Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Sắt và hợp chất của sắt (Hóa học Lớp 12)

(AI giải đề cho tôi)
(a) Fe + CuCl2 → FeCl2 + Cu, không có khí. (b) Môi trường axit: NO3− + Fe2+ + H+ → Fe3+ + NO (khí), có khí. (c) FeCO3 + H2SO4 loãng → FeSO4 + CO2↑ + H2O, có khí. (d) Fe3O4 + H2SO4 đặc, nóng, dư → Fe2(SO4)3 + SO2↑ + H2O, có khí. Vậy 3 thí nghiệm tạo khí → đáp án B.

(AI giải đề cho tôi)
nFe = 7,84/56 = 0,14 mol. Khối lượng tăng 10,24 − 7,84 = 2,4 gam = 0,15 mol O nguyên tử (Fe hấp thụ oxi thành oxit, không mất chất). Khi cho X tác dụng với HNO3 loãng dư, toàn bộ Fe chuyển thành Fe3+ (HNO3 dư không tạo Fe2+). Bảo toàn electron: e nhường = 0,14 × 3 = 0,42 mol; N+5 → NO nhận 3e nên nNO = 0,42/3 = 0,14 mol → V = 0,14 × 22400 = 3136 ml. Kiểm tra: kết quả không phụ thuộc thành phần oxit của X, chỉ phụ thuộc Fe ban đầu.

(AI giải đề cho tôi)
Xét từng phát biểu: (1) Đúng — Fe²⁺ là chất oxi hóa yếu hơn Cu²⁺ nên không oxi hóa được Cu; Fe mạnh hơn Cu nên khử được Cu²⁺ (Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu). (2) Đúng — gang được sản xuất bằng cách khử quặng sắt oxit bằng than cốc (CO) trong lò cao. (3) Sai — thép có hàm lượng cacbon dưới 2% (khoảng 0,1–2%); hàm lượng 2–5% là của gang. (4) Đúng — Mg khử Fe³⁺ trước: Mg + 2FeCl₃ → MgCl₂ + 2FeCl₂; vì FeCl₃ dư nên sau phản ứng có muối FeCl₂. (5) Sai — Fe bị thụ động hóa trong HNO₃ đặc, nguội nên không tan, không tạo muối sắt (III). Vậy có 3 phát biểu đúng (1, 2, 4) → đáp án B.

(AI giải đề cho tôi)
Câu 62 (đáp án B). A sai: Cu + 2FeCl3 → CuCl2 + 2FeCl2, mà FeCl3 dư nên dung dịch chứa ba muối (FeCl3, FeCl2, CuCl2), không phải hai muối. B đúng: Fe3O4 tan trong HCl: Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O; FeCl3 sinh ra tiếp tục oxi hóa Cu: 2FeCl3 + Cu → 2FeCl2 + CuCl2, nên hỗn hợp có thể tan hết trong HCl. C sai: phản ứng 3Fe2+ + NO3- + 4H+ → 3Fe3+ + NO + 2H2O cần 4H+ cho 3Fe2+, nhưng để tạo 3FeCl3 cần 6Cl- (6HCl) thì H+ dư, còn nếu chỉ dùng 4HCl thì thiếu Cl-; do đó không thể 'vừa đủ' thu được dung dịch chỉ chứa FeCl3 (luôn dư HNO3 hoặc Fe2+ chưa oxi hóa hết). D sai: Cu không oxi hóa được Fe3+; ngược lại Fe3+ oxi hóa Cu (E° Fe3+/Fe2+ = 0,77 V > E° Cu2+/Cu = 0,34 V).

Do dùng "tối thiểu" HCl nên xảy ra các phản ứng theo thứ tự:

$$F{e}_3{O}_4+8HCl\to 2FeC{l}_3+FeC{l}_2+4H_{2}O$$

$$Fe+2FeC{l}_3\to 3FeC{l}_2$$

$$Fe+2HCl\to FeC{l}_2+H_{2}O$$

$n_{Fe}=0,2$ mol; $n_{F{e}_3{O}_4}=0,05$ mol.

Cuối cùng chỉ chứa FeCl${}_2$ ⟹ $n_{FeC{l}_2}=0,2+0,05\times 3=0,35$ mol.

Bảo toàn nguyên tố Clo: $n_{HCl}=0,35\times 2=0,7$ mol ⟹ $V=0,7÷2=0,35(l)=350$ ml.

$$FeC{l}_2+3AgN{O}_3\to Fe(N{O}_3{)}_3+Ag\downarrow +2AgCl\downarrow$$

⟹ $n_{Ag}=0,35$ mol; $n_{AgCl}=0,7$ mol ⟹ $m=0,35\times 108+0,7\times 143,5=138,25(g)$.

⟹ chọn B.

n${}_{S{O}_2}$ = 1 → n${}_e$ = 2
Phần tử X, Y nhường tương ứng x, y electron. Bảo toàn electron → x + y = 2
→ x = y = 1 là nghiệm duy nhất: Fe${}_3$O${}_4$, FeO hoặc FeO và Fe(OH)${}_2$
Sản phẩm có 1 mol Fe${}_2$(SO${}_4$)${}_3$ → Chọn cặp FeO, Fe(OH)${}_2$.

