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

Chọn đáp án B.
Chất rắn không tan là Cu => X chứa HCl dư, FeCl₂, CuCl₂.
X không tác dụng với Cu.

Chọn đáp án D. Sắt bị thụ động hóa trong dung dịch $H_{2}S{O}_4$ đặc nguội hoặc dung dịch $HN{O}_3$ đặc nguội.

Có 7 chất bao gồm.

$N{a}_{2}S$, NaI, FeS, $F{e}_3{O}_4$, FeO, $Fe(OH{)}_2$, $FeS{O}_4$ $\Rightarrow$ Chọn A

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.

Quy A về Cu, Al, Fe và O ⟹ [O] + H₂SO₄ → SO₄²⁻ + H₂O ⟹ $n_O=n_{H_{2}S{O}_4}=0,17$ mol.

H₂ + [O] → H₂O (trừ Al₂O₃) ⟹ $n_{A{l}_2{O}_3}=(0,17-0,08)/3=0,03$ mol ⟹ $n_{Al}=0,06$ mol.

Rắn gồm 0,03 mol Al₂O₃ và Fe₂O₃ ⟹ $n_{F{e}_2{O}_3}=(6,66-0,03\times 102)/160=0,0225$ mol

⟹ $n_{Fe}=0,045$ mol ⟹ $n_{Cu}=(8,14-0,06\times 27-0,045\times 56-0,17\times 16)/64=0,02$ mol.

⟹ $n_{O/oxits\acute{\stackrel{˘}{a}}t}=0,17-0,09-0,02=0,06$ mol ⟹ Fe : O = 0,045 : 0,06 = 3 : 4 ⟹ Fe₃O₄

⟹ $m_{oxits\acute{\stackrel{˘}{a}}t}=0,015\times 232=3,48$ (g) ⟹ chọn A.

- Dung dịch Y gồm Fe³⁺, H⁺, Na⁺, NO₃⁻ và SO₄²⁻ (dung dịch Y không chứa Fe²⁺, vì không tồn tại dung dịch cùng chứa Fe²⁺, H⁺ và NO₃⁻).

- Khi cho dung dịch Y tác dụng với 0,135 mol Cu thì:

− BT e ⟹ $n_{F{e}^{3+}}=2n_{Cu}-3n_{NO}=0,18$ mol

$n_{H^{+}(dư)}=4n_{NO}=0,12$ mol

- Khi cho dung dịch Y tác dụng với Ba(OH)₂ ta có:

$n_{BaS{O}_4}=n_{NaHS{O}_4}=(m_{k\acute{\hat{e}}ttủa}-107n_{F{e}^{3+}})/233=0,58$ mol

- Xét dung dịch Y, có: − BTĐT ⟹ $n_{N{O}_3^{-}}=2n_{S{O}_4^{2-}}-(3n_{F{e}^{3+}}+n_{H^{+}}+n_{N{a}^{+}})=0,08$ mol

⟹ $m_Y=23n_{N{a}^{+}}+56n_{F{e}^{3+}}+n_{H^{+}}+62n_{N{O}_3^{-}}+96n_{S{O}_4^{2-}}=84,18$ (g)

− BT H ⟹ $n_{H_{2}O}=(n_{NaHS{O}_4}+n_{HN{O}_3}-n_{H^{+}(dư)})/2=0,31$ mol

- Xét hỗn hợp khí Z, có $n_{C{O}_2}=x$ mol và $n_{NO}=4x$ mol. Mặt khác:

− BTKL ⟹ $44n_{C{O}_2}+30n_{NO}=m_X+120n_{NaHS{O}_4}+n_{HN{O}_3}-m_Y-18n_{H_{2}O}$ ⟹ $44x+4x\cdot 30=4,92$ (g) ⟹ $x=0,03$ mol

- Quay trở lại hỗn hợp rắn X, ta có:

