Giáo án Hóa học 9 - Sắt và hợp chất của sắt
II. Các hiđroxit của Fe (Fe(OH)2 và Fe(OH)3)
1. Fe(OH)2
- Là chất kết tủa màu trắng xanh.
- Là bazơ không tan:
+ Bị nhiệt phân:
Fe(OH)2 → FeO + H2O (nung trong điều kiện không có không khí)
4Fe(OH)2 + O2 → 2Fe2O3 + 4H2O (nung trong không khí)
+ Tan trong axit không có tính oxi hóa → muối sắt (II) và nước:
Fe(OH)2 + 2HCl → FeCl2 + 2H2O
+ Có tính khử (do Fe có mức oxi hóa +2):
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3
3Fe(OH)2 + 10HNO3 loãng → 3Fe(NO3)3 + NO + 8H2O
SẮT VÀ HỢP CHẤT CỦA SẮT *LÝ THUYẾT : A:Sắt(Fe :NTK=56đvC) I. Vị trí trong bảng tuần hoàn - Vị trí: Fe thuộc ô 26, chu kì 4, nhóm VIIIB. II. Tính chất vật lí - Màu trắng hơi xám, dẻo, dễ rèn, dễ dát mỏng, kéo sợi; dẫn nhiệt và dẫn điện kém đồng và nhôm. - Sắt có tính nhiễm từ nhưng ở nhiệt độ cao (8000C) sắt mất từ tính. T0nc = 15400C. III. Trạng thái tự nhiên Là kim loại phổ biến sau nhôm, tồn tại chủ yếu ở các dạng: - Hợp chất: oxit, sunfua, silicat... - Quặng: hematit đỏ (Fe2O3 khan), hematit nâu (Fe2O3.nH2O), manhetit (Fe3O4), xiđerit (FeCO3) và pirit (FeS2). IV . Tính chất hóa học : Tác dụng với oxi 3Fe + 2O2 Fe3O4(Sắt từ oxit) (Fe2O3.FeO) Tác dụng với phi kim. VD: 3Fe(r) + 3Cl2(k) 2FeCl3(r) Fe + I2 FeI2 Fe + S FeS Tác dụng với axit: Với dung dịch HCl,H2SO4 loãng→H2↑ +muối sắt II Ví dụ: Fe + 2HCl FeCl2 + H2 Fe +H2SO4 → FeSO4 + H2 ↑ b. Tác dụng với các axit có tính oxi hóa mạnh (HNO3, H2SO4 đậm đặc) - Fe thụ động với H2SO4 đặc nguội và HNO3 đặc nguội → có thể dùng thùng Fe chuyên chở axit HNO3 đặc nguội và H2SO4 đặc nguội. - Với dung dịch HNO3 loãng → muối sắt (III) + NO + H2O: Fe + 4HNO3 loãng → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O - Với dung dịch HNO3 đậm đặc → muối sắt (III) + NO2 + H2O: Fe + 6HNO3 → Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O - Với dung dịch H2SO4 đậm đặc và nóng → muối sắt (III) + H2O + SO2: 2Fe+ 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O Chú ý:- Sản phẩm sinh ra trong phản ứng của Fe với HNO3 hoặc H2SO4 đậm đặc là muối sắt (III) nhưng nếu sau phản ứng có Fe dư hoặc có Cu thì tiếp tục xảy ra phản ứng: 2Fe3+ + Fe → 3Fe3+ Hoặc 2Fe3+ + Cu → 2Fe2+ + Cu2+ Fe kh«ng t¸c dông víi HNO3 ®Æc nguéi, H2SO4 ®Æc nguéi. T¸c dông víi dung dÞch muèi: Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + Ag * NhËn xÐt: Fe t¸c dông víi c¸c dung dÞch muèi cña c¸c kim lo¹i yÕu h¬n t¹o thµnh muèi vµ gi¶i phãng kim lo¹i trong muèi. 5. Tác dụng với nước ở nhiệt độ cao 5.1 Fe + H2O FeO + H2 