Luyện tập Hợp chất của sắt (Tiếp)

+ Dung dịch HNO₃ (đặc, nóng, dư) là một chất oxi hóa mạnh, khi tác dụng với các hợp chất sắt ở mức oxi hóa trung bình như +2 hoặc +8/3 thì sắt trong các oxit đó sẽ bị oxi hóa lên mức cao nhất là +3, đồng thời nitơ trong axit nitric sẽ bị khử về mức +4 tạo thành NO₂.

+ Khi các hợp chất của sắt ở mức oxi hóa +3 tác dụng với axit nitric (đặc, nóng) thì chỉ đơn thuần là phản ứng trao đổi, không phải phản ứng oxi hóa khử nên không tạo chất khí.

Fe₂O₃ + 6HNO₃ → 2Fe(NO₃)₃ + 3H₂O

 Do H₂ chỉ khử được Fe₂O₃ thành Fe nên B gồm Fe và Al₂O₃

Al₂O₃ + 6HCl 2AlCl₃ + 3H₂O

Fe + 2HCl FeCl₂ + H₂

n_Fe = n_H2 = 2,24/22,4 = 0,1 mol

n_Fe2O3 = 0,05 mol

m_Fe2O3 = 0,05.160 = 8 gam

Gọi số mol của FeCO₃ và FeS₂ là a mol (do có cùng số mol):

Đem nung hỗn hợp A ta có:

4FeCO₃ + O₂ 2Fe₂O₃ + 4CO₂

    a      a/4                     a

4FeS₂ + 11O₂ 2Fe₂O₃ + 8SO₂

    a    11a/4                    2a

n_{O2 pư} = a/4 + 11a/4 = 3a

n_CO2 + n_SO2 = 3a

Số mol khí trước và sau khi nung bằng nhau

Vậy áp suất trong bình không thay đổi.

 - Lúc đầu bề mặt lá sắt có kim loại màu đỏ bám vào, sau đó khí thoát ra nhanh hơn, sắt bị hòa tan nhanh do có sự ăn mòn điện hóa:

       Fe + CuSO₄ FeSO₄ + Cu 

Trong dung dịch H₂SO₄, lá sắt kim loại là cực âm, kim loại đồng là cực dương:

Tại cực âm, sắt kim loại bị oxi hóa: Fe + 2e Fe²⁺

Tại cực dương, ion H+ bị khử: 2H⁺ + 2e  H₂

Lượng khí thoát ra nhanh hơn

n_CaCO3 = 55/100 = 0,55 mol

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O

0,55                          0,55

Trong phản ứng khử các oxit bằng CO, ta có :

n_{O (trong oxit)} = n_CO = n_CO2 = 0,55 mol

m = 39,2 + m_O = 39,2 + 16.0,55 = 48 gam

n_Fe = 0,014 mol

n_AgNO3 = 0,03 mol

Fe   +  2AgNO₃ Fe(NO₃)₂ + 2Ag

0,014 0,028     0,014

Sau phản ứng:

n_{AgNO3 dư} = 0,03 - 0,028 = 0,002 mol

Fe(NO₃)₂ + AgNO_3dư  Fe(NO₃)₃ + Ag

0,002        0,002        0,002

Sau phản ứng dung dịch A gồm: 

n_Fe(NO3)2 = 0,014 - 0,002 = 0,012 mol

C_M = 0,012/0,1 = 0,12M

n_Fe(NO3)3 = 0,002/0,1 = 0,02M

n_CO2 = n_{kết tủa} = 0,04 mol = n_{CO pư}

Áp dụng định luật BTKL:

m_oxit + m_{CO pư} = m_hh + m_CO2

m_oxit = 5,76 + 44.0,04- 28.0,04 = 6,4 gam = m

n_Fe(oxit) = 0,08 mol

m_O(oxit) = m_oxit - m_Fe(oxit) = 6,4 - 0,08.56 = 1,92 gam

n_O(oxit) = 0,12 mol

n_Fe : n_O = 0,08:0,12 = 2:3

Vậy oxit sắt là Fe₂O₃

n_Fe(OH)3 = 6,42/107 = 0,06 mol n_Fe(NO3)3 = n_{Fe (oxit)} = 0,06 mol

m_Al(NO3)3 = 37,95 − 0,06.242 = 23,43 n_Al(NO3)3 = 0,11 mol = n_Al 

Coi hỗn hợp A gồm Al và Fe₂O_x

n_{e nhận} = 3n_NO + 8n_N2O = 3.0,05 + 8.0,03 = 0,39

Al     3e → Al³⁺

0,11   0,33

Fe ^x+ (3 - x)e → Fe³⁺

0,06     0,06.(3-x)