− BT N ⟹ $n_{Fe(N{O}_3{)}_2}=\frac{n_{N{O}_3^{-}}+n_{NO}-n_{HN{O}_3}}{2}=\frac{0,08+0,12-0,16}{2}=0,02$ mol và $n_{FeC{O}_3}=n_{C{O}_2}=0,03$ mol

mà $n_{F{e}_3{O}_4}=\frac{n_{O(trongoxit)}}{4}$ ⟹ $n_{F{e}_3{O}_4}=\frac{n_{NaHS{O}_4}+n_{HN{O}_3}-2n_{C{O}_2}-4n_{NO}-n_{H^{+}(dư)}}{8}=0,01$ mol

⟹ $\%m_{Fe}=\frac{m_X-232n_{F{e}_3{O}_4}-116n_{FeC{O}_3}-180n_{Fe(N{O}_3{)}_2}}{m_X}.100=37,33$

Y chứa $H_2$ ⟹ Z không chứa $N{O}_3^{-}$. Lập sơ đồ phản ứng:

$${\left\{\begin{array}{c}Mg\\ Fe\\ F{e}_3{O}_4\\ FeC{O}_3\end{array}\right\}}_{31,12(g)}+\left\{\begin{array}{c}{H}_{2}S{O}_4\\ KN{O}_3\end{array}\right\}\to \left\{\begin{array}{c}C{O}_2\\ NO\\ N{O}_2\\ H_2\end{array}\right\}+H_{2}O+\left\{\begin{array}{c}M{g}^{2+}\\ F{e}^{2+}\\ K^{+}\\ N{H}_4^{+}\\ S{O}_4^{2-}\end{array}\right\}\{\begin{array}{l}-\stackrel{BaC{l}_2}{\to }140,965(g)\downarrow \\ -\stackrel{NaOH}{\to }\left\{\begin{array}{c}Mg(OH{)}_2\\ Fe(OH{)}_2\end{array}\right\}\downarrow +N{H}_3\uparrow +\left\{\begin{array}{c}N{a}_{2}S{O}_4\\ K_{2}S{O}_4\end{array}\right\}\end{array}$$

$n_{H_{2}S{O}_4}=n_{S{O}_4^{2-}}=n_{BaS{O}_4}=140,965÷233=0,605$ mol; $n_{N{H}_4^{+}}=n_{kh\acute{ı}}=0,56÷22,4=0,025$ mol.

▶ Bảo toàn điện tích: $n_{N{a}^{+}}+n_{K^{+}/Z}=2n_{S{O}_4^{2-}}$ ⟹ $n_{KN{O}_3}=n_{K^{+}}=0,605\times 2-1,085=0,125$ mol ⟹ (b) sai

● Đặt $n_{M{g}^{2+}}=x$; $n_{F{e}^{2+}}=y$ ⟹ $n_{NaOH}=2x+2y+0,025=1,085$ mol; $m_{k\acute{\hat{e}}ttủa}=58x+90y=42,9$ g.

⟹ Giải hệ có: x = 0,15 mol; y = 0,38 mol ⟹ (e) đúng.

▶ m $=0,15\times 24+0,38\times 56+0,125\times 39+0,025\times 18+0,605\times 96=88,285$ (g) ⟹ (a) sai.

Bảo toàn khối lượng: $m_{H_{2}O}=31,12+0,605\times 98+0,125\times 101-88,285-0,2\times 29,2=8,91$ (g) ⟹ $n_{H_{2}O}=0,495$ mol.

Bảo toàn nguyên tố Hidro: $n_{H_2}=(0,605\times 2-0,025\times 4-0,495\times 2)/2=0,06$ mol.

Bảo toàn nguyên tố Nito: $\sum n_{(NO,N{O}_2)}=\sum n_{N/Y}=0,125-0,025=0,1$ mol.