3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2 V. Điều chế :Có thể dung các phương pháp nhiệt luyện, thủy phân,điện phân để điều chế sắt 3CO + Fe2O3 3CO2 + 2Fe 4 CO + Fe3O4 t 4CO2 + 3Fe FeO + C CO2 + Fe Mg + FeCl2 →Fe↓ + MgCl2 B: HỢP CHẤT CỦA SẮT: I. Các oxit sắt (FeO, Fe3O4, Fe2O3) 1. FeO - Là chất rắn, đen, không tan trong nước. - Tính chất hoá học: + Là oxit bazơ: FeO + 2HCl → FeCl2 + H2 FeO + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2O + FeO là chất oxi hóa khi tác dụng với các chất khử mạnh: H2, CO, Al → Fe: FeO + H2 → Fe + H2O (t0) FeO + CO → Fe + CO2 (t0) 3FeO + 2Al → Al2O3 + 3Fe (t0) + FeO là chất khử khi tác dụng với các chất có tính oxi hóa mạnh: 4FeO + O2 → 2Fe2O3 3FeO + 10HNO3 loãng → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O - Điều chế FeO: FeCO3 → FeO + CO2 (nung trong điều kiện không có không khí) Fe(OH)2 → FeO + H2O (nung trong điều kiện không có không khí) 2. Fe3O4 (FeO.Fe2O3) - Là chất rắn, đen, không tan trong nước và có từ tính. - Tính chất hoá học: + Là oxit bazơ: Fe3O4 + 8HCl → 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O Fe3O4 + 4H2SO4 loãng → Fe2(SO4)3 + FeSO4 + 4H2O + Fe3O4 là chất khử: 3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O + Fe3O4 là chất oxi hóa: Fe3O4 + 4H2 → 3Fe + 4H2O (t0) Fe3O4 + 4CO → 3Fe + 4CO2 (t0) 3Fe3O4 + 8Al → 4Al2O3 + 9Fe (t0) - Điều chế: thành phần quặng manhetit 3Fe + 2O2 → Fe3O4 (t0) 3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2 (< 5700C) 3. Fe2O3 - Là chất rắn, nâu đỏ, không tan trong nước. - Tính chất hoá học: + Là oxit bazơ: Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O Fe2O3 + 6HNO3 → 2Fe(NO3)3 + 3H2O + Là chất oxi hóa: Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O (t0) Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 (t0) Fe2O3 + 2Al → Al2O3 + 2Fe (t0) - Điều chế: thành phần của quặng hematit 2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O (t0) II. Các hiđroxit của Fe (Fe(OH)2 và Fe(OH)3) 1. Fe(OH)2 - Là chất kết tủa màu trắng xanh. - Là bazơ không tan: + Bị nhiệt phân: Fe(OH)2 → FeO + H2O (nung trong điều kiện không có không khí) 4Fe(OH)2 + O2 → 2Fe2O3 + 4H2O (nung trong không khí) + Tan trong axit không có tính oxi hóa → muối sắt (II) và nước: Fe(OH)2 + 2HCl → FeCl2 + 2H2O + Có tính khử (do Fe có mức oxi hóa +2): 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 3Fe(OH)2 + 10HNO3 loãng → 3Fe(NO3)3 + NO + 8H2O - Điều chế: Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2 (trong điều kiện không có