Title 1.3. Bài toán Fe, Cu, CuO, Fe(OH)n, FexOy tác dụng với HNO3.doc ✅

1.3. Bài toán Fe, Cu, CuO, Fe(OH) n , Fe x O y tác dụng với HNO 3 . A. Định hướng tư duy Với dạng bài toán này ngoài việc vận dụng linh hoạt các định luật bảo toàn (đặc biệt là bảo toàn e) chúng ta cần sử dụng tư duy phân chia nhiệm vụ H + theo các phương trình phản ứng sau: Những phương trình quan trọng cần nhớ (thuộc lòng). 3322(1).2HNOeNONOHO 332(2).4HNO3e3NONO2HO 3322(3).10HNO8e8NONO5HO 33432(4).10HNO8e8NONHNO3HO 3322(5).12HNO10e10NON6HO 2 332(6).2HNOO2NOHO 332(7).HNOOHNOHO Lưu ý: Số mol 3NO (ở bên phải các phương trình) chạy vào trong các muối. B. Ví dụ minh họa Câu 1: Cho một luồng khí CO đi qua ống sử đựng m gam Fe 2 O 3 nung nóng. Sau một thời gian thu được 10,44 gam chất rắn X gồm Fe, FeO, Fe 2 O 3 và Fe 3 O 4 . Hòa tan hết X trong dung dịch HNO 3 đặc, nóng thu được 4,368 lít NO 2 (sản phẩm khử duy nhất ở đktc). Tính m? A. 12 B. 8 C. 20 D. 24 Định hướng tư duy giải: BTE 56a16b10,44Fe:a(mol)a0,15 10,44 O:b(mol)b0,12753a2b0,195     BTNT,Fe m0,075.16012(gam) Giải thích tư duy: Bài toán này chúng ta vận dụng định luật BTE cho cả quá trình bằng cách tách hỗn hợp ban đầu ra thành Fe và O. Khi đó chất khử là Fe còn chất oxit hóa là O và N +5 Câu 2: Cho 61,2 gam hỗn hợp X gồm Cu và Fe 2 O 3 tác dụng với dung dịch HNO 3 loãng, đun nóng và khuấy đều. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 3,36 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc), dung dịch Y và còn lại 2,4 gam kim loại. Cô cạn dung dịch Y, thu được m gam muối khan. Giá trị của m là A. 97,5 B. 137,1 C. 108,9 D. 151,5 Định hướng tư duy giải: 64a232b58,8a0,375 61,22,458,8 2a2b0,45b0,15       32 BTKL 32 FeNO:0,45 Ym151,5(gam) CuNO:0,375     Giải thích tư duy: Bài toán nhìn thấy có kim loại Cu dư nên muối cuối cùng chỉ là Cu 2+ và Fe 2+ . Ta chỉ xét phần bị tan là 58,8 gam khi đó chất khử là Cu và chất oxi hóa là Fe 3+ và N +5 . Ở đây tôi đặt số mol Cu và Fe 3 O 4 lần lượt là a và b. Câu 3: Hoà tan m gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe(OH) 2 , FeCO 3 , Fe 3 O 4 (số mol Fe 3 O 4 bằng 1 4 số mol hỗn hợp) bằng dung dịch HNO 3 dư thu được 15,68 lít NO và CO 2 có tỷ khối hơi của hỗn hợp so với hiđro là 18. Cô cạn dung dịch thu được (m + 284,4) gam muối khan. Giá trị của m là A. 75,6 B. 201,6 C. 151,2 D. 302,4 Định hướng tư duy giải: hh 2 NO n0,7(mol) CO   
34 23 NOeXFeO BTNT.C COFeCO n0,4(mol)nn0,4.31,2(mol)n0,3(mol) n0,3(mol)n0,3(mol)      m284,4(1,20,3.2).242m151,2 Giải thích tư duy: Các bạn để ý nhanh sẽ thấy các chất trong X đều còn 1e có thể bật ra khi gặp HNO 3 do đó số mol e = 1,2 mol. Do HNO 3 dư nên muối cuối cùng là Fe(NO 3 ) 3 . Chú ý rằng các chất đều có 1 Fe trừ Fe 3 O 4 Câu 4: Hỗn hợp X gồm Cu và Fe 3 O 4 . Hoà tan m gam hỗn hợp X bằng dung dịch H 2 SO 4 loãng dư thu được dung dịch Y và 8 45 m gam chất rắn không tan. Hoà tan m gam hỗn hợp X bằng dung dịch HNO 3 dư thu được 0,05 mol NO 2 (sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của m là : A. 8,4 B. 3,6 C. 4,8 D. 2,3 Định hướng tư duy giải: Có ngay 34 Cu:a(mol)8m37m mm360a FeO:a(mol)4545    2 BTE Fe Cu 81 2a.360a.a0,05a0,01(mol)m3,6(gam) 4564      Giải thích tư duy: Vì H 2 SO 4 là loãng dư nên chất rắn là Cu. Theo BTE thì số mol Cu = số mol Fe 3 O 4 (Cu nhường 2e còn Fe 3+ nhận 1e). Khi cho X tác dụng HNO 3 dư thì toàn bộ Cu sẽ tan hết nên ta có phương trình BTE như bên cạnh. Câu 5: Cho 18,56 gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe 3 O 4 tác dụng với 200ml dung dịch HNO 3 loãng nóng và khuấy đều. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 2,24 lít khí NO duy nhất (đktc), dung dịch Y và còn lại 1,466 gam kim loại. Phần trăm khối lượng FeSO 4 trong 18,56 gam hỗn hợp ban đầu là: A. 37,5% B. 40,72% C. 27,5% D. 41,5% Định hướng tư duy giải: Ta có BTE 56a232b18,56 a0,206 1,466 a.20,1.32bb0,03 56       Giải thích tư duy: Có Fe dư nên muối cuối cùng là Fe 2+ . Chất khử (nhường e) ở đây là phần Fe bị tan. Chất oxi hóa là Fe 3+ trong Fe 3 O 4 và N +5 chuyển thành khí NO. Câu 6: Hỗn hợp X gồm FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , CuO. Hoà tan m gam hỗn hợp X trong dung dịch HCl vừa đủ thu được dung dịch Y chứa m+63,25 gam chất tan. Dung dịch Y tác dụng với tối đa 0,52 mol KMnO 4 trong môi trường H 2 SO 4 . Nếu cho m gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HNO 3 loãng dư (sản phẩm khử duy nhất là NO) thì số mol HNO 3 tham gia phản ứng là A. 3,0 B. 2,8 C. 2,9 D. 2,7 Định hướng tư duy giải: 2 BTe ONOFen1,15n0,52.52,6n0,1 3 H HNOn0,1.41,15.22,7 Giải thích tư duy: + Chuyển dịch điện tích O 2- a mol  Cl - 2a mol. Từ đó tìm được a = 1,15. Y tác dụng với KMnO 4 thì chất khử là Fe 2+ chất oxi hóa là Mn 7+ xuống Mn 2+ . + Tư duy phân chia NV.H + để có số mol HNO 3 . Câu 7: Cho hỗn hợp gồm 6,96 gam Fe 3 O 4 và 6,40 gam Cu vào 300 ml dung dịch HNO 3 C M (mol/l). Sau khi các phản ứng kết thúc thu được khí NO, dung dịch X và còn lại 1,60 gam Cu. Giá trị C M là A. 0,15 B. 1,20 C. 1,50 D. 0,12 Định hướng tư duy giải:
34 NO FeO:0,030,075.20,03.2 n0,03 Cu:0,13    3 H HNOMn0,36C1,2 Giải thích tư duy: Vì có Cu dư nên muối cuối cùng chỉ là muối Cu 2+ và Fe 2+ . Chất nhường e là Cu tan và chất nhận e là Fe 3+ trong Fe 3 O 4 và N +5 biến thành NO (N +2 ) Câu 8: Cho 0,24 mol Fe và 0,03 mol Fe 3 O 4 vào dung dịch HNO 3 loãng, kết thúc phản ứng thu được dung dịch X và 3,36 gam kim loại dư. Khối lượng muối có trong dung dịch X là: A. 48,6 gam B. 58,08 gam C. 56,97 gam D. 65,34 gam Định hướng tư duy giải: Ta có: FeBTNT.Fe du 34 Fe n0,33Fe:0,24 FeO:0,03n0,06       3 2 BTNT.Fe FeNOn0,330,060,27m48,6 Giải thích tư duy: Vì có Fe dư nên muối cuối cùng chỉ là muối Fe 2+ BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1: Cho 22,72 gam hỗn hợp Fe, FeO, Fe 2 O 3 và Fe 3 O 4 phản ứng hết với dung dịch HNO 3 loãng dư thu được V lít khí NO (duy nhất ở đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được 77,44 gam muối khan. Số mol HNO 3 phản ứng là: A. 0,96 B. 1,06 C. 1,08 D. 1,12 Câu 2: Hòa tan m (g) hỗn hợp A gồm FeO và Fe 2 O 3 bằng dung dịch HNO 3 thu được 0,01 mol NO. Nung m (g) hỗn hợp A với a mol CO thu được b (g) chất rắn B rồi hòa tan trong HNO 3 thu được 0,034 mol NO. Giá trị của a là: A. 0,024 B. 0,036 C. 0,03 D. 0,04 Câu 3: Cho 18,5 gam hỗn hợp X gồm Fe và Fe 3 O 4 tác dụng với 200 ml dung dịch HNO 3 loãng đun nóng và khuấy đều. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 2,24 lít khí NO duy nhất (đktc), dung dịch Y và còn lại 1,46 gam kim loại không tan. Nồng độ mol/l của dung dịch HNO 3 là : A. 2,7 B. 3,2 C. 1,6 D. 2,0 Câu 4: Hòa tan hết m gam hỗn hợp x mol FeO, x mol Fe 2 O 3 và y mol Fe 3 O 4 bằng dung dịch HNO3 đặc nóng thu được 6,72 lít NO 2 (đktc). Giá trị của m gam là: A. 46,4 B. 48,0 C. 35,7 D. 69,6 Câu 5: Cho khí CO đi qua ống sứ đựng 0,45 mol hỗn hợp A gồm Fe 2 O 3 và FeO nung nóng sau một thời gian thu được 51,6 gam chất rắn B. Dẫn khí đi ra khỏi ống sứ vào dung dịch Ba(OH) 2 dư thu được 88,65 gam kết tủa. Cho B tác dụng hết với dung dịch HNO 3 dư thu được V lít NO (đktc, sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của V là: A. 7,84 lít B. 8,40 lít C. 3,36 lít D. 6,72 lít Câu 6: Thổi khí CO đi qua ống sứ đựng m gam Fe 2 O 3 nung nóng. Sau phản ứng thu được m 1 gam chất rắn Y gồm 4 chất. Hòa tan hết chất rắn Y bằng dung dịch HNO 3 dư thu được 0,488 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, đo ở điều kiện chuẩn) và dung dịch Z. Cô cạn dung dịch Z thu được m 1 +16,68 gam muối khan. Giá trị của m là A. 8,0 gam B. 16,0 gam C. 12,0 gam D. không xác định được Câu 7: Để m gam phôi bào sắt ngoài không khí, sau một thời gian Fe bị oxi hóa thành hỗn hợp X gồm 4 chất rắn có khối lượng 27,2 gam. Hòa tan vừa hết X trong 300 ml dung dịch HCl nồng độ a mol/lít thấy thoát ra 3,36 lít H 2 (đktc) và dung dịch Y. Cho tiếp dung dịch HNO 3 tới dư vào dung dịch Y được dung dịch Z chứa hỗn hợp FeCl 3 , Fe(NO 3 ) 3 , HNO 3 dư và có 2,24 lít NO duy nhất thoát ra (dktc). Giá trị của m và a lần lượt là: A. 22,4 gam và 3M B. 16,8 gam và 2M C. 22,4 gam và 2M D. 16,8 gam và 3M Câu 8: Cho 30,1 gam hỗn hợp X gồm Cu và Fe 3 O 4 tác dụng với dung dịch HNO 3 loãng, đun nóng và khuấy đều. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 1,68 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N +5 , ở đktc), dung dịch Y và còn dư 0,7 gam kim loại. Cô cạn dung dịch Y, khối lượng muối khan thu được là
A. 75,75 gam B. 54,45 gam C. 89,7 gam D. 68,55 gam Câu 9: Khi cho 39,2 gam hỗn hợp M gồm Fe, FeO, Fe 2 O 3 , CuO và Cu (trong đó oxi chiếm 18,367% về khối lượng) tác dụng với lượng dư dung dịch HNO 3 nồng độ a mol/l thì thể tích dung dịch HNO 3 tham gia phản ứng là 850 ml. Sau phản ứng thu được 0,2 mol NO (sản phẩm khử duy nhất của N +5 ). Giá trị của a là A. 2,0 B. 1,0 C. 1,5 D. 3,0 Câu 10: Cho 13,6 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 tác dụng với 500 ml dung dịch HNO 3 aM thu được 2,24 lít NO (đktc) là sản phẩm khử duy nhất và dung dịch X. X có thể hoà tan tối đa 6,44 gam sắt (khí NO thoát ra duy nhất). Giá trị của a là A. 1,64 B. 1,38 C. 1,28 D. 1,48 Câu 11: Đốt cháy m gam Fe trong không khí được 8,96 gam hỗn hợp A gồm bốn chất rắn. Cho 8,96 gam A tác dụng với lượng dư dd HNO 3 đặc nóng thu được 1,792 lít khí NO 2 duy nhất (đktc). Giá trị của m là: A. 5,60 B. 6,72 C. 8,40 D. 1,50 Câu 12: X là hỗn hợp gồm Fe và 2 oxit của sắt. Hòa