⟹ $n_{FeC{O}_3}=n_{C{O}_2}=0,2-0,1-0,06=0,04$ mol ⟹ $\%m_{FeC{O}_3}=0,04\times 116÷31,12\times 100\%=14,91\%$ ⟹ (c) sai.

▶ $m_X=m_{Mg}+m_{Fe}+m_O+m_{C{O}_3}$ ⟹ $m_O=31,12-0,15\times 24-0,38\times 56-0,04\times 60=3,84$ (g).

⟹ $n_O=0,24$ mol ⟹ $n_{F{e}_3{O}_4}=0,06$ mol ⟹ (d) sai ⟹ chỉ có (e) đúng ⟹ chọn A.

▶ Nhận xét: Để chuẩn hơn nên là Z không chứa ion $F{e}^{3+}$.

Đáp án C

▶ Quy X về Fe và S với số mol lần lượt là x và y.

m${}_X$ = 56x + 32y = 7,52(g) || Bảo toàn electron:

3x + 6y = 0,96 mol ⇒ giải hệ có: x = 0,06 mol; y = 0,13 mol.

▶ Rắn gồm 0,03 mol Fe${}_2$O${}_3$ và 0,13 mol BaSO${}_4$.

⇒ m${}_{r\acute{\stackrel{˘}{a}}n}$ = 0,03 × 160 + 0,13 × 233 = 35,09(g)

Chọn đáp án B.
Hỗn hợp X tan hoàn toàn trong dung dịch HCl dư.
$2Al+6HCl\to 2AlC{l}_3+3H_2$

$F{e}_2{O}_3+6HCl\to 2FeC{l}_3+3H_{2}O$ (x → 2x mol)

$Cu+2FeC{l}_3\to CuC{l}_2+2FeC{l}_2$ (x → 2x mol)

Đáp án C

n${}_{Fe}$ = 0,15 mol; n${}_{H^{+}}$ = 0,2 mol ∥ Fe + 2H${}^{+}$ → Fe${}^{2+}$ + H${}_2$↑ ⇒ Fe dư ⇒ n${}_{Fephảnứng}$ = 0,1 mol

∥⇒ m${}_{mu\acute{\hat{o}}ikhan}$ = m${}_{Fephảnứng}$ + m${}_{Cl}$ + m${}_{SO4}$ = 0,1 × 56 + 0,1 × 35,5 + 0,05 × 96 = 13,95(g) ⇒ chọn C.

Ps: nếu không so sánh Fe và H${}^{+}$ mà mặc định cho Fe hết thì sẽ chọn đáp án sai!.

Cụ thể: m${}_{mu\acute{\hat{o}}ikhan}$ = m${}_{Fe}$ + m${}_{Cl}$ + m${}_{SO4}$ = 8,4 + 0,1 × 35,5 + 0,05 × 96 = 16,75(g)

Đáp án C

Đặt n${}_{CO}$ = x; n${}_{CO2}$ = y ⇒ n${}_{kh\acute{ı}}$ = x + y = 0,5 mol ∥ m${}_{kh\acute{ı}}$ = 28x + 44y = 0,5 × 20,4 × 2.

∥⇒ giải hệ cho: x = 0,1 mol; y = 0,4 mol. Lại có: CO + [O] → CO${}_2$ ⇒ n${}_{Om\acute{\hat{a}}tđi}$ = n${}_{CO2}$ = 0,4 mol.

▶ m = m${}_Y$ + m${}_{Om\acute{\hat{a}}tđi}$ = 64 + 0,4 × 16 = 70,4(g)

Đáp án C

Do Y tác dụng AgNO₃ sinh ra NO $\Rightarrow$ trong Y có chứa H⁺ và NO₃⁻ hết.

$4H^{+}+N{O}_3^{-}+3e\to NO+2H_{2}O\Rightarrow$ ở phản ứng đầu, $n_{H^{+}}=0,4–0,02\times 4=0,32$ mol.

$\Rightarrow n_{N{O}_3^{-}}=0,32÷4=0,08$ mol $\Rightarrow n_{Fe(N{O}_3{)}_2}=0,04$ mol.

