Title 1.2. Bài toán Cu, CuO, Fe(OH)n, FexOy tác dụng với HCl, H2SO4 loãng.doc ✅

1.2. Bài toán Cu, CuO, Fe(OH) n , Fe x O y tác dụng với HCl, H 2 SO 4 loãng A. Định hướng tư duy + Các bạn chú ý nếu hỗn hợp chứa chất rắn có Cu thì mặc dù là Cu không tác dụng với dung dịch HCl, H 2 SO 4 loãng nhưng Cu vẫn tan nếu hỗn hợp rắn có chứa Fe 2 O 3 hoặc Fe 3 O 4 vì ta có phản ứng 322 Cu2FeCu2Fe (1). + Theo tư duy phân chia nhiệm vụ H + ta có 2 2 2 2 2HH 2HOHO HOHHO          + Nếu chất rắn dư có chứa Cu hoặc Fe thì muối thu được chỉ là Fe 2+ và Cu 2+ . B. Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Để hòa tan vừa hết hỗn hợp bột gồm Cu và Fe 2 O 3 có tỉ lệ số mol Cu:Fe 2 O 3 =1:2 cần 400 ml dung dịch H 2 SO 4 0,75M thu được dung dịch X. Khối lượng muối sắt (III) sunfat trong dung dịch X là: A. 18 gam B. 16 gam C. 20 gam D. 24 gam Định hướng tư duy giải: Hướng tư duy 1: Điền số điện tích 2 3 BTDT BTNT.Fe2 2 4 Cu:a Fe:b X2a6a4a0,6a0,05(mol) Fe:2a SO:0,3(mol)             243 BTNT.Fe Fe(SO) 0,05.2 m.40020(gam) 2 Hướng tư duy 2: Phân chia nhiệm vụ H + + Có ngay BTNT.OH OH 23 Cu:a n0,6n12aa0,05(mol) FeO:2a    Và 243 BTNT.Fe Fe(SO) 0,05.2 m.40020(gam) 2 Giải thích tư duy: Bài toán này chúng ta có thể xử lý theo hai hướng đều rất tốt. Với hướng tư duy điền số điện tích tôi sẽ trình bày kỹ hơn cho các bạn ở các phần sau. Ví dụ 2: Hòa tan hết hỗn hợp gồm Cu, Fe(OH) 2 , Fe(OH) 3 , Cu(OH) 2 , Fe 3 O 4 có cùng số mol bằng dung dịch HCl vừa đủ thu được dung dịch Y chứa 94,05 gam chất tan. Khối lượng FeCl 2 trong dung dịch Y là: A. 50,80 gam B. 25,40 gam C. 60,96 gam D. 45,72 gam Định hướng tư duy giải: Có ngay 2334CuFe(OH)Fe(OH)FeOnnnna(mol) 2 BTNT OHOClnn2n15a(mol)n15a(mol) BTKLBTNT 94,0515a.35,5a(64.256.5)a0,1(mol) 2 BTNT.Fe FeClm0,1.4.(5635,5.2)50,8(gam) Giải thích tư duy: Để tính được số mol a ta tư theo hướng chuyển dịch điện tích hoặc phân chia nhiệm vụ H + từ đó có được số mol Cl - . Khối lượng muối = khối lượng Cl - + khối lượng các kim loại gồm Cu và Fe. Đương nhiên ta dễ thấy Cu tan hết. Ví dụ 3: Hòa tan m gam hỗn hợp bột X cùng số mol gồm Cu, FeO, Fe 2 O 3 bằng dung dịch HCl vừa đủ thu được dung dịch Y trong đó có 45,72 gam FeCl 2 . Nếu cho m gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HNO 3 loãng dư thu được V lít khí NO (đktc, sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của m và V là: A. 42,624 và 3,136 B. 42,624 và 2,688 C. 35,520 và 3,316 D. 35,520 và 2,688 Định hướng tư duy giải:
Có 2 BTNT.Fe FeCl 23 Cu:a(mol) XFeO:a(mol)n3a0,36a0,12(mol) FeO:a(mol)      BTE eNOn2.0,120,120,36(mol)n0,12(mol) BTKL m0,12(6472160)35,52(gam) V0,12.22,42,688(lit)     Giải thích tư duy: Vì số mol Cu = số mol Fe 2 O 3 nên khi cho HCl vào thì Cu cũng tan hết (xem thêm phương trình 1 bên trên). Khi cho hỗn hợp rắn vào HNO 3 thì các bạn nhớ là 3e đổi được 1NO. (Xem thêm ở phần kim loại tác dụng với HNO 3 ). Ví dụ 4: Hòa tan vừa hết m gam hỗn hợp bột X gồm Cu, Fe 3 O 4 và Fe 2 O 3 cần 800 ml dung dịch HCl 1M thu được dung dịch Y trong đó có 2 muối sắt có nồng độ bằng nhau. Mặt khác để khử hoàn toàn hỗn hợp X cần bằng H 2 dư (ở nhiệt độ cao) thu