(AI giải đề cho tôi)
n(FeCl2) = 0,05 mol nên n(Cl-) = 0,1 mol. Với AgNO3 dư, xảy ra đồng thời hai phản ứng: (1) kết tủa AgCl: Cl- + Ag+ → AgCl↓, tạo 0,1 mol AgCl → m1 = 0,1 × 143,5 = 14,35 g. (2) Fe2+ khử Ag+ (Ag+ là oxi hóa mạnh hơn Fe3+/Fe2+): Fe2+ + Ag+ → Fe3+ + Ag↓, tạo 0,05 mol Ag → m2 = 0,05 × 108 = 5,4 g. Tổng khối lượng kết tủa m = 14,35 + 5,4 = 19,75 g. Khớp đáp án nguồn A.

(AI giải đề cho tôi)
Xét phản ứng của 1 mol mỗi chất với HNO3 đặc, nóng (sản phẩm khử là NO2):
- A. FeCO3: Fe2+ bị oxi hóa thành Fe3+ (nhường 1e) và CO3^2- giải phóng CO2. Phương trình: FeCO3 + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + CO2 + 2H2O. Số mol khí = 1 (NO2) + 1 (CO2) = 2 mol.
- B. Fe(OH)3: Fe đã ở số oxi hóa +3, không có CO3^2-, chỉ phản ứng trung hòa: Fe(OH)3 + 3HNO3 → Fe(NO3)3 + 3H2O. Số mol khí = 0.
- C. FeSO4: Fe2+ → Fe3+ nhường 1e sinh ra 1 mol NO2; SO4^2- không tạo khí với HNO3: 3FeSO4 + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + Fe2(SO4)3 + NO + 2H2O (tỉ lệ 1 mol khí/1 mol FeSO4). Số mol khí = 1.
- D. ZnO: chỉ phản ứng trung hòa: ZnO + 2HNO3 → Zn(NO3)2 + H2O. Số mol khí = 0.
Vậy FeCO3 tạo nhiều khí nhất (2 mol khí/mol hợp chất). Đáp án A.

Chọn B.
$-\stackrel{BT:e}{\to }2n_{Fe}+2n_{Cu}=2n_{F{e}_3{O}_4}+2n_{F{e}_2{O}_3}\to \boxed{x+y=z+t}$

$n_{Fe}$ = 0,15 mol; $n_{AgN{O}_3}$ = 0,39 mol
$$Fe+2AgN{O}_3\to Fe(N{O}_3{)}_2+2Ag$$
0,15 -> 0,3 -> 0,15 mol
$$Fe(N{O}_3{)}_2+AgN{O}_3\to Fe(N{O}_3{)}_3+Ag$$
0,09 <- 0,09 mol
⇒ $n_{Ag}$ = 0,39 mol
⇒ $m_{Ag}$ = 42,12 g
=> Đáp án B

Chọn B. Hoà tan hoàn toàn X thì: n${}_{HCl(t\acute{\hat{o}}ithiểu)}$ = 2n${}_{FeC{l}_2}$ = 2(n${}_{Fe}$ + 2n${}_{F{e}_2{O}_3}$) = 0,52 mol $\Rightarrow$ V${}_{HCl}$ = 0,52/2 = 0,26 (l). Khi cho dung dịch Y tác dụng với AgNO${}_3$ thì: $\stackrel{BT:e}{\to }$ n${}_{Ag}$ = n${}_{FeC{l}_2}$ = 0,26 mol; n${}_{AgCl}$ = n${}_{HCl(t\acute{\hat{o}}ithiểu)}$ = 0,52 mol. Khi đó: m${}_{\downarrow }$ = 108n${}_{Ag}$ + 143,5n${}_{AgCl}$ = 102,7 (g).

(AI giải đề cho tôi)
Sắt phản ứng với dung dịch CuSO${}_4$ loãng dư: Fe + CuSO${}_4$ → FeSO${}_4$ + Cu, sinh muối sắt(II). Loại A vì H${}_2$SO${}_4$ đặc, nóng thụ động hóa Fe ở nhiệt độ thường (nóng thì sinh Fe${}_2$(SO${}_4$)${}_3$, sắt(III)); B vì HNO${}_3$ đặc, nguội thụ động hóa Fe; D vì AgNO${}_3$ dư có khả năng oxy hóa Fe${}^0$ thành Fe${}^{3+}$ (Fe + 3AgNO${}_3$ dư → Fe(NO${}_3$)${}_3$ + 3Ag). Đáp án khớp với đáp án nguồn: C.

(AI giải đề cho tôi)
Khử oxit sắt bằng CO dư, chất rắn thu được là Fe: $n_{Fe}=\frac{33,6}{56}=0,6$ mol. Khí CO${}_2$ sinh ra cho kết tủa CaCO${}_3$: $n_{CaC{O}_3}=\frac{80}{100}=0,8$ mol $\Rightarrow n_{C{O}_2}=0,8$ mol. Mỗi phân tử CO lấy 1 nguyên tử O từ oxit nên số mol O bị lấy đi là 0,8 mol, khối lượng O = $0,8\times 16=12,8$ g. Vậy $m=m_{Fe}+m_O=33,6+12,8=46,4$ g. Đáp án C.