Đặt $n_{FeC{l}_2}=x$ mol; $n_{Cu}=y$ mol. $m_X=127x+64y+0,04\times 180=23,76$ gam.

Bảo toàn nguyên tố Clo: $n_{AgCl}=2x+0,4$ mol.

Bảo toàn nguyên tố Ag: $n_{Ag}=0,58–(2x+0,4)=0,18–2x$ mol.

Bảo toàn electron cả quá trình: $n_{FeCl2}+2n_{Cu}+n_{Fe(NO3)2}=n_{Ag}+\frac{3}{4}{n}_{H^{+}}$.

$\Rightarrow x+2y+0,04=0,18-2x+\frac{3}{4}\times 0,4\Rightarrow$ giải: $x=0,08$ mol; $y=0,1$ mol.

$\Rightarrow n_{Ag}=0,02$ mol; $n_{AgCl}=0,56$ mol $\Rightarrow m=0,02\times 108+0,56\times 143,5=82,52$ gam.

Cách khác: $n_{NO}=n_{H^{+}}÷4=0,4÷4=0,1$ mol.

Bảo toàn nguyên tố Nitơ: $n_{N{O}_3^{-}}=0,04\times 2+0,58-0,1=0,56$ mol.

Bảo toàn nguyên tố Fe: $n_{F{e}^{3+}}=x+0,04$ mol.

Bảo toàn điện tích: $(x+0,04)\times 3+2y=0,56$ mol $\Rightarrow x$ và $y$

$\Rightarrow$ giải tương tự như cách trên!

Đáp án A

Đáp án B

Chọn B.
- Quá trình: $\mathrm{F}{\mathrm{e}}_2{\mathrm{O}}_3$ (a mol), $\mathrm{FeO}$ (b mol), $\mathrm{Cu}$ (m(g)) $\stackrel{\mathrm{HCl}(\mathrm{d}\text{-})}{\to }$ $\{\begin{array}{l}\mathrm{Cu}(\mathrm{d}\text{-}):0,2\mathrm{m}(\mathrm{g})\\ \mathrm{F}{\mathrm{e}}^{2+},\mathrm{C}{\mathrm{u}}^{2+},\mathrm{C}{\mathrm{l}}^{-},{\mathrm{H}}^{+}\text{(dung dịch Y)}\end{array}$ $\stackrel{\mathrm{AgN}{\mathrm{O}}_3}{\to }$ $\mathrm{Ag}$, $\mathrm{AgCl}+\mathrm{NO}$ (141,6 (g)↓, c mol)
- Xét hỗn hợp kết tủa ta có: $\stackrel{\text{BT: Cl}}{\to }$ ${\mathrm{n}}_{\mathrm{AgCl}}={\mathrm{n}}_{\mathrm{HCl}}=0,84\mathrm{mol}$ $\Rightarrow$ ${\mathrm{n}}_{\mathrm{Ag}}=\frac{{\mathrm{m}}_{\downarrow }-143,5{\mathrm{n}}_{\mathrm{AgCl}}}{108}=0,195\mathrm{mol}$
- Khi cho X tác dụng với HCl và dung dịch Y tác dụng với AgNO₃ thì ta có hệ sau:
$\to \{\begin{array}{l}160{\mathrm{n}}_{\mathrm{F}{\mathrm{e}}_2{\mathrm{O}}_3}+72{\mathrm{n}}_{\mathrm{FeO}}+64{\mathrm{n}}_{\mathrm{Cu}(\mathrm{p}\text{-})}=\mathrm{m}-{\mathrm{m}}_{\mathrm{r}\text{aˆˊn}}\\ \stackrel{\text{Theo @Ở ta cả}}{\to }\frac{{\mathrm{m}}_{\mathrm{Fe}}}{{\mathrm{m}}_{\mathrm{X}}}=0,525\\ \stackrel{\text{BT: e}}{\to }{\mathrm{n}}_{\mathrm{FeO}}+2{\mathrm{n}}_{\mathrm{Cu}(\mathrm{p}\text{-})}=3{\mathrm{n}}_{\mathrm{NO}}+{\mathrm{n}}_{\mathrm{Ag}}\\ {\mathrm{n}}_{\mathrm{HCl}}=6{\mathrm{n}}_{\mathrm{F}{\mathrm{e}}_2{\mathrm{O}}_3}+2{\mathrm{n}}_{\mathrm{FeO}}+4{\mathrm{n}}_{\mathrm{NO}}\end{array}$ $\to \{\begin{array}{l}160\mathrm{a}+72\mathrm{b}+64\mathrm{a}=0,8\mathrm{m}\\ \frac{56,2\mathrm{a}+56\mathrm{b}}{\mathrm{m}}=0,525\\ \mathrm{b}+2\mathrm{a}=3\mathrm{c}+0,195\\ 6\mathrm{a}+2\mathrm{b}+4\mathrm{c}=0,84\end{array}$ $\Rightarrow \{\begin{array}{l}\mathrm{a}=0,05\\ \mathrm{b}=0,2\\ \mathrm{c}=0,035\\ \boxed{\mathrm{m}=32}\end{array}$