không khí) 2. Fe(OH)3 - Là chất kết tủa màu nâu đỏ. - Tính chất hoá học: + Là bazơ không tan: * Bị nhiệt phân: 2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O * Tan trong axit → muối sắt (III): Fe(OH)3 + 3HCl → FeCl3 + 3H2O Fe(OH)3 + 3HNO3 → Fe(NO3)3 + 3H2O - Điều chế: Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3 III. Muối sắt 1. Muối sắt (II) Không bền, có tính khử, khi tác dụng với chất oxi hóa tạo thành muối sắt (III). 2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3 3Fe(NO3)2 + 4HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO + 2H2O 2FeSO4 + 2H2SO4 đặc nóng → Fe2(SO4)3 + SO2 + 2H2O 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7H2O Chú ý: Các muối sắt (II) không tan như FeCO3, FeS, FeS2 bị đốt nóng trong không khí tạo Fe2O3. 2FeCO3 + 1/2O2 → Fe2O3 + 2CO2 4FeS + 9O2 → 2Fe2O3 + 4SO2 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 2.Muối sắt (III) - Có tính oxi hóa khi tác dụng với chất khử. 2FeCl3 + Cu → CuCl2 + 2FeCl2 2FeCl3 + 2KI → 2FeCl2 + 2KCl + I2 2FeCl3 + H2S → 2FeCl2 + 2HCl + S - Các dung dịch muối sắt (III) có môi trường axit: Fe3+ + 3H2O ↔ Fe(OH)3 + 3H+ - Khi cho muối sắt (III) tác dụng với các kim loại cần lưu ý: + Nếu kim loại là Na, Ca, K, Ba + H2O → Kiềm + H2. Kiềm + Fe3+ → Fe(OH)3 + Nếu kim loại không tan trong nước và đứng trước Fe + Fe3+ → Fe2+ → Fe + Nếu kim loại là Cu hoặc Fe + Fe3+ → Fe2+ - Các muối sắt (III) bị thủy phân hoàn toàn trong môi trường kiềm: 2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Fe(OH)3 + 6NaCl + 3CO2 Chú ý: Ngoài 3 oxit trên sắt cón tạo ra sắt từ oxit Fe2O4(có thể coi FeO.Fe2O3) Sắt từ oxit là chất rắn màu đen không tan tan trong nước và nhiễm từ. Fe + 8HCl + Fe3O4 → 4FeCl2 + 4H2O F3O4 là một oxit bazơ: Fe3O4 vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa: Fe3O4 Hidro, CO,Al Fe 3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO↑ + 14H2O. C. HỢP KIM CỦA SẮT I. Gang - Là hợp kim sắt - cacbon trong đó hàm lượng C từ 2 - 5%. - Gang gồm gang xám và gang trắng: + Gang xám: chứa nhiều tinh thể C nên có màu xám; kém cứng và kém giòn hơn gang trắng. + Gang trắng: chứa nhiều tinh thể hợp chất hóa học Fe3C nên có màu sáng. Rất cứng và giòn thường được dùng để luyện thép. - Luyện gang: * Nguyên liệu: + Quặng sắt: cung cấp Fe (phải chứa trên 30% Fe, chứa ít S, P). + Chất chảy: CaCO3 (nếu quặng lẫn silicat) hoặc SiO2 (nếu quặng lẫn đá vôi) để làm giảm nhiệt độ nóng chảy và tạo xỉ. + Không khí giàu oxi và nóng: để tạo chất khử CO và sinh nhiệt. + Than cốc (tạo chất khử CO; tạo nhiệt và tạo gang). * Các phản ứng xảy ra trong lò cao khi luyện gang: + Phản ứng tạo chất khử. C + O2 → CO2 CO2 + C → 2CO + Phản ứng khử Fe2O3. CO + 2Fe2O3 → Fe3O4 + CO2 Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2 FeO + CO → Fe + CO2 + Phản ứng tạo xỉ. CaCO3 → CaO + CO2 CaO + SiO2 → CaSiO3 II. Thép - Là hợp kim của Fe và C trong đó hàm lượng C ít hơn 2%C (theo khối lượng). - Nguyên liệu: tùy theo phương pháp: Gang, sắt, thép phế liệu, chất chảy, không khí nóng, dầu mazut. - Nguyên tắc: khử các tạp chất Mn, Si, Ca, S, P có trong gang. - Các phản ứng xảy ra trong quá trình luyện thép: C + O2 → CO2 S + O2 → SO2 Si + O2 → SiO2 CaO + SiO2 → CaSiO3 (xỉ) B/ BÀI TẬP : Bài 1: Viết phương trình thực hiện dãy chuyển đổi sau: 3 2 1 Fe3O4 Fe FeCl2 11 10 9 8 7 6 5 13 12 4 Fe2O3 Fe(NO3)3 FeCl3 42 39 16 15 14 18 17 Fe(NO3)3 FeCl3 Fe(OH)3 FeCl2 23 21 22 20 43 27 26 24 19 40 25 Fe2(SO4)3 Fe2O3 Fe(NO3)2 41 38 30 29 28 32 31 36 33 Fe(NO3)2 FeSO4 Fe Fe(OH)2 37 35 34 FeO Giải 1. 3Fe + 2O2 Fe3O4 Hay 3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2 2. Fe + 2HCl " FeCl2 + H2 Fe + CuCl2 " FeCl2 + Cu 3. Fe3O4 + 4H2 3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4CO 3Fe + 4CO2 3Fe3O4 + 8Al 9Fe + 4Al2O3 4. Fe3O4 + 10HNO3 " 3Fe(NO3)3 + NO2 + 5H2O 5. Fe3O4 + 8HCl " FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O 6. 3Fe2O3 + CO 2Fe3O4 + CO2 3Fe2O3 + H2 2Fe3O4 + H2O 7. 4Fe + 3O2 2Fe2O3 8. Fe2O3 + 3H2 2Fe + 3H2O Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 9. Fe + 4HNO3(d.n) Fe(NO3)3 + NO + 2H2O 10. 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 11. 2FeCl2 + Cl2 2FeCl3 12. 4Fe(NO3)2 2Fe2O3 + 3O2 + 12NO2 13. FeCl3 + 3AgNO3 " Fe(NO3)3 + 3AgCl↓ 14. Fe2O3 + 6HCl " 2FeCl3 + 3H2O 15. Fe(NO3)3 + 3NaOH " Fe(OH)3↓ + 3NaNO3 16. 2FeCl3 + Fe 3FeCl2 17. Giống PTHH 13 18. FeCl3 + 3NaOH " Fe(OH)3↓ + 3NaCl 19. Fe2(SO4)3 + 3Ba(NO3)2 " 2Fe(NO3)3 + 3BaSO4↓ 20. Fe2(SO4)3 + 3BaCl2 " 2FeCl3 + 3BaSO4↓ 21. 2Fe(OH)3 + 3H2SO4 " Fe2(SO4)3 + 6H2O 22. 2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O 23. FeCl2 + 2AgNO3 " Fe(NO3)2 + 2AgCl↓ 24. 2Fe(NO3)3 + Fe 3Fe(NO3)2 25. 6Fe(NO3)2 + 3Cl2 4Fe(NO3)3 + 2FeCl3 26. Fe2O3 + 3H2SO4 " Fe2(SO4)3 + FeCl3 27. 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3 28. 6FeSO4 + 3Cl2 2Fe2(SO4)3 + 2FeCl3 Hay 10FeSO4 + 2KmnO4 + 8H2SO4 " 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O 29. Fe2(SO4)3 + Fe 3FeSO4 30. Fe(NO3)2 + 2NaOH " Fe(OH)2↓ + 2NaNO3 31. FeSO4 + Ba(NO3)2 " Fe(NO3)3 + BaSO4↓ 32. Fe + H2SO4 (l) " FeSO4 + H2 33. FeSO4 + Mg " MgSO4 + Fe 34. FeO + H2SO4 (l) " FeSO4 + H2O 35. FeO + H2 Fe + H2O FeO + CO Fe + CO2 36. 