Luyện tập Sắt

Cấu hình electron Fe (Z = 26): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s².

Sắt nằm ở ô số 26, nhóm VIIIB, chu kì 4 của bảng tuần hoàn.

n_H2 = 0,15 mol,

n_HCl = 0,7 mol

Quy đổi hỗn hợp ban đầu thành Fe và O

Theo định luật bảo toàn nguyên tố H ta có:

n_H(HCl)= n_H(H2) + n_H(H2O)

=> n_H(H2O) = 0,7- 0,15.2 = 0,4 mol

=> n_H2O = 0,4:2 = 0,2 mol

=> n_O(H2O) = n_H2O = 0,2 mol

Bảo toàn nguyên tố Fe và O ta có

n_{O (X)} = n_{O (H2O)} = 0,2 mol

=> m_O = 0,2. 16 = 3,2 gam

m_Fe = m_M - m_O(H2O) = 20 - 16.0,2 = 16,8 gam

=> n_Fe = 0,3 mol

Chất rắn B thu được là Fe₂O₃

=> n_Fe2O3 = 1/2n_Fe = 0,3 : 2 = 0,15 mol

=> m_rắn =160.0,15 = 24 gam

Sử dụng phương trình cho - nhận e và phương trình bán phản ứng, ta có:

Fe → Fe³⁺ + 3e

0,02 ← 0,02 ← 0,06 (mol)

4HNO₃ + 3e → NO + 3NO₃^- + 2H₂O

0,08 → 0,06 (mol)

Sau phản ứng Fe dư: 0,02 mol

Fe + 2Fe³⁺ → 3Fe²⁺

0,01 ← 0,02 → 0,03 (mol)

Muối thu được là Fe(NO₃)₂: 0,03 mol

=> m _muối = m _Fe(NO3)2 = 0,03. 180 = 5,4 g.

 Sắt không tan được trong dung dịch FeCl₂

Quy hỗn hợp X gồm Fe và O với số mol lần lượt là x và y mol

=> m_Fe + m_O = 56x + 16y = 19,2 (1)

n_NO = 0,1 mol

Quá trình trao đổi electron

Áp dụng bảo toàn electron ta có:

3n_Fe = 2n_O + 3n_NO

=> 3x = 2y + 3.0,1 (2)

Từ (1) và (2)

=> x = 0,27 mol; y = 0,255 mol

=> m = m_Fe = 0,27.56 = 15,12 gam

2FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃ + 3NaCl.

Là phản ứng là phản ứng trao đổi ion. 

Dung dịch muối không phản ứng với Fe là MgCl₂

Ta có

Zn, Fe + H₂SO₄ tạo ra MgSO₄, Fe₂(SO₄)₃.

Phương trình phản ứng:

Zn + 2H₂SO₄ → ZnSO₄ + SO₂ + 2H₂O

2Fe + 6H₂SO ₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ ↑ + 6H₂O

Do một phần Fe không tan, nên ta có phương trình

Fe + Fe₂(SO₄)₃ → 3FeSO₄

Nên chất tan trong dung dịch Y gồm: ZnSO₄ và FeSO₄.

n_H2 = 13,44 : 22,4 = 0,6 (mol)

Sơ đồ phản ứng

X + 2HCl → XCl₂ + H₂

            1,2           ← 0,6

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng

m_XCl2 = m_X + m_HCl - m_H2 = 29 + 1,2.36,5 - 0,6.2 = 71,6 (g)

n_H2 = 2,688 : 22,4 = 0,12 mol

Bảo toàn nguyên tố H ta có:

n_H2SO4 = n_H2 = 0,12 mol

Ta có sơ đồ phản ứng

X (Fe, Mg, Zn) + H₂SO₄ → Muối + H₂

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

m_muối = m_KL + m_H2SO4 – m_H2 = 6,44 + 0,12.98 – 0,12.2 = 17,96 gam.

 Fe bị thụ động trong H₂SO₄ đặc, nguội.

Phương trình phản ứng minh họa cho các đáp án

Fe + 2HCl → FeCl₂+ H₂

Fe + CuSO₄→ FeSO₄ + Cu

Fe + 2AgNO₃→ Fe(NO₃)₂ + 2Ag

Fe(NO₃)₂ + AgNO_{3 dư} → Fe(NO₃)₃ + Ag

Fe + S FeS.

Sắt không tác dụng được với FeCl₂

Phương trình phản ứng minh họa các phản ứng:

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

Fe + 2FeCl₃ → 3FeCl₂

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

Sắt là kim loại trắng hơi xám, là kim loại nặng (D = 7,9 g/cm³), nóng chảy ở 1540^oC.

Có tính dẫn điện, dẫn nhiệt và có tính nhiễm từ.

=> Sắt là kim loại trắng hơi xám không phải có màu vàng nâu. 

Các chất thỏa mãn gồm FeCl₃, CuCl₂, Pb(NO₃)₂, HCl.

Phương trình phản ứng minh họa

Fe + 2FeCl₃ → 3FeCl₂

Fe + Cu(NO₃)₂ → Cu +  Fe(NO₃)₂ 

Fe + Pb(NO₃)₂ → Fe(NO₃)₂ + Pb

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂.

Phương trình phản ứng 

CuSO₄ + Fe → Cu + FeSO₄

Theo đề bài ta có: 

n_{Cu bám vào} = 9,6 : 64 = 0,15 mol 

Thep phương trình phản ứng ta có:

m_{bám vào} - m_{Fe tan ra} = m_{Fe tăng} 

=> 9,6 -0,15.56 = 1,2 gam

 Phương trình phản ứng

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

Fe⁰ → Fe⁺² + 2e => quá trình oxi hóa Fe

Cu⁺² + 2e→ Cu⁰ => quá trình khử Cu²⁺

Vậy Fe là chất khử, Cu²⁺ là chất oxi hóa

m_{hỗn hợp} = 56x + 16y = 1,5 (1)

Khi cho hỗn hợp phản ứng với HNO₃:

Do HNO₃ dư ⇒ Fe bị oxi hóa hoàn toàn thành Fe⁺³.

Ta có: n_NO = 0,28:22,4 = 0,0125 mol.

Quy đổi hỗn hợp thành Fe (x mol) và O (y mol)

Áp dụng bảo toàn electron ⇒ 3x - 2y = 0,0375 (2)

Giải (1); (2) ⇒ x = 0,0225; y = 0,015.

⇒ m_Fe = 0,0225.56 = 1,26 gam.