điểm: Tính toán đơn giản + Khuyết điểm: Số lượng tập áp dụng phương pháp không nhiều Người làm cần có quan sát tốt nhiều trường hợp, phương trình cần nhân hệ số trước cộng trừ với phương trình khác Lời bàn: Các cách làm giúp bạn giải tốn đề thi hình thức tự luận trắc nghiệm Ngoài với đề thi trắc nghiệm, bạn có khả ghi nhớ cơng thức giải nhanh áp dụng cơng thức tính: mFe  56 56 mhon hop  8nNO2  (11,2  8.0,1)  8,4(gam) 80 80   Tuy nhiên, công thức giải nhanh phương án làm trắc nghiệm mà bạn tham khảo áp dụng, bạn trí nhớ tốt để ghi nhớ điều kiện áp dụng, công thức sử dụng trường hợp cụ thể khơng nên sử dụng bị phụ thuộc vào công thức giải nhanh Các công thức giải nhanh có nhiều trường hợp gần tương tự đơi bạn ghi nhớ cách phải học thuộc lòng, bạn khơng cẩn thận mà áp dụng nhầm cơng thức dẫn đến kết sai điểm đáng tiếc câu đơn giản, ví dụ trên, bạn nhầm cơng thức áp dụng cho NO2 sang công thức áp dụng cho NO sản phẩm khử khác Công thức giải nhanh dao hai lưỡi! Với cách giải thông thường trên, bạn hiểu chất áp dụng thành thạo thời gian tính tốn nhanh đảm bảo độ chắn việc học thuộc áp dụng công thức giải nhanh C2 BÀI TẬP RÈN LUYỆN KĨ NĂNG Câu 1: Cho hỗn hợp Fe, Cu tác dụng với dung dịch HNO3 loãng Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu dung dịch chứa chất tan kim loại dư Chất tan A Fe(NO3)3 B HNO3 C Fe(NO3) D Cu(NO3)2 Dùng cho Câu 2, 3: Cho 18,5 gam hỗn hợp A gồm Fe, Fe3O4 tác dụng với 200ml dung dịch HNO3 a (mol/lít) Sau phản ứng xảy hồn tồn thu 2,24 lít khí NO (đktc), dung dịch B 1,46 gam kim loại Câu 2: Khối lượng muối B là: A 65,34g B 48,6g C 54,92g D 39,5g Câu 3: Giá trị a A 3,2 B 1,6 C 2,4 D 1,2 Câu 4: Trộn 12 gam hỗn hợp bột Cu, Fe với 8,0 gam S thu hỗn hợp X Nung X bình kín khơng có khơng khí, sau thời gian thu hỗn hợp Y Hòa tan hết Y dung dịch HNO3 đặc, nóng, vừa đủ thu khí NO2 dung dịch chứa hai muối sunfat Phần trăm khối lượng Cu hỗn hợp ban đầu là: A 61,63% B 63,52% C 53,33% D 55,14% Câu 5: Cho 0,25 mol Fe tan vừa hết 0,6 mol H2SO4 đặc nóng thu dung dịch chứa m gam muối Giá trị m A 50 B 40 C 42,8 D 67,6 Câu 6: Cho gam sắt vào 500ml dung dịch HNO3 0,8M, đến phản ứng kết thúc thu dung dịch X khí NO (sản phẩm khử nhất) Cô cạn dung dịch X thu m gam chất rắn khan Giá trị m là: A 24,2 B 30,25 C 25,6 D 22,5 Câu 7: Hòa tan hết 2,08 gam hỗn hợp Fe Cu dung dịch HNO3 thu dung dịch X 672 ml khí NO (đktc) Thêm từ từ 1,2 gam Mg vào dung dịch X đến phản ứng hoàn toàn thu 