2Fe + O2 2FeO 37. Fe(OH)2 FeO + H2O 38. Giống PTHH 8 39. FeCl3 + 3NaOH " Fe(OH)3↓ + 3NaCl 40. 2Fe + 6H2SO4 (đ) Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O 41. Fe2(SO4)3 + 2Al " 2Fe + Al2(SO4)3 42. FeCl3 + 3AgNO3 " Fe(NO3)3 + 3AgCl↓ 43. FeCl2 + 2NaOH " Fe(OH)2↓ + 2NaCl 2) 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. Hướng dẫn: Vì số mol FeO = số mol Fe2O3 nên xem như Fe3O4. Vậy hỗn hợp được coi như chỉ có một oxit là Fe3O4 Fe3O4 + 4H2SO4 ® Fe2(SO4)3 + FeSO4 + 4H2O 0,15 0,6 0,15 0,15 mol Khối lượng dung dịch H2SO4 4,9% : Khối lượng dung dịch thu được : 1200 + 34,8 = 1234,8 gam ( dễ dàng tìm được C% của mỗi muối trong dung dịch thu được) 3) Cho m(g) hỗn hợp FeO, Fe3O4, Fe2O3 tan vừa hết trong V (lít) dung dịch H2SO4 loãng thì thu được một dung dịch A. Chia đung dịch A làm 2 phần bằng nhau. Phần 1: tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc lấy kết tủa nung nóng trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 8,8 gam chất rắn. Phần 2: làm mất màu vừa đúng 100ml dung dịch KMnO4 0,1M trong môi trường H2SO4 loãng dư. a) Viết các phương trình hóa học xảy ra. b) Tính m , V ( nếu dung dịch H2SO4 có nồng độ 0,5M). Hướng dẫn: Xem Fe3O4 như hỗn hợp FeO và Fe2O3 Vậy hỗn hợp xem như chỉ có FeO và Fe2O3 : số mol lần lượt x,y. Các phương trình hóa học xảy ra: FeO + H2SO4 ® FeSO4 + H2O x x x (mol) Fe2O3 + 3H2SO4 ® Fe2(SO4)3 + 3H2O y 3y y (mol) dung dịch A Pư phần 1: FeSO4 + 2NaOH ® Fe(OH)2 ¯ + Na2SO4 0,5x 0,5x (mol) Fe2(SO4)3 + 6NaOH ® 2Fe(OH)3 ¯ + 3Na2SO4 0,5y y (mol) 2Fe(OH)2 + ½ O2 Fe2O3 + 2H2O 0,5x 0,25x (mol) 2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O y 0,5y (mol) Ta có : 0,25x + 0,5y = Pư phần 2: 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8 H2SO4 ® 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8 H2O 0,5x ® 0,1x (mol) Ta có : 0,1x = 0,01 Þ x = 0,1 ( mol) (2) Thay (2) vào (1) ta được : y = 0,06 (mol) Vậy khối lượng hỗn hợp oxit sắt : m = (0,1´ 72 + 0,06 ´ 160 ) = 16,8 ( gam ) Thể tích dung dịch H2SO4 0,5M : V = * Có thể giải theo phương pháp bảo toàn nguyên tố Fe. ( các oxit ) = 2 ´ 0,055 = 0,11 mol ( FeO ) = Þ ( Fe2O3 ) = Vậy khối lượng hỗn hợp đầu : m = 2( 0,05 ´ 72 + ) = 16,8 gam. Số mol H2SO4 = 0,1 + (3 ´ 0,06) = 0,28 mol. Þ thể tích V = 0,56 lít. 4) Hỗn hợp A gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 ( với số mol bằng nhau). Cho m1(g) A