LUYỆN TẬP HÓA HỌC 12 TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA SẮT VÀ HỢP CHẤT CỦA SẮT, TRƯỜNG THPT QUỐC OAI - HÀ NỘI.

Luyện tập: TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA SẮT VÀ HỢP CHẤT CỦA SẮT

A. Kiến thức cần nhớ

1. Sắt

- Sắt ở ô thứ 26, chu kỳ 4, nhóm VIIIB trong bảng hệ thống tuần hoàn.

- Nguyên tử Fe có cấu hình electron: [Ar]3d⁶4s²

- Sắt dễ nhường 2 electron ở phân lớp 4s thể hiện số oxi hóa +2 và có thể nhường thêm 1 electron ở phân lớp 3d (chưa bão hòa) thể hiện số oxi hóa +3.

Cấu hình electron của Fe²⁺: [Ar]3d⁶ ; của Fe³⁺: [Ar]3d⁵

- Tính chất vật lý: sắt màu trắng hơi xám, có tính nhiễm từ, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt.

- Tính chất hóa học: sắt có tính khử trung bình

Fe → Fe²⁺ + 2e

Fe → Fe³⁺ + 3e

+ Tác dụng với phi kim: Fe + S FeS

3Fe + 2O₂ Fe₃O₄

2Fe + 3Cl₂ 2FeCl₃

+ Tác dụng với dụng dịch axit:

Với dung dịch axit HCl, H₂SO₄ loãng → muối sắt (II) + H₂

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

Với dung dịch HNO₃ và H₂SO₄ đặc, nóng → muối sắt (III) + sản phẩm khử của N⁺⁵ hoặc S⁺⁶

Fe + 4HNO_{3 loãng} → Fe(NO₃)₃ + NO↑ + 2H₂O

2Fe + 6H₂SO_{4 đặc} Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂↑ + 6H₂O

Chú ý: Fe không tác dụng với dung dịch HNO₃ và H₂SO₄ đặc nguội.

+ Tác dụng với dung dịch muối: Fe khử được các ion của kim loại đứng sau nó trong dãy điện hóa học của kim loại

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

2. Hợp chất của sắt

a. Tính chất hóa học đặc trưng của hợp chất sắt (II) là tính khử:

Fe²⁺ → Fe³⁺ + 1e

- Sắt (II) oxit: FeO

3FeO + 10HNO_{3 loãng} 3Fe(NO₃)₃ + NO↑ + 5H₂O

- Sắt (II) hiđroxit: Fe(OH)₂

4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O → 4Fe(OH)₃↓

- Muối sắt (II):

2FeCl₂ + Cl₂ → 2FeCl₃

b. Tính chất hóa học đặc trưng của hợp chất sắt (III) là tính oxi hóa:

Fe³⁺ + 1e → Fe²⁺

Fe³⁺ + 3e → Fe

- Sắt (III) oxit: Fe₂O₃, là oxit bazơ

Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O

Fe₂O₃ + 3CO 2Fe + 3CO₂

+ Điều chế: 2Fe(OH)₃ Fe₂O₃ + 3H₂O

- Sắt (III) hiđroxit: Fe(OH)₃

Fe(OH)₃ + 3H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 6H₂O

+ Điều chế: FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃↓ + 3NaCl

- Muối sắt (III): có tính oxi hóa, dễ bị khử 2FeCl₃ + Fe → 3FeCl₂

3. Hợp kim của sắt

- Thành phần của gang và thép.

- Các phản ứng chính xảy ra trong quá trình luyện gang.

B. Bài tập

I. Bài tập tự luận

Bài 1. Viết phương trình phản ứng hóa học:

a. Khi cho Fe phản ứng với O₂, S, HCl, H₂SO₄ loãng, HNO₃ (sản phẩm khử là N₂O).

b. Khi cho Fe phản ứng với dung dịch FeCl₃, CuCl₂, AgNO₃, CuSO₄.

c. Cho FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄ tác dụng lần lượt với HCl, H₂SO₄ loãng, H₂SO₄ đặc, HNO₃ đặc, HNO₃ loãng.

d. Cho Fe(OH)₂, Fe(OH)₃ tác dụng lần lượt với HCl, H₂SO₄ loãng, H₂SO₄ đặc, HNO₃ đặc, HNO₃ loãng.