Bảo toàn e ta có:

0,39 = 0,06.(3 - x) + 0,33

x = 2

Vậy oxit sắt là FeO

m = m_Al + m_FeO = 0,11.27+ 0,06.72 = 7,29 gam

n_Fe2(SO4)3 = 0,5.0,25 = 0,125 mol

n_Zn = 19,565 = 0,3 mol

Zn + Fe₂(SO₄)₃ → ZnSO₄+ 2FeSO₄

Từ phương trình ta có Zn dư

n_{Zn dư} = 0,3 − 0,125 = 0,175 mol

n_FeSO4 = 0,25 mol

Zn + FeSO₄ → ZnSO₄ + Fe↓

Từ phương trình ta có FeSO₄ dư

 n_Fe↓ = n_Zn = 0,175 mol

⇒ m_{chất rắn} = 0,175.56 = 9,8 gam

Phương trình phản ứng:

Fe₃​O₄​ + H₂​SO₄​ → Fe₂​(SO₄​)₃​ + FeSO₄​ + H₂​O

Dung dịch X chứa: Fe²⁺​, Fe³⁺​, SO₄²⁻, H⁺​ dư.

A. Sai: Fe₂​(SO₄​)₃​, FeSO₄ không tác dụng được với HCl.

B. Sai: kết tủa là Fe(OH)₂​, Fe(OH)₃​ khi để ngoài không khí thì:

4Fe(OH)₂​ + O₂​ + 2H₂​O → 4Fe(OH)₃​

khối lượng kết tủa tăng

C. Sai: Cu + 2Fe³⁺​ → Cu²⁺​ + 2Fe²⁺​

D. Đúng: 5Fe²⁺​ + 8H⁺​ + MnO₄⁻ → 5Fe³⁺​ + Mn²⁺​ + 4H₂​O

Cấu hình electron của Fe: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶ 4s²

Cấu hình electron của Fe³⁺: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵

Khi kim loại hoặc hỗn hợp kim loại phản ứng với dung dịch H₂SO₄ đặc nóng ta có số lượng gốc SO₄^2- tạo muối với kim loại tương ứng với các sản phẩm khử như sau: 

• 1 mol SO₂ tương ứng 1 mol gốc SO₄^2- tạo muối với kim loại.
• 1 mol A tương ứng với 3 mol gốc SO₄^2- tạo muối với kim loại.
• 1 mol H₂S tương ứng với 4 mol gốc SO₄^2- tạo muối với kim loại.

Từ đó ra có:

Bảo toàn e: 3x + y = 0,062.3 + 0,47.2 = 0,28                  (1) 

Số mol NO₃^- và SO₄^2- tạo muối với kim loại lần lượt là 0,186 và 0,047

m_Fe + m_Ag = m_muối - m_NO3^- m_SO4^2- = 6,12

56x + 108y = 6,12                                                       (2)

Từ (1) và (2) ta có x = 0,09 và y = 0,01 

Dùng dung dịch HCl: có khí không màu thoát ra là (Fe, Fe₂O₃), còn lại không có khí thoát ra là (FeO, Fe₂O₃).

 1. Sục khí Cl₂ vào dung dịch NaOH ở nhiệt độ thường:

Cl₂ + 2NaOH NaCl + NaClO + H₂O

Phản ứng thu được 2 muối

 2. Cho Fe₃O₄ vào dung dịch HCl loãng (dư):

Fe₃O₄ + 8HCl → FeCl₂ + 2FeCl₃ + H₂O

Phản ứng thu được 2 muối

3.Cho Fe₃O₄ vào dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng (dư):

Fe₃O₄ +  H₂SO₄ → 3Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 10H₂O

Phản ứng thu được 1 muối

4. Hòa tan hết hỗn hợp Cu và Fe₂O₃ (có số mol bằng nhau) vào dung dịch H₂SO₄ loãng (dư)

Fe₂O₃ + 3H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O

   x                                  x

Cu + Fe₂(SO₄)₃ → CuSO₄ + 2FeSO₄

 x            x

Phản ứng vừa đủ Phản ứng thu được 2 muối