được 18,304 gam hỗn hợp kim loại. Phần trăm khối lượng của Cu trong X là: A. 5,18% B. 9,14% C. 11,26% D. 8,16% Định hướng tư duy giải: + Ta có trong X OHn0,8(mol)n0,4(mol) BTKL m18,3040,4.1624,704(gam) Điền số điện tích cho dung dịch Y 2 2 3 BTDT Cu Fe:a(mol) Fe:a(mol) Cl:0,8(mol) 0,85a n 2               BTKL CuFe 0,85a m18,30456.2a64.a0,152(mol) 2   0,02.64 %Cu5,18% 24,704 Giải thích tư duy: Bài toán này H + chỉ làm một nhiệm vụ là biến O trong các oxit thành H 2 O. Sau đó chúng ta điền số điện tích cho dung dịch Y để tính số mol Cu theo a và bảo toàn khối lượng sắt, đồng theo a để tìm ra a. BÀI TẬP RÈN LUYỆN Câu 1: Hòa tan 10 gam hỗn hợp bột gồm Cu và Fe 2 O 3 bằng dung dịch HCl dư sau phản ứng kết thúc còn lại 1,6 gam chất rắn không tan. Phần trăm khối lượng Fe 2 O 3 trong hỗn hợp đầu là: A. 50% B. 60% C. 40% D. 36% Câu 2: Hòa tan hết hỗn hợp bột X gồm Cu và Fe 2 O 3 trong 2000 gam dung dịch HCl 14,6% vừa đủ thu được dung dịch Y trong đó nồng độ % của FeCl 3 là 3,564%. Phần trăm khối lượng của muối FeCl 2 trong Y là: A. 12,128% B. 13,925% C. 15,745% D. 18,912% Câu 3: Hòa tan hết m gam hỗn hợp gồm Cu, FeCl 2 , Fe 2 O 3 trong dung dịch HCl vừa đủ thu được dung dịch Y gồm 2 muối trong đó số mol muối sắt (III) gấp 3 lần số mol muối Cu. Cho dung dịch Y tác dụng với 500 ml dung dịch AgNO 3 1M thu được 58,97 gam kết tủa. Giá trị của m là: A. 31,59 B. 63,18 C. 42,12 D. 52,65 Câu 4: Cho m gam hỗn hợp Cu và Fe 2 O 3 tác dụng với dung dịch HCl dư thu được dung dịch A và 3,2 gam chất rắn không tan. Cô cạn dung dịch A thu được 46,68 gam muối khan. m có giá trị là: A. 26,88 gam B. 33,28 gam C. 30,08 gam D. 36,48 gam Câu 5: Cho m gam hỗn hợp Cu và Fe 3 O 4 vào 400 ml dung dịch HCl thu được dung dịch A (không còn chất rắn không tan) trong đó khối lượng FeCl 3 là 9,75 gam. Thêm dung dịch NaOH dư vào dung dịch A,
sau đó lọc lấy kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 20 gam chất rắn. m có giá trị là: A. 18,80 gam B. 21,14 gam C. 24,34 gam D. 26,80 gam Câu 6: Hỗn hợp X gồm Cu, CuO, Fe 3 O 4 . Hòa tan hết m gam X trong 1,2 lít dung dịch HCl 1M thu được dung dịch Y chứa 3 chất tan có cùng nồng độ mol. Giá trị của m là: A. 36,48 hoặc 31,54 B. 34,68 hoặc 39,77 C. 36,48 hoặc 39,77 D. 34,68 hoặc 31,54 Câu 7: Cho m gam hỗn hợp Cu và Fe 2 O 3 vào dung dịch H 2 SO 4 loãng (dư), khuấy đều cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn thấy có 3,2 gam kim loại không tan và dung dịch X. Cho NH 3 tới dư vào dung dịch X, lọc lấy kết tủa, nung trong không khí đến khối lượng không đổi còn lại 16 gam chất rắn. Giá trị của m là A. 25,6 B. 32 C. 19,2 D. 35,2 Câu 8: Hòa tan hết hỗn hợp gồm Cu, Fe(OH) 2 , Fe(OH) 3 , Cu(OH) 2 , Fe 3 O 4 có cùng số mol bằng dung dịch HCl vừa đủ thu được dung dịch Y chứa 94,05 gam chất tan. Khối lượng FeCl 2 trong dung dịch Y là A. 50,80 gam B. 25,40 gam C. 60,96 gam D. 45,72 gam Câu 9: Hòa tan m gam hỗn hợp gồm Cu và Fe 3 O 4 trong dung dịch HCl dư sau phản ứng còn lại 8,32 gam chất rắn không tan và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được 61,92 gam chất rắn khan. Giá trị của m là: A. 31,04 gam B. 