Bài 2. Hoàn thành sơ đồ phản ứng hóa học sau:

Bài 3. Viết các phương trình phản ứng trong các trường hợp sau:

a. Đun nóng hỗn hợp Al với các oxit sắt FeO, Fe₂O₃ và Fe₃O₄ các phản ứng đều theo chiều hướng duy nhất là tạo thanh Fe. Cho hỗn hợp sau phản ứng hoà tan trong HCl dư.

b. Nhỏ dần dung dịch KMnO₄ cho dến dư vào cốc đựng hỗn hợp FeSO₄ và H₂SO₄.

Bài 4. Hãy dẫn ra các phản ứng hoá học để chứng minh rằng:

a. Fe có thể bị khử thành Fe²⁺ và Fe³⁺.

b. Hợp chất Fe (II) và hợp chất Fe (III) có thể chuyển hoá qua lại nhau.

c. Hợp chất Fe (II), Fe (III) có thể bị khử thành Fe tự do.

Bài 5. Cho 3 oxit : FeO, Al₂O₃, MgO.

a. Hãy viết phương trình để chứng minh:

- FeO có tính khử và tính oxi hoá.

- Al₂O₃ có tính lưỡng tính.

- MgO có tính bazơ.

b. Có 3 hộp đựng 3 chất rắn trên ở dạng bột bị mất nhãn. Bằng phương pháp hoá học hãy trình bày các bước để nhận biết các chất rắn trên.

II. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1. Cấu hình của ion X²⁺ là 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶. Vị trí X của trong bảng tuần hoàn là:

A. chu kì 4, nhóm VIIIA. B. chu kì 4, nhóm IIA.

C. chu kì 3, nhóm VIB. D. chu kì 4, nhóm VIIIB.

Câu 2. Kim loại Fe phản ứng được với dung dịch nào sau đây tạo thành muối sắt (III)?

A. Dung dịch CuSO₄. B. Dung dịch HNO₃ (loãng, dư).

C. Dung dịch HCl. D. Dung dịch H₂SO₄ (loãng).

Câu 3. Kim loại sắt tác dụng với dung dịch nào sau đây tạo ra muối sắt (II)?

A. HNO₃ đặc, nóng, dư. B. CuSO₄.

C. H₂SO₄ đặc, nóng, dư. D. MgSO₄.

Câu 4. Có thể điều chế Fe(OH)₃ bằng cách:

A. Cho Fe₂O₃ tác dụng với H₂O C. Cho Fe₂O₃ tác dụng với NaOH vừa đủ

B. Cho muối sắt (III) tác dụng axit mạnh D. Cho muối sắt (III) tác dụng dung dịch NaOH dư

Câu 5. Kim loại sắt bị thu động bởi dung dịch

A. H₂SO₄ loãng. B. HCl đặc, nguội. C. HNO₃ đặc, nguội. D. HCl loãng.

Câu 6. Hai dung dịch nào sau đây đều tác dụng được với kim loại Fe?

A. CuSO₄, H₂SO₄. B. HCl, CaCl₂. C. CuSO₄, ZnCl₂. D. MgCl₂, FeCl₃.

Câu 7. Kim loại M tác dụng với Cl₂ được muối X; cho kim loại M tác dụng với dung dịch HCl được muối Y. Nếu cho kim loại M tác dụng với dung dịch muối X ta cũng được muối Y. Kim loại M có thể là:

A. Mg. B. Zn. C. Al. D. Fe.

Câu 8. Quặng hematit đỏ có thành phần chính là:

A. FeCO₃ B. Fe₂O₃ khan C. Fe₂O₃.nH₂O D. FeO

Câu 9. Quặng manhetit có thành phần chính là:

A. FeO B. Fe₂O₃ C. Fe₃O₄ D. FeS₂

Câu 10. Cho phản ứng: FeO + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + H₂O.