vào ống sứ nung nóng rồi dẫn dòng khí CO đi qua ( CO pư hết ), thấy khí bay ra và trong ống còn lại 19,2 (g) rắn B (gồm Fe, FeO, Fe3O4) . Hấp thụ khí vào dung dịch Ba(OH)2 dư thì thu được m2 (g) kết tủa trắng. Hòa tan hết rắn B trong HNO3 nóng thì thấy bay ra 2,24 lít khí NO duy nhất ( đktc). a) Viết phương trình hóa học. b) Tính m1, m2 và số mol HNO3 đã phản ứng. Hướng dẫn: Xem phần FeO + Fe2O3 ( đồng mol) như Fe3O4 Vậy hỗn hợp chỉ gồm có Fe3O4 Fe3O4 + 4CO 3Fe + 4CO2 (1) Fe3O4 + CO 3FeO + CO2 (2) rắn B Phản ứng của rắn B với HNO3 : Fe + 4HNO3 ® Fe(NO3)3 + 2H2O + NO (3) 3FeO + 10HNO3 ® 3Fe(NO3)3 + 5H2O + NO (4) 3Fe3O4 + 28HNO3 ® 3Fe(NO3)3 + 14H2O + NO (5) Đặt : = ( của hỗn hợp A ) ; Áp dụng ĐLBTKL cho (3),(4),(5) ta có: Suy ra ta có : 19,2 + 63(3a + 0,1) = 242a + Giải ra được : a = 0,27 Þ = 0,91 mol. Khối lượng của hỗn hợp đầu : m1 = 0,27 Theo pư (1) và (2) ta có : CO2 + Ba(OH)2 ® BaCO3 ¯ + H2O 0,105 0,105 (mol) = m2 = 0,105 ´ 197 = 20,685 gam. * Cách 2 : Vì rắn C gồm Fe, FeO, Fe3O4 tác dụng với HNO3 cho sản phẩm như nhau, nên đặt CTPT trung bình của rắn C: FexOy. Gọi a là số mol mỗi oxit trong A Þ qui đổi A chỉ gồm Fe3O4 : 2a (mol) xFe3O4 + (4x – 3y)CO 3FexOy + (4x – 3y)CO2 (1) 2a (mol) FexOy + (12x–2y) HNO3 ® 3Fe(NO3)3 + (3x–2y)NO + (6x-y)H2O (2) (12x–2y) (3x–2y) (mol) Ta có hệ phương trình : Û Giải hệ (I) và (II) Þ a = 0,045 ; = 0,0425 m1 = 0,045´ 2´ 232 = 20,88 gam. Áp dụng định luật BTKL cho pư (1) ta có : 20,88 + 28b = 19,2 + 44b giải ra b = 0,105 mol ( b là số mol CO2). 5) Đốt x (mol) Fe bởi O2 thu được 5,04 gam hỗn hợp A gồm các oxit của sắt. Hòa tan A trong HNO3 nóng dư thì thu được một dung dịch X và 0,035 mol khí Y ( gồm NO và NO2), biết = 19. Tính x. Hướng dẫn: Xem các oxit sắt chỉ gồm Fe2O3 và FeO ( vì Fe3O4 coi như FeO và Fe2O3) 4Fe + 3O2 2Fe2O3 (1) 2Fe + 3O2 2FeO (2) Phản ứng của rắn A với HNO3 : Fe2O3 + 6HNO3 ® 2Fe(NO3)3 + 3H2O (3) 3FeO + 10HNO3 ® 3Fe(NO3)3 + 5H2O + NO (4) FeO + 4HNO3 ® Fe(NO3)3 + 2H2O + NO2 (5) Theo (3),(4),(5) ta có : ; Áp dụng định luật BTKL ta có : Û 5,04 + 63(3x + 0,035) = 242x + (0,035´ 2´ 19) + 18 Giải ra x = 0,07 mol 6) Muối A là muối cacbonat của kim loại R hóa trị n ( R chiếm 48,28% theo khối lượng ). Nếu đem 58 gam A cho vào bình kín chứa sẵn lượng O2 vừa đủ rồi nung nóng. Phản ứng xong thu được 39,2 gam rắn B gồm Fe2O3 và Fe3O4. a) Xác định CTPT của A. b) Nếu hòa tan B vào HNO3 đặc nóng, thu được khí NO2 duy nhất. Trộn lượng NO2 này với 0,0175 mol khí O2 rồi sục vào lượng nước rất dư thì thu được 2 lít