224ml khí NO (đktc), dung dịch Y m gam chất rắn khơng tan Biết thí nghiệm NO sản phẩm khử Giá trị m A 1,71 B 1,52 C 1,44 D 0,84 Câu 8: Cho hỗn hợp gồm 6,96 gam Fe3O4 6,4 gam Cu vào 300ml dung dịch HNO3 C (mol/1) Sau phản ứng kết thúc thu dung dịch X, 672ml khí NO (đktc, sản phẩm khử nhất) lại 1,6 gam Cu Giá trị C A 1,2 B 1,5 C 0,12 D 0,15 Câu 9: Để m gam phơi sắt ngồi khơng khí, sau thời gian sắt bị oxi hóa thành hỗn hợp rắn X gồm chất có khối lượng 27,2 gam Hòa tan X vừa hết 300ml dung dịch HC1 nồng độ a mol/l thấy thoát 3,36 lít H2 (đktc) dung dịch Y Cho tiếp dung dịch HNO3 tới dư vào dung dịch Y dung dịch Z chứa hỗn hợp FeCl3, Fe(NO3)3 , HNO3 dư có 2,24 lít khí NO (đktc) Giá trị a m A 22,4 B 16,8 C 22,4 D 16,8 Câu 10: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 Fe3O4 lượng vừa đủ 300ml dung dịch HNO3 5M thu V lít hỗn hợp khí NO2 NO (đktc) 96,8 gam Fe(NO3) Giá trị V A 4,48 lít B 2,24 lít C 8,96 lít D 6,72 lít Câu 11: Cho 6,72 gam Fe vào 400ml dung dịch HNO3 1M phản ứng xảy hồn tồn, thu khí NO (sản phẩm khử nhất) dung dịch X Dung dịch hòa tan tối đa m gam Cu Giá trị m là: A 1,92 B 3,20 C 0,64 D 3,84 Câu 12: Cho bột Fe vào dung dịch NaNO3 HC1 đến phản ứng hoàn toàn thu dung dịch A, hỗn hợp khí X gồm NO H2 có chất rắn khơng tan Trong dung dịch A chứa muối: A FeCl3, NaCl B Fe(NO3) , FeCl3, NaNO3, NaCl C FeCl2, Fe(NO3) , NaCl, NaNO3 D FeCl2, NaCl Câu 13: Cho 0,3 mol bột Cu 0,6 mol Fe(NO3)2 vào dung dịch chứa 0,9 mol H2SO4 loãng Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu V lít khí NO (đktc, sản phẩm khử nhất) Giá trị V A 6,72 B 8,96 C 4,48 D 10,08 Câu 14: Hòa tan hồn tồn 20,88 gam oxit sắt dung dịch axit H2SO4 đặc, nóng thu dung dịch X 3,248 lít khí SO2 (sản phẩm khử nhất, đktc) Cô cạn dung dịch X thu m gam muối khan Giá trị m A 52,2 B 48,4 C 58,0 D 54,0 Câu 15: Nung 1,92 gam hỗn hợp X gồm Fe S bình kín khơng có khơng khí, sau thời gian chất rắn Y Hòa tan hết Y dung dịch HNO3 đặc, nóng dư thu dung dịch Z V lít khí (đktc) Cho Z tác dụng với dung dịch BaCl2 5,825 gam kết tủa Giá trị V A 3,136 lít B 4,704 lít C 1,568 lít D 1,344 lít Câu 16: Hòa tan hết 15,2 gam hỗn hợp hai kim loại Fe Cu dung dịch H2SO4 đặc, nóng, dư, thu 6,72 lít khí SO2 (sản phẩm khử nhất, đktc) Mặt khác cho 1,52 gam hỗn hợp vào dung dịch H2SO4 loãng dư thể tích khí đktc A 0,672 lít B 2,24 lít C 0,224 lít D 0,448 lít Câu 17: Cho hỗn hợp gồm 1,12 gam Fe 1,92 gam Cu vào 400ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm H2SO4 0,5M NaNO3 0,2M Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu dung dịch X khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) Cho V ml dung dịch NaOH 1M vào dung dịch X lượng kết tủa thu lớn Giá trị tối thiểu Vlà A 240 B 400 C 360 D 120 Câu 18: Cho khí H2 qua m gam X gồm FeO, CuO thu 3,6 gam H2O hỗn hợp Y gồm chất Hòa tan hồn tồn Y dung dịch H2SO4 đặc nóng dư, thu 6,72 lít khí SO2 (đktc) Khối lượng FeO hỗn hợp X A 10,08 B 14,4 C 21,6 D 7,2 Câu 19: Hỗn hợp X gồm Fe kim loại M có hóa trị không đổi Cho 15,2 gam X tác dụng với dung dịch HC1 dư, thấy 2,24 lít khí H2 (đktc) Nếu cho lượng X tác dụng với dung dịch HNO3 dư, thu 4,48 lít khí NO (đktc) Kim loại M A Ag B Cu C Al D Mg Câu 20: Chia 30,4 gam hỗn hợp gồm Fe Cu thành hai phần Phần cho tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thu 6,72 lít khí SO2 (sản phẩm khử nhất, đktc) Hòa tan phần 550ml dung dịch AgNO3 1M, kết thúc phản ứng thu dung dịch Y Nồng độ mol Fe(NO3)2 dung dịch Y (coi thể tích dung dịch khơng đổi trình xảy phản ứng) A 0,181M B 0,363M C 0,182M D 0,091M HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT 1C 2B 3A 4C 5C 6C 7B 8A 9C 10D 11A 12D 13B 14C 15B 16C 17C 18B 19B 20D Câu 1: Đáp án C Vì sau phản ứng dư kim loại nên dung dịch sản phẩm ion sắt tồn dạng Fe 2+ Mặt khác, dung dịch chứa chất tan nên chất tan Fe(NO3)2 : Fe 4HNO3 � Fe NO3   NO  2H2O Fe 2Fe NO3  � 3Fe NO3  Chú ý: Vì Fe có tính khử mạnh Cu nên sau Fe phản ứng mà axit dư Cu có khả phản ứng Câu 2: Đáp án B mFe3O4  mFe phan ung  18,5 1,46  17,04 gam ; n NO  0,1 Vì sau phản ứng dư kim loại nên dung dịch B tồn Fe(NO3)2 Các phản láng xảy ra: 3Fe3O4  28HNO3 � 9Fe  NO3   NO  14H O Fe  4HNO3 � Fe  NO3   NO  2H O Fe  2Fe  NO3  � 3Fe  NO3  Như tồn q trình, số oxi hóa sắt Fe Fe3O4 số oxi hóa +2 �n Fe3O4  a � � 232a  56b  17, 04 � n Fe phan ung  b � Gọi (1) 2 Quá trình nhường electron: Fe � Fe 2e �  83 2 � 3Fe  2e � 3Fe � 2 �5 N  3e � N Các trình nhận electron: � Theo định luật bảo tồn mol electron, ta có: 2nFe phản ứng =  2n Fe3O4  3n NO hay 2a + 0,3 = 2b (2) a  0, 03 � � b  0,18 Từ (1) (2) suy � � n Fe NO3   n Fe phan ung  3n Fe 3O  0, 27 � m muoi  m Fe NO3   48,6 gam  Câu 3: Đáp án A n HNO3  n NO muoi  n NO  2n Fe NO3   n NO  0, 64 �a  n  3,  mol / l  V Câu 4: Đáp án C Fe � � � Fe3 Cu �Fe � � 2 � �  HNO3 d, t t0 Cu �� �� FeS ����� Cu  NO � � � � � S CuS SO 24  � � � S � � n S  0, 25 n Fe  a � � n Cu  