Luyện tập bài Luyện tập Tính chất hóa học của sắt và hợp chất của sắt (Tiếp)

CO+ CuO Cu + CO₂

3CO + Fe₂O₃ 2Fe+ 3CO₂ 

Khối lượng chất rắn giảm là khối lượng O trong oxit bị tách ra

m_{O (oxit)}= 4,8 gam n_{O (oxit)}= 0,3 mol

Cho H₂SO₄ phản ứng với hỗn hợp X:

CuO + H₂SO₄ → CuSO₄+ H₂O 

Fe₂O₃ + 3H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃+ 3H₂O 

Từ phương trình vta thấy:

n_H2SO4 = n_{O (oxit)} = 0,3 mol

V_{dung dịch}= 0,3/1= 0,3 lít= 300 ml

Các chất phản ứng với HNO₃ xảy ra phản ứng oxi hóa - khử là: Fe, FeO, Fe₃O₄, Fe(OH)₂, Fe(NO₃)₂, FeSO₄, FeS, FeS₂, FeCO₃. Do trong các chất trên, Fe chưa đạt số oxi hóa cao nhất là +3.

Sau phản ứng của hỗn hợp X với dung dịch H₂SO₄ vẫn thu được rắn Z (Cu dư) nên trong dung dịch Y chỉ có muối Fe²⁺.

dung dịch Y gồm: Fe²⁺, Cu²⁺, H⁺, SO₄^2-.

→ Dung dịch Y tác dụng được với: Br₂, NaNO₃, KMnO₄, Na₂CO₃.

Gọi số mol của Fe và Cu trong hỗn hợp lần lượt là x và y mol

m_hh = 56x + 64y = 3,04.                               (1)

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có:

3.n_Fe + 2.n_Cu = 3.n_NO 3x + 2y = 0,12          (2)

Giải hệ phương trình (1) và (2) được x = 0,02 và y = 0,03

%m_Cu = 100% - 36,84% = 63,16%

 Phương trình phản ứng:

2FeCl₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O → 2Fe(OH)_{3↓(đỏ nâu)} + 3CO₂↑ + 6NaCl 

 Để chuyển FeCl₃ thành FeCl₂, có thể cho dung dịch FeCl₃ tác dụng với Fe hoặc Cu:

Fe + 2FeCl₃ 3FeCl₂

Cu + 2FeCl₃ 2FeCl₂ + CuCl₂

 Sắt tồn tại trong nước giếng khoan dưới dạng Fe²⁺, các ion sắt hòa tan trong nước (Fe²⁺, FeSO₄, Fe(HCO₃)₂,...) khiến cho nước giếng khoan có màu vàng và mùi tanh khó chịu.

Chất vừa có tính oxi hóa và tính khử là chất vừa có khả năng nhận và nhường electron.

Trong các hợp chất Fe₂O₃, Fe(OH)₃, Fe(NO₃)₃ nguyên tố Fe có số oxi hóa cao nhất là +3 nên chỉ có tính oxi hóa.

Trong FeO nguyên tố Fe có số oxi hóa trung gian là +2 nên vừa có tính khử, vừa có tính oxi hóa.

Đốt Fe trong oxi:

Fe + O₂ Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO, Fe dư (hỗn hợp X)

Hỗn hợp X + HCl dư  FeCl₂, FeCl₃ và HCl dư

n_Al = 0,3 mol

Fe₂O₃ + 2Al Al₂O₃ + 2Fe

Do chất rắn thu được sau phản ứng tác dụng với NaOH tạo khí nên chất rắn có Al phản ứng trên có Al dư

Đặt hỗn hợp sau phản ứng có: Al: x mol Al₂O₃: y mol và Fe: 2y mol

Bảo toàn Al: x + 2y = 0,3 mol

Rắn + NaOH:

 2NaOH + 2Al + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂

Bảo toàn Fe:

n_Fe2O3 = 0,1 mol m = 16 gam

 n_FeCl2 = 0,1a mol; n_NO = 0,005 mol

2NaOH + FeCl₂ Fe(OH)₂ + 2NaCl

                   0,1a       0,1a

Nung kết tủa này trong chân không ta có:

Fe(OH)₂ FeO + H₂O

   0,1a             0,1a

3FeO + 10HNO₃ 3Fe(NO₃)₃ + NO + 5H₂O

  0,1a                                       0,1a/3

0,1a/3 = 0,005

a = 0,15

Vì Cu không phản ứng với dung dịch HCl sau phản ứng còn Cu

Fe phản ứng với HCl:

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

Vậy các sản phẩm thu được là: FeCl₂, Cu và H₂

n_CaCO3 = 0,44 mol

CO₂ + Ca(OH)₂ CaCO₃ + H₂O

0,44 0,44

Bảo toàn C: n_CO2 = n_{CO pư} = 0,44 mol

Bảo toàn khối lượng ta có:

m_A + m_{CO pư} = m_Fe  + m_CO2

m_Fe = m_A + m_{CO pư} - m_CO2 = 26 + 0,44.28 - 0,44.44

= 18,96 gam

Gọi n_NO2 = a mol; n_NO = b mol

n_{hh khí} =  a + b = 0,04                                  (1)

Xét toàn bộ quá trình chỉ có Al cho e và HNO₃ nhận e

Bảo toàn e:

3n_Al = n_NO2 + 3n_NO a + 3b = 3.0,02            (2)

Từ (1) và (2) ta được a = 0,03; b = 0,01

Gọi công thức oxit là Fe_xO_y

Khối lượng chất rắn giảm là khối lượng của O trong oxit nên ta có:

16y = 0,2758.(56x + 16y)

x:y = 0,75 = 3:4

Vậy công thức oxit là Fe₃O₄

 Sắt bị thụ động bởi các axit HNO₃ đặc, nguội hoặc H₂SO₄ đặc, nguội.

Cu, Fe, Ag tác dụng với dung dịch B thì sau phản ứng Fe, Cu tan còn lượng Ag không đổi thì B phản ứng được với Fe và Cu nhưng không sinh thêm Ag.

Vậy chất B là Fe(NO₃)₃

Fe chiếm 56% về khối lượng nên trong 10 gam hỗn hợp gồm:

5,6 gam Fe và 4,4 gam Cu

n_Fe = 0,1 mol

Sau phản ứng có 0,24 gam rắn không tan là Cu

Số mol các chất phản ứng là:

n_{Cu pư} = 0,06875 - 0,00375 = 0,065 mol

Phản ứng chỉ tạo muối Fe²⁺, Cu²⁺ do còn đồng dư

• Nhường e:

• Nhận e:

 n_{e trao đổi} = 3n_NO = 2n_Fe + 2n_Cu = 0,33 mol

n_HNO3 = n_NO + n_{NO3^- trong muối} = n_NO + n_{e trao đổi}

= 0,33 + 0,11 = 0,44 mol

a = 0,44/0,4 = 1,1M