dung dịch X. Xác định nồng độ mol của các chất trong dung dịch X. Hướng dẫn: a) Ta có Þ R = 28x chỉ có x = 2 , R = 56 là thỏa mãn ( Fe) CTPT của chất A là : FeCO3 b) gọi x, y lần lượt là số mol Fe2O3 và Fe3O4 trong rắn B. 2FeCO3 + ½ O2 Fe2O3 + 2CO2 2x x (mol) 3FeCO3 + ½ O2 Fe3O4 + 3CO2 3y y (mol) Ta có: giải ra được : x = y = 0,1 mol. Phản ứng của B với HNO3 : Fe2O3 + 6HNO3 ® 2Fe(NO3)3 + 3H2O Fe3O4 + 10HNO3 ® 3Fe(NO3)3 + 3H2O + NO2 0,1 mol ® 0,1 mol 2NO2 + ½ O2 + H2O ® 2HNO3 Bđ: 0,1 0,0175 (mol) Pư: 0,07 0,0175 0,07 (mol) Spư: 0,03 0 0,07 (mol) 2NO2 + H2O ® HNO3 + HNO2 0,03 ® 0,015 0,015 (mol) Dung dịch X Þ ; . 7) Hòa tan a gam một oxit sắt FexOy vào trong dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thì thu được khí SO2 duy nhất.Mặt khác, nếu khử hoàn toàn a gam oxit sắt trên bằng khí CO, hòa tan lượng sắt tạo thành trong dung dịch H2SO4 đặc nóng (dư) thu được lượng SO2 gấp 9 lần lượng SO2 ở thí nghiệm trên. a) Viết các phương trình phản ứng xảy ra trong hai thí nghiệm trên. b) Xác định định công thức hóa học của oxit sắt. Hướng dẫn : 2FexOy + (6x -2y )H2SO4 ( đặc) xFe2(SO4)3 + (3x-2y) SO2 + (6x -2y )H2O (1) a (mol) ® (mol) FexOy + yH2 xFe + yH2O (2) a (mol) ® ax (mol) 2Fe + 6H2SO4 ( đặc) Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (3) ax (mol) ® 1,5 ax ( mol) Theo đề bài : nên ta có : Þ Þ CTPT của oxit sắt là : Fe3O4. 8) Hòa tan một lượng oxit sắt FexOy vào dung dịch HNO3 loãng, dư thì thu được một dung dịch A và khí NO duy nhất. Mặt khác nếu khử lượng oxit sắt trên bằng lượng CO dư rồi lấy toàn bộ kim loại sinh ra hòa tan hoàn toàn trong dung dịch HNO3 đặc, nóng thì thu được dung dịch B và khí NO2 duy nhất. Biết thể tích khí NO2 sinh ra gấp 9 lần thể tích khí NO sinh ra ( cùng nhiệt độ, áp suất). a) Viết các phương trình hóa học. b) Xác định công thức hóa học của oxit sắt. Hướng dẫn : 3FexOy + (12x -2y )HNO3 3xFe(NO3)3 + (3x - 2y)NO + (6x-y) H2O (1) a (mol) ® (mol) FexOy + yCO xFe + yCO2 (2) a (mol) ® ax (mol) Fe + 6HNO3 Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O (3) ax (mol) ® 3ax ( mol) Theo đề bài ta có : Vậy CTPT của oxit sắt là: FeO. 9) Để một phoi bào sắt nặng m ( gam) ngoài không khí, sau một thời gian thu được 12 gam rắn X gồm sắt và các oxit của sắt. Cho X tác dụng hoàn toàn với dung dịch axit HNO3 thấy giải phóng ra 2,24 lít khí NO duy nhất ( đo ở đktc). a) Viết các phương trình hoá học xảy ra. b) Tính khối lượng m của phoi bào sắt ban đầu. ( ĐS : 10,08 gam Fe )
File đính kèm:
- Sat_va_hop_chat_cua_sat.doc