tan hết 15,12 gam X trong dung dịch HCl dư, sau phản ứng thu được 16,51 gam muối Fe (II) và m gam muối Fe (III). Mặt khác, khi cho 15,12 gam X phản ứng hoàn toàn với dung dịch acid nitric loãng dư thì giải phóng 1,568 lít NO (sản phẩm khử duy nhất - ở đktc ). Thành phần % về khối lượng của Fe trong X là ? A. 11,11% B. 29,63% C. 11,81% D. 33,33% Câu 13: Thổi hỗn hợp khí CO và H 2 đi qua a gam hỗn hợp gồm CuO và Fe 3 O 4 có tỉ lệ mol 1:2, sau phản ứng thu được b gam chất rắn A. Hòa tan hoàn toàn b gam A bằng dung dịch HNO 3 loãng dư, thu được dung dịch X (không chứa ion Fe 2+ ). Cô cạn dung dịch X thu được 41 gam muối khan. a gam nhận giá trị nào ? A. 9,8 B. 10,6 C. 12,8 D. 13,6 Câu 14: Hòa tan hết 4 gam hỗn hợp A gồm Fe và 1 oxit sắt trong dung dịch acid HCl dư thu được dung dịch X. Sục khí C1 2 cho đến dư vào X thu được dung dịch Y chứa 9,75 gam muối tan. Nếu cho 4 gam A tác dụng với dung dịch HNO 3 loãng dư thì thu được V lít NO (sản phẩm khử duy nhất - đktc). V = ? A. 0,896 B. 0,747 C. 1,120 D. 0,672 Câu 15: Hòa tan hoàn toàn 5,4 gam một oxit sắt vào dung dịch HNO 3 dư thu được 1,456 lít hỗn hợp NO và NO 2 (đktc - ngoài ra không còn sản phẩm khử nào khác). Sau phản ứng khối lượng dung dịch tăng lên 2,49 gam so với ban đầu. Số mol HNO 3 phản ứng là: A. 0,44 mol B. 0,29 mol C. 0,58 mol D. 0,25 mol Câu 16: Cho luồng khí CO đi qua một lượng quặng hematit T (chứa Fe 2 O 3 ) thì thu được 300,8 gam hỗn hợp các chất rắn X và thoát ra hỗn hợp khí Y. Cho hấp thụ toàn bộ khí Y bằng dung dịch NaOH dư thấy khối lượng bình NaOH tăng thêm 52,8 gam. Đem chất rắn X hòa tan trong dung dịch HNO 3 dư thu được 387,2 gam muối. Thành phần % khối lượng của Fe 2 O 3 trong quặng là : A. 80% B. 60% C. 50% D. 40% Câu 17: Oxi hóa chậm m gam Fe ngoài không khí sau một thời gian thu được 12 gam hỗn hợp X (Fe, FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 ). Để hòa tan hết X, cần vừa đủ 300 ml dung dịch HCl 1M, đồng thời giải phóng 0,672 lít khí (đktc). Tính m ? A. 10,08 B. 8,68 C. 9,84 D. 10,64 Câu 18: Y là một hỗn hợp gồm sắt và 2 oxit của nó. Chia Y làm hai phần bằng nhau: Phần 1: Đem hòa tan hết trong dung dịch HCl dư thu được dung dịch Z chứa a gam FeCl 2 và 13 gam FeCl 3 Phần 2: Cho tác dụng hết với 875 m1 dung dịch HNO 3 0,8M (vừa đủ) thu được 1,568 lít khí NO (đktc - sản phẩm khử duy nhất). Tính a? A. 10,16 B. 16,51 C. 11,43 D. 15,24 Câu 19: Hòa tan hết 13,12 gam hỗn hợp gồm Fe và Fe 3 O 4 trong dung dịch HNO 3 loãng dư, thu được dung dịch X chứa 48,4 gam muối và a mol khí NO (sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của a là. A. 0,16 mol B. 0,12 mol C. 0,15 mol D. 0,20 mol Câu 20: Hòa tan hết 15,6 gam hỗn hợp X gồm Fe và Fe 3 O 4 trong dung dịch HNO 3 loãng dư, thu được dung dịch Y chứa 50,82 gam muối và khí NO (sản phẩm khử duy nhất). Phần trăm khối lượng của Fe trong X là? A. 14,36% B. 7,18% C. 10,77% D. 16,15% Câu 21: Hòa tan hết 21,52 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO và Fe 3 O 4 trong dung dịch HNO 3 loãng dư, thu được dung dịch X chứa m gam muối và 4,704 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của m là?