Trong phương trình của phản ứng trên, khi hệ số của FeO là 3 thì hệ số của HNO₃ là

A. 6. B. 8. C. 4. D. 10.

Câu 11. Thực hiện các thí nghiệm sau:

(a) Sục khí Cl₂ vào dung dịch NaOH ở nhiệt độ thường.

(b) Cho Fe₃O₄ vào dung dịch HCl loãng (dư).

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

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

Trong các thí nghiệm trên, sau phản ứng, số thí nghiệm tạo ra hai muối là

A. 2. B. 4. C. 1. D. 3.

Câu 12. Cho sơ đồ chuyển hoá: Fe₃O₄ + dung dịch HI (dư) → X + Y + H₂O.

Biết X và Y là sản phẩm cuối cùng của quá trình chuyển hoá. Các chất X và Y là

A. FeI₃ và I₂. B. Fe và I₂. C. FeI₂ và I₂. D. FeI₃ và FeI₂.

Câu 13. Nhúng một lá Fe vào dung dịch chứa một trong những chất sau: FeCl_3; AlCl₃; CuSO₄; HCl; HNO₃ (đặc, nguội dư); H₂SO₄ (đặc, nóng, dư); H₂SO₄ (loãng). Số trường hợp tạo muối sắt (II) là:

A. 3. B. 4. C. 5. D. 6.

Câu 14. Nguyên tắc luyện thép từ gang là:

A. Dùng O₂ oxi hoá các tạp chất Si, P, S, Mn, ... trong gang để thu được thép.

B. Dùng chất khử CO khử oxit sắt thành sắt ở nhiệt độ cao.

C. Dùng CaO hoặc CaCO₃ để khử tạp chất Si, P, S, Mn, ... trong gang để thu được thép

D. Tăng thêm hàm lượng cacbon trong gang để thu được thép.

Câu 15. Cho các phát biểu sau:

(1) Nung đến cùng Fe(OH)₂ ngoài không khí thu được FeO

(2) Fe tác dụng với H₂SO₄ loãng thu được Fe₂(SO₄)₃

(3) Cho HCl tác dụng lần lượt với: Cu, K₂SO₄, NaHCO₃, FeCO₃, Fe(NO₃)₂, CuO, BaSO₄. Số phản ứng xảy ra là 4 phản ứng.

(4) Cho a mol Fe tác dụng với 1,2a mol Cl₂ thu được 0,6a mol FeCl₃.

(5) Cho CO dư đi qua hỗn hợp rắn X gồm Fe₂O₃, CuO, Al₂O₃ thu được hỗn hợp rắn Y gồm Fe, Cu, Al.

(6) Fe tan hoàn toàn trong HCl đặc nguội.

Số phát biểu sai là:

A. 3 B. 4 C. 2 D. 6

Câu 16. Cho Fe tác dụng với HNO₃ đặc, nóng, thu được khí X có màu nâu đỏ. Khí X là

A. N₂. B. N₂O. C. NO. D. NO₂.

Câu 17. Cho kim loại Fe lần lượt phản ứng với các dung dịch: FeCl₃, Cu(NO₃)₂, AgNO₃, MgCl₂. Số trường hợp xảy ra phản ứng hóa học là

A. 4. B. 3. C. 1. D. 2.

Câu 18. Oxit nào sau đây bị oxi hóa khi phản ứng với dung dịch HNO₃ loãng?

A. MgO. B. FeO. C. Fe₂O₃. D. Al₂O₃.

Câu 19. Tiến hành các thí nghiệm sau:

(a) Cho kim loại Fe vào dung dịch CuCl₂.

(b) Cho Fe(NO₃)₂ tác dụng với dung dịch HCl.

(c) Cho FeCO₃ tác dụng với dung dịch H₂SO₄ loãng.

(d) Cho Fe₃O₄ tác dụng với dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng, dư.