(AI giải đề cho tôi)
Số mol Fe ban đầu: $n_{Fe}=\frac{24}{160}\cdot 2=0,3$ mol.

Hòa tan X trong HCl dư:
- Khí H${}_2$: $n_{H_2}=\frac{1,792}{22,4}=0,08$ mol. Chỉ Fe kim loại tạo H${}_2$ (Fe + 2HCl → FeCl${}_2$ + H${}_2$), nên $n_{F{e}^0}=0,08$ mol.
- FeCl${}_3$: $n_{F{e}^{3+}}=\frac{19,5}{162,5}=0,12$ mol.
- Suy ra Fe(II) trong X (FeO và Fe${}_3$O${}_4$): $n_{F{e}^{2+}}=0,3-0,08-0,12=0,10$ mol.

Do bảo toàn điện tích, số mol O trong X:
$$n_O=\frac{2n_{F{e}^{2+}}+3n_{F{e}^{3+}}}{2}=\frac{2(0,10)+3(0,12)}{2}=\frac{0,56}{2}=0,28\text{mol}$$
(Không cần biết tỉ lệ FeO : Fe${}_3$O${}_4$ cụ thể.)

Khối lượng X:
$$m=m_{Fe}+m_O=0,3\cdot 56+0,28\cdot 16=16,8+4,48=21,28\text{gam}$$
Vậy $m=21,28$ gam, khớp đáp án C (cũng đúng với đáp án của đề).

(AI giải đề cho tôi) nFe = 8,4/56 = 0,15 mol; nS = 3,2/32 = 0,1 mol. Fe dư nên phản ứng Fe + S → FeS tạo 0,1 mol FeS, dư 0,05 mol Fe. Hỗn hợp X gồm 3 chất (FeS, Fe dư và S — S không tan trong HCl nên vẫn tính vào X). Hòa tan phần tan trong HCl: FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S (cần 0,2 mol HCl); Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (cần 0,1 mol HCl). Tổng nHCl = 0,3 mol → V = 0,3/1 = 0,3 lít = 300 ml. (Lưu ý: S không tan trong HCl, đề hiểu 'hòa tan hết X' theo cách xử lý của đáp án nguồn.)

(AI giải đề cho tôi)
Fe${}_3$O${}_4$ tác dụng với H${}_2$SO${}_4$ loãng: Fe${}_3$O${}_4$ + 4H${}_2$SO${}_4$ → Fe${}_2$(SO${}_4$)${}_3$ + FeSO${}_4$ + 4H${}_2$O. Cu không tác dụng với H${}_2$SO${}_4$ loãng, nhưng Fe${}^{3+}$ oxi hóa được Cu: Fe${}_2$(SO${}_4$)${}_3$ + Cu → 2FeSO${}_4$ + CuSO${}_4$. Vì sau phản ứng còn kim loại không tan (Cu dư), Fe${}^{3+}$ đã bị khử hết, nên dung dịch X chỉ chứa hai muối CuSO${}_4$ và FeSO${}_4$. Đáp án A, trùng với đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi) A: Fe + Cl₂ dư → FeCl₃ (sắt (III)). B: H₂SO₄ đặc, nóng dư oxi hóa Fe₃O₄ tạo Fe₂(SO₄)₃ và SO₂, không thu được muối sắt (II). C: Fe + AgNO₃ dư → Fe(NO₃)₂, nhưng Ag⁺ dư có thể oxi hóa tiếp Fe²⁺ thành Fe³⁺ (2Fe²⁺ + 2Ag⁺ → 2Fe³⁺ + 2Ag), nên không đảm bảo muối sắt (II). D: Fe dư + HNO₃ loãng: 4Fe + 10HNO₃(loãng) → 4Fe(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O; do Fe dư nên Fe²⁺ không bị oxi hóa thành Fe³⁺, thu được muối sắt (II).

(AI giải đề cho tôi)
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu, thu được muối sắt (II) là FeSO4. Các phương án khác: HNO3 đặc nguội và H2SO4 đặc nóng làm Fe thụ động; AgNO3 cho muối sắt (II) nhưng AgNO3 dư có thể oxi hóa Fe2+ lên Fe3+ (2Fe2+ + ... ), thực tế với AgNO3 dư Fe2+ bị oxi hóa thành Fe3+, nên không thu được muối sắt (II). Đáp án khớp với đáp án nguồn 45-B.

Hướng dẫn:

Y (Fe, Cu, O) + HCl $⟶$ H${}_2$ + H${}_2$O + T + FeCl${}_2$ (dd Z)
33,2 gam 0,4 mol 0,1 mol 0,1 mol m gam 0,2 mol
(bảo toàn H) (bảo toàn Cl)

Bảo toàn khối lượng: m = 33,2 + 0,4.36,5 – 0,1.2 - 0,1.18 - 0,2.127 = 20,4 gam