LUYỆN TẬP: TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA SẮT VÀ HỢP CHẤT CỦA SẮT
A. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM
1. Sắt.
- Cấu hình electron : [Ar] 3d64s2.
- Dễ nhường 2e ở phân lớp 4s thể hiện số oxi hóa +2 và có thể nhường thêm 1e ở phân lớp 3d thể hiện ở số oxi hóa +3.
2. Hợp chất của sắt.
- Tính chất hóa học đặc trưng của hợp chất Fe(II) là tính khử : Fe2+ -> Fe3+ + 1e
- Tính chất hóa học đặc trưng của hợp chất Fe(III) là tính oxi hóa :
Fe3+ + 1e -> Fe2+ ; Fe3+ + 3e -> Fe
3. Hợp kim của sắt : gang và thép.
B. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Bài 1 (trang 165 SGK Hoá học 12):
Điền công thức hóa học của chất vào những chỗ trống và lập các phương trình hóa học sau:
a. Fe + H2SO4đặc → SO2 + ………
b. Fe + HNO3đặc → NO2 + ………
c. Fe + HNO3loãng → NO + ………
d. FeS + HNO3 → NO + Fe2(SO4)3 + ………
Hướng dẫn giải:
2Fe + 6H2SO4(d) → 3SO2 + Fe2(SO4)3 + 6H2O
Fe + 6HNO3(d) → 3NO2 + Fe(NO3)3 + 3H2O
Fe + 4HNO3(l) → NO + Fe(NO3)3 + 2H2O
3FeS + 12HNO3 → 9NO + Fe2(SO4)3 + Fe(NO3)3 + 6H2O.
Bài 2 (trang 165 SGK Hoá học 12):
Bằng phương pháp hóa học, hãy phân biệt ba mẫu hợp kim sau:
Al - Fe ;Al - Cu và Cu - Fe.
Hướng dẫn giải:
-Lấy mỗi mẫu 1 ít cho ra các ống nghiệm khác nhau và đánh số thứ tự tương ứng.
-Cho lần lượt dung dịch HCl dư vào 3 mẫu:
+ Mẫu nào có khí thoát ra và kim loại tan hết là mẫu chứa Al - Fe.
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + H2↑
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑
+ Mẫu nào có khí thoát ra, vẫn còn chất rắn không tan là mẫu chứa Al - Cu và Fe- Cu ( Do Cu là kim loại đứng sau H trong dãy điện hóa nên không phản ứng với HCl)
- Cho dung dịch NaOH dư vào mẫu Al - Cu và Fe - Cu
+ Mẫu kim loại nào có khí H2 thoát ra là Al - Cu
Al + NaOH + H2O → NaAlO2 + 3/2H2↑
+ Mẫu còn lại không có hiện tượng gì là Fe - Cu.
Bài 3 (trang 165 SGK Hoá học 12):
Một hỗn hợp gồm Al,Fe,Cu.Hãy trình bày phương pháp hóa học để tách riêng từng kim loại trong hỗn hợp đó. Viết phương trình hóa học của các phản ứng.
Hướng dẫn giải:
\(Al,Fe,Cu\xrightarrow{+dd\,HC{{l}_{l,d}}}\)\(\left\{ \begin{align} & Cu \\ & dd:AlC{{l}_{3}},FeC{{l}_{2}},HC{{l}_{du}} \\ \end{align} \right.\xrightarrow{+NaOH\,du} \)
\(Fe{{(OH)}_{2}}\xrightarrow{+{{O}_{2}}+{{H}_{2}}O}Fe{{(OH)}_{3}}\xrightarrow{{{t}^{o}}}F{{e}_{2}}{{O}_{3}}\xrightarrow{+CO}Fe\)(1)
\(NaAl{{O}_{2}},NaCl,NaO{{H}_{du}}\xrightarrow{+C{{O}_{2du}}}\)\(\left\{ \begin{align} & Al{{(OH)}_{3}}\xrightarrow{{{t}^{o}}}A{{l}_{2}}{{O}_{3}}\xrightarrow{dpnc}Al \\ & NaCl,NaHC{{O}_{3}} \\ \end{align} \right. \)(2)
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑
HCl dư + NaOH → NaCl + H2O
FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2↓ + 2NaCl
AlCl3 + NaOHdư → NaAlO2 + H2O
CO2+NaOH→NaHCO3
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O \[\xrightarrow{{{t}^{o}}}\]4Fe(OH)3↓
2Fe(OH)3 \[\xrightarrow{{{t}^{o}}}\] Fe2O3 + 3H2O
Fe2O3 + 3CO \[\xrightarrow{{{t}^{o}}}\] 2Fe + 3CO2↑
NaAlO2 + CO2 + H2O → Al(OH)3↓ + NaHCO3
2Al(OH)3 \[\xrightarrow{{{t}^{o}}}\] Al2O3 + 3H2O
2Al2O3 \[\xrightarrow{pnc}\] 4Al + 3O2↑
Bài 4 (trang 165 SGK Hoá học 12):
Cho một ít bột sắt nguyên chất tác dụng hết với dung dịch H2SO4 loãng thu được 560 ml một chất khí ở đktc. Nếu cho một lượng gấp đôi bột sắt nói trên tác dụng hết với dung dịch CuSO4 thì thu được chất rắn. Tính khối lượng bột sắt đã dùng và khối lượng chất rắn thu được.
Hướng dẫn giải:
- Trường hợp 1:
Đối 560 ml = 0,56 lít
Số mol H2 là \[{{n}_{{{H}_{2}}}}=\frac{0,56}{22,4}=0,025mol\]
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Theo phương trình: nFe = nH2 = 0,025mol
→mFe =0,025.56= 1,4gam
- Trường hợp 2: Lượng Fe gấp đối nên số mol Fe khi đó là 0,025.2 = 0,05 mol
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
nFe = 0,05mol → mFe = 0,05.56 = 2,8gam
Theo phương trình: nCu = nFe = 0,05mol
→mrắn = mCu = 0,05.64 = 3,2gam
Bài 5 (trang 165 SGK Hoá học 12):
Biết 2,3 gam hỗn hợp gồm MgO, CuO, FeO tác dụng vừa đủ với 100ml dung dịch H2SO4 0,2M. Khối lượng muối thu được là :
A. 3,6 gam. B. 3,7 gam.
C. 3,8 gam. D. 3,9 gam.
Hướng dẫn giải:
Gọi công thức chung là MO
MO + H2SO4 → MSO4 + H2O
=> nO (trong oxit) = nH2SO4= 0,02 (mol)
=> mKL = m oxit - mO (trong oxit)
= 2,3 - 0,02.16
=1,98 (g)
mmuối = mKL + mSO2 − 4
= 1,98 + 0,02.96
= 3,9 (g)
Bài 6 (trang 165 SGK Hoá học 12):
Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt proton, nơtron và electron là 82, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 22. Nguyên tố X là :
A. Sắt. B.Brom.
C. Photpho. D.Crom.
Hướng dẫn giải:
Gọi số pronton là p và số notron là n.
Ta có:
\(\left\{ \begin{array}{l} 2p - n = 22\\ 2p + n = 82 \end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} p = 26\\ n = 30 \end{array} \right. \)
=> Nguyên tử khối của X = p+ n = 56
=> X là sắt
Hy vọng giải bài tập hóa học 12 tính chất hóa học của sắt do ICAN soạn thảo giúp bạn học Hoá 12 tốt hơn. Chúc các bạn học tập vui.