Số thí nghiệm tạo ra chất khí là :

A. 2. B. 3. C. 4. D. 1.

Câu 20. Cho dung dịch FeCl₃ tác dụng với dung dịch NaOH tạo thành kết tủa có màu

A. nâu đỏ. B. trắng. C. xanh thẫm. D. trắng xanh.

Câu 21. Đốt cháy hoàn toàn m gam Fe trong khí Cl₂ dư, thu được 6,5 gam FeCl₃. Giá trị của m là

A. 2,24. B. 1,12. C. 2,80. D. 0,56.

Câu 22. Hòa tan hoàn toàn m gam Fe vào dung dịch HCl dư, thu được 2,24 lít khí H₂ (đktc). Giá trị của m là

A. 11,2. B. 5,6. C. 2,8. D. 8,4.

Câu 23. Nung x mol Fe trong không khí một thời gian thu được 16,08 gam hỗn hợp H gồm 4 chất rắn: Fe và 3 oxit của nó. Hòa tan hết lượng hỗn hợp H trên bằng dung dịch HNO₃ loãng, thu được 672 ml khí NO duy nhất (đktc). Giá trị của x là:

A. 0,21 B. 0,1 C. 0,24 D. Không xác định

Câu 24. Hệ số cân bằng đứng trước chất bị oxi hóa bên chất tham gia của phản ứng:

Fe_xO_y + CO → Fe_mO_n + CO₂

A. mx – 2ny B. my – nx C. m D. nx – my

Câu 25. Hòa tan 0,784 gam bột sắt trong 100 ml dung dịch AgNO₃ 0,3M. Khuấy đều để phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 100 ml dung dịch A. Nồng độ mol/l chất tan trong dung dịch A là:

A. Fe(NO₃)₂ 0,12M; Fe(NO₃)₃ 0,02M C. Fe(NO₃)₂ 0,14M

B. Fe(NO₃)₃ 0,1M D. Fe(NO₃)₂ 0,14M; AgNO₃ 0,02M

Câu 26. Khối lượng tinh thể FeSO₄.7H₂O cần dùng để thêm vào 198,4 gam dung dịch FeSO₄ 5% nhằm thu được dung dịch FeSO₄ 15% là:

A. 65,4 gam B. 30,6 gam C. 50 gam D. Tất cả đều sai

Câu 27. Hòa tan Fe₂(SO₄)₃ vào nước, thu được dung dịch A. Cho dung dịch A tác dụng với dung dịch Ba(NO₃)₂ dư, thu được 27,96 gam kết tủa trắng. Dung dịch A có chứa:

A. 0,08 mol Fe³⁺ B. 0,09 mol SO₄^2- C. 12 gam Fe₂(SO₄)₃ D. B,C đều đúng.

Câu 28. Hòa tan hỗn hợp ba kim loại Zn, Fe, Cu bằng dung dịch HNO₃ loãng. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được chất không tan là Cu. Phần dung dịch sau phản ứng có chứa chất tan nào:

A. Zn(NO₃)₂; Fe(NO₃)₃ C. Zn(NO₃)₂; Fe(NO₃)₂

B. Zn(NO₃)₂; Fe(NO₃)₂; Cu(NO₃)₂ D. Zn(NO₃)₂; Fe(NO₃)₃; Cu(NO₃)₂

Câu 29. Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm hoàn toàn m gam Fe₂O₃ với 8,1 gam Al. Chỉ có oxit kim loại bị khử tạo kim loại. Đem hòa tan hỗn hợp các chất thu được sau phản ứng bằng dung dịch NaOH dư thì có 3,36 lít H₂ (đktc) thoát ra. Giá trị của m là:

A. 24 gam B. 16 gam C. 8 gam D. Tất cả đều sai

Câu 30. Cho luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m gam một oxit sắt Fe_xO_y, đun nóng, thu được 57,6 gam hỗn hợp chất rắn gồm Fe và các oxit. Cho hấp thụ khí thoát ra khỏi ống sứ vào dung dịch nước vôi trong dư thì thu được 40 gam kết tủa. Giá trị của m là:

A. 64 gam B. 56 gam C. 80 gam D. 69,6 gam

Câu 31. Đem nung Fe(NO₃)₂ cho đến khối lượng không đổi, thì sau khi nhiệt phân, phần chất rắn còn lại sẽ như thế nào so với chất rắn trước khi nhiệt phân?