b � Gọi có 56a + 64b = 12 (1) Vì dung dịch thu chứa hai muối sunfat nên hai muối Fe(SO4)3 CuSO4 Theo định luật tồn ngun tố S, ta có: 3n Fe2  SO4   n CusO4  nS hay 1,5n Fe  n Cu  nS � 1,5a  b  0, 25 (2) a  0,1 � � b  0,1 (1) (2) có � Vậy %m Cu  0,1.64 � 100%  53,33% 12 Câu 5: Đáp án C t 2Fe  6H 2SO dac �� � Fe  SO   3SO  6H 2O Mol 0,2 0,6 0,1 Fe  Fe  SO  � 3FeSO Mol 0,05 0,05 Do dung dịch chứa: 0,15 � Fe  SO  : 0, 05mol � �FeSO : 0,15mol � m  m Fe2  SO4   m FeSO4  42,8(gam) Câu 6: Đáp án C n  0,125; n HNO3  0, Ta có: Fe Với tập này, ngoàicách viết phản ứng tạo Fe3+, tạo thành Fe2+ Câu 5, làm sau: Vì n NO  n Fe3  a � � n HNO3  0,1 �n Fe  n e nhan �3n Fe  n 2  b nên có tạo thành Fe2+.Gọi � Fe a  0, 05 �n Fe  a  b  0,125 � �� � 3a  2b  0,3( bao toan electron ) b  0, 075 � có � � m  m Fe NO3   m Fe NO3   25, 6(gam) Câu 7: Đáp án B Vì cho Mg vào dung dịch X thu khí NO nên dung dịch X có HNO3 dư Khi dung dịch X có HNO3 dư Fe Cu tan hết đưa lên mức số oxi hóa tối đa, +3 +2 Gọi n Fe  a � � n Cu  b � có a  0, 02 �56a  64b  2, 08 � �� � 3a  2b  3n NO  0, 09 b  0, 015 � � Khi thêm Mg vào dung dịch X: nMg = 0,05; nNO =0,01 Các phương trình phản ứng xảy ra: 3Mg  8HNO3 � 3Mg  NO3   2NO  4H 2O Mol 0,015 0,01 Mg  2Fe3 � Mg   2Fe  Mol 0,01 0,02 0,02 Mg  Cu 2 � Mg 2  Cu Mol 0,015 0,015 0,015 Mg  Fe  � Mg   Fe Mol 0,01 0,01 0,01 Do chất rắn thu sau phản ứng gồm 0,015 mol Cu 0,01 mol Fe Vậy m = mFe + mCu = 1,52 (gam) Câu 8: Đáp án A n Fe3O4  0, 03; n Cu phan ung 6,  1,  0, 075; n NO  0, 03 64 Vì sau phản ứng dư kim loại Cu nên dung dịch chứa Fe(NO3)2 Cu(NO3)2 n Fe NO3   3n Fe3O4  0, 09 � � � n Cu NO  n Cu phan ung  0, 075 Theo định luật bảo tồn ngun tố áp dụng cho Fe Cu có: �   Áp dụng định luật bảo tồn ngun tố cho N, ta có: n HNO3  2n Fe NO3   2n Cu  NO3   n NO  0,36 �C n  1, V (mol/lít) Câu 9: Đáp án C ' Fe � FeCl3 � � FeO FeCl � � �  HNO3 khong  HCl Fe ���� �X � ��� � H2  Y � ��� �Z� Fe  NO3   NO Fe O FeCl � � � HNO3 d  � � Fe3O4 � Coi hỗn hợp X gồm Fe, FeO Fe2O3 Có Vì m Fe  m FeO  m Fe2O3  27, nên n Fe  n H2  0,15 Gọi n FeO  a � � n Fe2O3  b � m FeO  m Fe2O3  27,  m Fe  18,8 => 72a + 160b = 18,8 (1) Dung dịch Y có n Fe2  n Fe  n FeO  a  0,15; n Fe3  2n Fe2O3  2b Áp dụng định luật bảo tồn mol electron, ta có: n Fe2  3n NO � a  0,15  0,3 � a  0,15 Kết hợp với (1) b = 0,05 n Fe ban dau  n Fe  n FeO  2n FeO3  0, � � �� n HCl  2n Fe  2n FeO  6n Fe2 O3  0,9 � m  0, 4.56  22,  gam  � � �� n a    mol / l  � � V Câu 10: Đáp án D n Fe NO3   0, 4; n HNO3  1,5 Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố cho N, ta có: n HNO3  3n Fe NO3   n NO  n NO2 � n NO  n NO2  n HNO3  3n Fe NO3   0,3 Vậy V = 0,3.22,4 = 6,72 (lít) Câu 11: Đáp án A n Fe  0,12; n HNO3  0, Tương tự Câu 6, dung dịch X, gọi n Fe3  a � � n Fe2  b � �n Fe  a  b  0,12 a  0, 06 � � �� � b  0, 06 3a  2b  3n NO  n HNO3  0,3 � � Có � Hòa tan Cu vào dung dịch X: Cu  2Fe  NO  � Cu  NO   2Fe  NO3  � n Cu max  n Fe3  0, 03 � m  0, 03.64  1,92(gam) Câu 12: Đáp án D Vì sau phản ứng lại chất rắn không tan kim loại dư nên dung dịch chứa cation Fe2+ Na+  Vì có phản ứng tạo H2 nên sau NO3 , H+ kim loại nên kim loại tan H+ tạo thành H2 Vì NO3 hết nên dung dịch có anion Cl- Các phản ứng xảy theo thứ tự: Fe  4HCl  NaNO3 � FeCl3  NaCl  NO  2H 2O Fe  2HCl � FeCl  H Fe  2FeCl3 � 3FeCl2 Câu 13: Đáp án B n NO  1, 2; n H  1,8 3Cu  8H   2NO3 � 3Cu 2  2NO  4H 2O Mol 0,3 0,8 0,2 0,2 3Fe2  4H   NO3 � 3Fe3  NO  2H O Mol 0,6 0,8 0,2 0,2 Vậy V = 22,4.(0,2+ 0,2) = 8,96 (lít) Câu 14: Đáp án C Quy đổi oxit sắt thành hỗn hợp Fe O Vì chất rắn ban đầu đem hòa tan dung dịch H2SO4 đặc nóng oxit sắt nên số oxi hóa sắt hợp chất ban đầu nhỏ +2 Mặt khác, phản ứng tạo thành SO2 nên phản ứng oxi hóa - khử Do số oxi hóa sắt tăng lên hợp chất cuối thành +3 Gọi n Fe  a � � nO  b � 56a + 16b = 20,88 (1) Áp dụng định luật bảo toàn mol electron, ta có: 3n Fe  2n SO2  2n O hay 3a  2b  0, 29 (2) Từ (1) (2) a = 0,29 b = 0,29 � n Fe2  SO4   n Fe  0,145 � m muoi  m Fe2  SO4   58(g) Câu 15: Đáp án B �Fe �Fe3 Fe t0 � � �  HNO3 d,t  BaCl2 �� � S ���� � NO  � �BaSO4 � � � 2 ��� S SO � � �FeS � Có n S ban dau  n BaSO4  0, 025 � n Fe ban dau  m X  m S ban dau  0, 02 56 Áp dụng định luật bảo toàn mol electron, ta có: n NO2  3n Fe  6n S  0, 21 � V  4, 704 Câu 16: Đáp án C (lít) Trong 15,2 gam hỗn hợp kim loại, gọi Có n Fe  a � � n Cu  b � 56a  64b  15, � a  0,1 � �� � n SO2  1,5n Fe  n Cu  1,5a  b  0,3 b  0,15 � � Do 1,52 gam hỗn hợp kim loại có 0,01 mol Fe Khi hòa tan 1,52 gam hỗn hợp kim loại vào dung dịch H2SO4 lỗng dư nH = nF = 0,01 (lít) � VH2  0, 224 Câu 17: Đáp án C n Fe  0, 02; n Cu  0, 03; n H  0, 4; n NO  0, 08 Các phản ứng xảy ra: Fe  4H   NO3 � Fe 3  NO  2H 2O Mol 0,02 0,08 0,02 0,02 3Cu  8H   2NO3 � 3Cu 2  2NO  4H 2O Mol 0,03 0,08 0,02 0,03 � n Fe3  0, 02 � n Cu 2  0, 03 � � n   0, 24 Do dung dịch X có � H � n NaOH  n H  3n Fe3  2n Cu 2  0,36 V Vậy n  0,36 