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 $\Rightarrow V_{HCl}=\frac{0,52}{2}=\boxed{0,26(l)}$
- Khi cho dung dịch Y tác dụng với $AgN{O}_3$ thì: $\{\begin{array}{l}\stackrel{\text{BT:e}}{\to }{n}_{Ag}=n_{FeC{l}_2}=0,26\text{ mol}\\ n_{AgCl}=n_{HCl(t\acute{\hat{o}}ithiểu)}=0,52\text{ mol}\end{array}$
- Khi đó: $m_{\downarrow }=108n_{Ag}+143,5n_{AgCl}=\boxed{102,7(g)}$

Đáp án C

Đáp án C

Sơ đồ phản ứng:

$$\{\begin{array}{l}FeO\\ F{e}_2{O}_3\\ F{e}_3{O}_4\end{array}\iff H_{2}S{O}_4\{\begin{array}{l}F{e}^{2+}\\ F{e}^{3+}\\ S{O}_4^{2-}\end{array}-\stackrel{C{l}_2}{\to }-\{\begin{array}{l}F{e}^{3+}\\ S{O}_4^{2-}\\ C{l}^{-}\end{array}$$

Khối lượng muối tăng là do có thêm lượng Cl-.

$\Rightarrow n_{C{l}^{-}}=\frac{97,5-90,4}{35,5}=0,2$

Ta thấy, $F{e}^{2+}$ phản ứng với $C{l}_2$.

$\Rightarrow n_{F{e}^{2+}}=n_{C{l}^{-}}=0,2$

Trong 90,4 gam muối khan có FeSO${}_4$ và Fe${}_2$(SO${}_4$)${}_3$.

Ta có: $152n_{FeS{O}_4}+400n_{F{e}_2(S{O}_4{)}_3}=90,4\iff n_{F{e}_2(S{O}_4{)}_3}=0,15$

Quy đổi hỗn hợp đầu về FeO và Fe${}_2$O${}_3$.