A. Tăng 11,11%

B. Giảm 55,56%.

C. Tùy theo đem nung trong không khí hay chân không mà kết quả sẽ khác nhau

D. Giảm 60%

Câu 32. Một oxit sắt có khối lượng 25,52 gam. Để hòa tan hết lượng oxit sắt này cần dùng vừa đủ 220 ml dung dịch H₂SO₄ 2M (loãng). Công thức của oxit sắt này là:

A. Fe₃O₄ B. FeO₄ C. Fe₂O₃ D. FeO

Câu 33. Khử hoàn toàn một oxit sắt nguyên chất bằng CO dư ở nhiệt độ cao. Kết thúc phản ứng, khối lượng chất rắn giảm đi 27,58%. Oxit sắt đã dùng là:

A. Fe₂O₃

B. Fe₃O₄

C. FeO

D. Cả 3 trường hợp A, B, C đều thỏa đề bài.

Câu 34. Để m gam bột kim loại sắt ngoài không khí một thời gian, thu được 2,792 gam hỗn hợp A gồm sắt kim loại và ba oxit của nó. Hòa tan tan hết hỗn hợp A bằng dung dịch HNO₃ loãng, thu được một muối sắt (III) duy nhất và có tạo 380,8 ml khí NO duy nhất thoát ra (đktc). Giá trị của m là:

A. 2,24 gam B. 3,36 gam C. 2,8 gam D. 0,56 gam.

Câu 35. Hòa tan hết hỗn hợp gồm a mol FeS₂ và 0,1 mol Cu₂S trong dung dịch HNO₃ loãng, chỉ thu được hai muối sunfat và có khí NO thoát ra. Giá trị của a là:

A. 0,2 B. 0,15 C. 0,25 D. 0,1.

Câu 36. Cho 2,236 gam hỗn hợp A dạng bột gồm Fe và Fe₃O₄ hòa tan hoàn toàn trong 100 ml dung dịch HNO₃ có nồng độ C (mol/l), có 246,4 ml khí NO (đktc) thoát ra. Sau phản ứng còn lại 0,448 gam kim loại. Giá trị của C là:

A. 0,5M B. 0,68M C. 0,4M D. 0,72M

Câu 37. Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm với 3,24 gam Al và m gam Fe₃O₄. Chỉ có oxit kim loại bị khử tạo kim loại. Đem hòa tan các chất thu được sau phản ứng nhiệt nhôm bằng dung dịch Ba(OH)₂ có dư thì không thấy chất khí tạo ra và cuối cùng còn lại 15,68 gam chất rắn. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là:

A. 10,44 gam B. 116,00 gam C. 8,12 gam D. 18,56 gam.

Câu 38. Hỗn hợp A gồm mẩu đá vôi (chứa 80% khối lượng CaCO₃) và mẩu quặng Xiđerit (chứa 65% khối lượng FeCO₃). Phần còn lại trong đá vôi và quặng là các tạp chất trơ. Lấy 250 ml dung dịch HCl 2,8M cho tác dụng với 38,2 gam hỗn hợp A. Phản ứng xảy ra hoàn toàn. Kết luận nào dưới đây phù hợp:

A. Không đủ HCl để phản ứng hết các muối cacbonat

B. Các muối cacbonat phản ứng hết, do có HCl dư

C. Phản ứng xảy ra vừa đủ

D. Không đủ dữ kiện để kết luận

Câu 39. Đem hòa tan 5,6 gam Fe trong dung dịch HNO₃ loãng, sau khi kết thúc phản ứng, thấy còn lại 1,12 gam chất rắn không tan. Lọc lấy dung dịch cho vào lượng dư dung dịch AgNO₃, sau khi kêt thúc phản ứng, thấy xuất hiện m gam chất không tan. Giá trị của m là:

A. 4,48 B. 8,64 C. 6,48 D. 19,36

Câu 40. Đem nung 14,52 gam một muối nitrat của một kim loại cho đến khối lượng không đổi, chất rắn còn lại là một oxit kim loại, có khối lượng giảm 9,72 gam so với muối nitrat. Kim loại trong muối nitrat trên là:

A. Ag B. Zn C. Cu D. Fe