CM (lít) = 360 (ml) Câu 18: Đáp án B Fe � � � FeO  H2 ,t �FeO  H 2SO4 d,t � Fe3 � ��� � ���� � � � � � 2  SO CuO Cu Cu � � � � CuO � Xét tồn q trình: Số oxi hóa sắt tăng từ +2 lên +3 Số oxi hóa đồng khơng thay đổi Số oxi hóa hidro tăng từ lên +1 Số oxi hóa lưu huỳnh giảm từ +6 xuống +4 Áp dụng định luật bảo toàn mol electron cho toàn trình ta được: � n FeO  2n SO2  2n H2 O  0, � m FeO  14, Câu 19: Đáp án B n H2  0,1; n NO  0, Gọi n hóa trị M Căn vào đáp án ta có trường hợp: (gam) n FeO  2n H 2O  2n SO2 +) M kim loại đứng trước H dãy hoạt động hóa học Khi M Fe có phản ứng với dung dịch HCl Vì hóa trị M khơng đổi nên chênh lệch số electron trao đổi hai lần thí nghiệm sắt có hai mức hóa trị II III Áp dụng định luật bảo tồn mol electron: - Khi hòa tan hỗn hợp vào dung dịch HCl, ta có: 2n Fe  n.n M  2n H - Khi hòa tan hỗn hợp vào dung dịch HNO3, ta có: 3n Fe  n.n M  3n NO Trừ hai vế hai phương trình cho nhau, ta được: n Fe  3n NO  2n H2  0, � m Fe  22, 4gam  m Fe  m M  15, 2(gam) � vơ lí � loại +) M kim loại đứng sau H trước Pt dãy hoạt động hóa học Khi M khơng phản ứng với dung dịch HCl phản ứng với dung dịch HNO3 Áp dụng định luật bảo toàn mol electron: - Khi hòa tan hỗn hợp vào dung dịch HCl, ta có: 2n Fe  2n H2 � n Fe  0,1 � m M  m X  m Fe  9, 6(g) - Khi hòa tan hỗn hợp vào dung dịch HNO3, ta có: 3n Fe  n.n M  3n NO � n.n M   n NO  n Fe   0,3 n Hay �n  9,  0,3 � M  32n � � M  64 Cu M � Câu 20: Đáp án D Khối lượng phần hỗn hợp kim loại 15,2 gam Trong phần, gọi n Fe  a � � n Cu  b � có �56a  64b  15, �a  0,1 �� � n SO2  1, 5a  b  0,3 � b  0,15 � Khi hòa tan phần vào dung dịch chứa 0,55 mol AgNO3: Fe  2AgNO3 � Fe  NO   2Ag Mol 0,1 0,2 0,1 Cu  2AgNO � Cu  NO   2Ag Mol 0,15 0,3 Fe  NO3   AgNO3 � Fe  NO3   Ag Mol 0,05 0,05 Do sau phản ứng kết thúc n Fe NO3   0,1  0, 05  0, 05 � C M Fe NO   0, 05  0, 091M 0,55 ... đến Cu( OH)2 Cu( OH)  2HCl � CuCl  2H 2O Cu( OH)  2NaOH dac � Na CuO  2H O + Cu( OH)2 dễ bị nhiệt phân: t� Cu( OH) � CuO  H O c Muối đồng (II) + CuSO4 khan có màu trắng, tính thể ngậm nước CuSO4.5H2O... axit HCl, H2SO4, HNO3 tạo thành dung dịch muối Cu2 + : CuO  2HCl � CuCl  H O t0 + CuO có tính oxi hóa: 3CuO  2NH � 3Cu  N  3H O b Cu( OH)2 + Cu( OH)2 hidroxit lưỡng tính, tan dung dịch axit... tủa màu vàng tươi Tính chất hóa học đồng hợp chất đồng 3.1 Tính chất hóa học đồng Đồng kim loại có tính khử yếu a Phản ứng với phi kim t Cu  O � CuO t0 Cu  Cl � CuCl2 b Tác dụng với axit +