40,10 gam C. 43,84 gam D. 46,16 gam Câu 10: Cho a gam hỗn hợp X gồm Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 và Cu vào dung dịch HCl dư, thấy có 1 mol axit phản ứng và còn lại 0,256a gam chất rắn không tan. Mặt khác, khử hoàn toàn a gam hỗn hợp X bằng CO dư thu được 42 gam chất rắn. Phần trăm khối lượng của Cu trong hỗn hợp X là A. 25,6% B. 32,0% C. 50,0% D. 44,8% Câu 11: Cho m gam rắn X gồm Cu và Fe 3 O 4 vào dung dịch HCl dư. Sau phản ứng xong được dung dịch Y và thấy còn 5,2 gam rắn. Sục Cl 2 dư vào dung dịch Y rồi cô cạn dung dịch sau phản ứng được 31,125 gam rắn khan. Giá trị của m là: A. 20 B. 16,8 C. 21,2 D. 24,4 Câu 12: Cho m gam X gồm Cu và Fe 2 O 3 vào dung dịch HCl dư thấy sau phản ứng còn lại 1,25 gam rắn không tan. Cho NH 3 dư vào dung dịch sau phản ứng, lọc lấy kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi được 0,625m gam rắn Y. Giá trị của m là: A. 7,5 B. 12,5 C. 11,2 D. 10,0 Câu 13: Cho m gam hỗn hợp X gồm Cu và Fe 3 O 4 tác dụng với dung dịch HCl kết thúc phản ứng thu được dung dịch Y và 0,1395m gam kim loại dư. Chia dung dịch Y làm hai phần bằng nhau. Sục khí H 2 S đến dư vào phần I thu thược 1,92 gam kết tủa. Giá trị của m gần với giá trị nào dưới đây: A. 12 B. 13 C. 15 D. 16 ĐÁP ÁN VÀ ĐỊNH HƯỚNG GIẢI BÀI TẬP TỰ RÈN LUYỆN BẢNG ĐÁP ÁN 01. B 02. B 03. C 04. C 05. A 06. C 07. A 08. A 09. C 10. D 11. A 12. D 13. B Câu 1: Chọn đáp án B Định hướng tư duy giải 3 BTE CuFe 1 nn 2 hay 2334CuFeOFeO(nnn). + Do vậy ta đón đầu như sau: 23 Cu:a(mol) 101,68,4 FeO:a(mol)    BTKL 23 0,0375.160 a0,0375(mol)%FeO60% 10 Câu 2: Chọn đáp án B Định hướng tư duy giải + Vì 34 BTNT.HBTNT.Otrong X HClOFeO 2000.146 n8(mol)n4(mol)n1(mol) 36,5
+ Có ngay 3 BTEBTNT.Fetrong Xtrong Y CuFe (22a).162,5 nan22a0,03564a0,75(mol) 200064a232    2 BTNT.Fe FeCl2 2,5.127 n3(22.0,75)2,5(mol)%FeCl13,925% 200064a232  Câu 3: Chọn đáp án C Định hướng tư duy giải + Từ dữ kiện bài toán suy ra ngay 223CuFeClFeOnnna(mol) 2 2 BTDT Cu:a(mol) YFe:3a(mol). Cl:8a(mol)          Dễ thấy kết tủa có cả Ag và AgCl Chú ý: Quá trình tạo Ag sẽ diễn ra trước rồi mới tới AgCl. Do đó BTEBTNT.Ag 58,973a.108(0,53a).143,5a0,12(mol) BTKL m0,12(64127160)42,12(gam) Câu 4: Chọn đáp án C Định hướng tư duy giải + Có ngay 2BTNT.CuFe 232 CuCl:aCu:a(mol) (m3,2)46,68 FeO:a(mol)FeCl:2a    BTKL 46,68127.2a135aa0,12(mol)m3,20,12(64160)m30,08(gam) Câu 5: Chọn đáp án A Định hướng tư duy giải + Có ngay 2 3 HClBTNT.Fe FeClFe 34FeO Cu: mn0,06(mol)n3a0,06 FeO:a(mol)na(mol)     BTEBTNT.FeBTNT.FeCu Cu 23 CuO:a0,033a0,06a na0,03(mol)20 FeO:1,5a2    BTKL 34 Cu:0,04(mol) 80(a0,03)1,5a.16020a0,07(mol)m18,8(gam) FeO:0,07(mol)    Câu 6: Chọn đáp án C Định hướng tư duy giải Trường hợp 1: + Có ngay 2 2 3trong X O BTDT Cl Cu:a(mol) Fe:a(mol)a0,17143 Ym39,77 Fe:a(mol)n0,6 n7a1,2(mol)              Trường hợp 2: + Có ngay 2 2 BTDT Cl Cu:a(mol) Fe:a(mol) Ya0,24 H:a(mol) n5a1,2(mol)            BTKL O 1,20,24 n0,48(mol)0,48.160,24(6456)36,48(gam) 2   Câu 7: Chọn đáp án A Định hướng tư duy giải + Chú ý: Cu(OH) 2 tạo phức trong NH 3 dư. + Có ngay 23BTKLphan ung FeOCun0,1(mol)n0,1(mol)m0,1(64160)3,225,6(gam)