Khối lượng hỗn hợp là: m = 0,2×72 + 0,15×160 = 38,4

(AI giải đề cho tôi)
Nhúng Cu vào dung dịch FeCl3 xảy ra phản ứng hóa học trực tiếp: Cu + 2FeCl3 → CuCl2 + 2FeCl2 (ion: Cu + 2Fe^{3+} → Cu^{2+} + 2Fe^{2+}). Đây là ăn mòn hóa học, không phải ăn mòn điện hóa học (không tạo pin với hai điện cực) → ý a Sai. Trong phản ứng, Cu tan thành Cu^{2+} vào dung dịch, không có kim loại nào kết tủa bám lên thanh Cu (Fe^{3+} chỉ bị khử về Fe^{2+}, không khử về Fe vì Cu không đủ mạnh) nên khối lượng thanh giảm: m2 < m1 → ý b Sai và ý c Sai. Phương trình ở ý d dùng Fe^{2+} làm chất oxi hóa là sai vì E°(Fe^{2+}/Fe) = -0,447 V < E°(Cu^{2+}/Cu) = 0,340 V, Cu không khử Fe^{2+} được; phản ứng đúng phải là Cu + 2Fe^{3+} → Cu^{2+} + 2Fe^{2+} → ý d Sai. Kết quả khớp với bảng đáp án nguồn: a) S, b) S.
a) (AI giải đề cho tôi)
Đây là phản ứng ăn mòn hóa học trực tiếp giữa Cu và Fe^{3+} (Cu + 2Fe^{3+} → Cu^{2+} + 2Fe^{2+}), không phải ăn mòn điện hóa học vì không có sự tạo thành pin (cặp điện cực khác nhau).
b) (AI giải đề cho tôi)
Cu tan vào dung dịch thành Cu^{2+}, không có kim loại kết tủa bám lên thanh nên khối lượng giảm: m2 < m1.
c) (AI giải đề cho tôi)
Fe^{3+} chỉ bị khử về Fe^{2+} (E° Fe^{3+}/Fe^{2+} = 0,771 V), không khử về Fe; Cu không thể khử Fe^{2+} về Fe nên không có lớp Fe bám trên thanh Cu.
d) (AI giải đề cho tôi)
Phương trình sai: Fe^{2+} không oxi hóa được Cu vì E°(Fe^{2+}/Fe) = -0,447 V < E°(Cu^{2+}/Cu) = 0,340 V. Phản ứng đúng: Cu + 2Fe^{3+} → Cu^{2+} + 2Fe^{2+}.

(AI giải đề cho tôi)
Khối lượng Fe2O3 trong quặng: $m_{F{e}_2{O}_3}=320\times 75\%=240$ g $\Rightarrow n_{F{e}_2{O}_3}=1,5$ mol.

Phản ứng: $F{e}_2{O}_3+6HN{O}_3\to 2Fe(N{O}_3{)}_3+3H_{2}O$

- $n_{Fe(N{O}_3{)}_3}=3$ mol → $m_{Fe(N{O}_3{)}_3}=726$ g
- $n_{HN{O}_3}=9$ mol → $m_{HN{O}_3}=567$ g → $m_{ddHN{O}_3}=\frac{567}{0,42}=1350$ g
- Nước trong dung dịch X: $1350-567+3\times 1,5\times 18=783+81=864$ g

Gọi tinh thể là $Fe(N{O}_3{)}_3\cdot n{H}_{2}O$ (M $=242+18n$), số mol tinh thể $x=\frac{691,51}{242+18n}$.

Sau khi kết tinh, dung dịch bão hòa ở 5°C (độ tan 53,14 g/100 g nước):
$$\frac{726-242x}{864-18nx}=\frac{53,14}{100}$$

Thay $x$ và giải: $726-242x=0,5314(864-18nx)$ $\Rightarrow 266,87=x(242-9,5652n)$.

Kết hợp với $x(242+18n)=691,51$, chia hai phương trình:
$$\frac{242+18n}{242-9,5652n}=\frac{691,51}{266,87}=2,5913\Rightarrow n=9$$

Vậy tinh thể là $Fe(N{O}_3{)}_3\cdot 9H_{2}O$, khối lượng mol $=242+9\times 18=404$ g/mol.

Kiểm tra: $x=691,51/404=1,7117$ mol; muối tan còn lại $=726-414,22=311,78$ g; nước còn lại $=864-277,29=586,71$ g; tỉ số $=311,78/586,71=0,5314$ ✓ khớp độ tan 53,14.