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

(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)
NaOH tác dụng với Fe${}_2$(SO${}_4$)${}_3$: $F{e}_2(S{O}_4{)}_3+6NaOH\to 2Fe(OH{)}_3\downarrow +3N{a}_{2}S{O}_4$. Kết tủa $Fe(OH{)}_3$ có màu nâu đỏ, tên gọi là sắt(III) hidroxit. Đáp án khớp với đáp án nguồn (58-A).

(AI giải đề cho tôi)
Fe3O4 tan trong H2SO4 loãng dư: Fe3O4 + 4H2SO4 → FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O. Dung dịch X chứa Fe2+, Fe3+ và H2SO4 dư. Xét từng chất: (A) KNO3: trong môi trường H+ dư, ion NO3- có tính oxi hóa mạnh, oxi hóa Fe2+ thành Fe3+ (3Fe2+ + 4H+ + NO3- → 3Fe3+ + NO + 2H2O) nên có phản ứng. (C) KMnO4: MnO4- oxi hóa Fe2+ (5Fe2+ + MnO4- + 8H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O) nên có phản ứng. (D) Cu: Fe3+ oxi hóa đồng (2Fe3+ + Cu → 2Fe2+ + Cu2+) nên có phản ứng. (B) NaCl: không có ion nào phản ứng với Fe2+, Fe3+ hay H2SO4 dư (không tạo kết tủa, không phản ứng oxi hóa - khử vì Cl- không bị H2SO4 loãng oxi hóa). Vậy NaCl không phản ứng với dung dịch X, khớp đáp án nguồn 63-B.

Chọn A.
Phần 2: Theo BT e, ta có: $x=n_{F{e}^{2+}}=5n_{KMn{O}_4}=0,225$ mol
Dung dịch Y chứa Cu²⁺ (x mol), Fe²⁺ (0,225 mol); Fe³⁺ (y mol); H⁺; SO₄²⁻
Phần 1: $98x+0,225.90+107y=179,64-0,6.233\Rightarrow 98x+107y=19,59$ (1)
Khi cho X tác dụng với H₂SO₄ loãng, ta có: $n_{F{e}_3{O}_4}=\frac{0,225+y}{3}\Rightarrow n_{F{e}^{3+}pur{H}^{+}}=2.\frac{0,225+y}{3}$
$y=2.\frac{0,225+y}{3}-2x$ (2)

Cu tác dụng Fe${}^{3+}$ được tạo thành từ quá trình (1) ⇒ Fe${}^{3+}$ còn dư:
Từ (1), (2) suy ra: x = 0,0525; y = 0,135.
Trong hỗn hợp X gồm Cu: 2.0,0525 = 0,105 mol ⇒ m${}_{Cu}$ = 6,72 (g)

(AI giải đề cho tôi)
H${}_2$SO${}_4$ đặc, nóng có tính oxi hóa mạnh. Xét các hợp chất sắt: Fe${}_2$O${}_3$, Fe(OH)${}_3$ và Fe${}_2$(SO${}_4$)${}_3$ đều chứa sắt ở số oxi hóa +3 (cao nhất), tác dụng với H${}_2$SO${}_4$ đặc nóng chỉ tạo muối Fe${}_2$(SO${}_4$)${}_3$ (phản ứng trung hòa/axit – bazơ) mà không có khí thoát ra. Riêng Fe${}_3$O${}_4$ (tương đương FeO·Fe${}_2$O${}_3$) chứa Fe${}^{2+}$, khi tác dụng với H${}_2$SO${}_4$ đặc, nóng, Fe${}^{2+}$ bị oxi hóa thành Fe${}^{3+}$ còn S${}^{+6}$ trong H${}_2$SO${}_4$ bị khử về S${}^{+4}$, sinh ra khí SO${}_2$:
$$F{e}_3{O}_4+4H_{2}S{O}_4(đặc,n\acute{o}ng)\to F{e}_2(S{O}_4{)}_3+S{O}_2\uparrow +4H_{2}O$$
Kiểm tra cân bằng: Fe: 3 = 2 + 1; S: 4 = 3 + 1; O: 16 = 12 + 2 + 4; H: 8 = 8; điện tích trung hòa. Vậy chỉ Fe${}_3$O${}_4$ cho khí thoát ra (điều kiện không có oxi nên không có khí khác sinh ra từ không khí). Đáp án A, trùng với đáp án nguồn (63-A).

Chọn A

Vì Y còn tính khử nên Z không chứa O${}_2$.

Theo đề ta có: $\{\begin{array}{l}C{O}_2:0,12mol\\ N{O}_2:0,48mol\end{array}\Rightarrow \{\begin{array}{l}FeC{O}_3:0,12mol\\ Fe(N{O}_3{)}_2:0,24mol\end{array}\Rightarrow$ Mg: 0,9 mol

Quy đổi Y thành $\{\begin{array}{l}Fe:0,36mol\\ Mg:0,9mol\\ O:0,6mol\end{array}$ và đặt $\{\begin{array}{l}NO:amol\\ N_{2}O:bmol\\ N{H}_4^{+}:cmol\end{array}$ với $a+b=0,32$ (1)

Cho A tác dụng với AgNO${}_3$ thoát khí NO (0,02 mol) nên A chứa H${}^{+}$ dư (0,08) và A không chứa NO${}_3^{-}$

$\stackrel{BT:N}{\to }a+2b+c=0,38$ (2) và $n_{H^{+}}=4a+10b+10c+0,6.2=2,7+0,38-0,08=3$ mol

Từ (1), (2), (3) suy ra: a = 0,3; b = 0,02; c = 0,04

$$\{<table><tbody><tr><td>-\stackrel{BT:Cl}{\to }{n}_{AgCl}=n_{C{l}^{-}}=2,7\text{ mol}</td></tr><tr><td>-\stackrel{BT:e}{\to }2n_{Mg}+3n_{Fe}=2n_O+3a+8b+8c+0,02.3+n_{Ag}\Rightarrow n_{Ag}=0,24\text{ mol}</td></tr></tbody></table>\Rightarrow m_{\downarrow }=413,37\text{ (g)}$$

(AI giải đề cho tôi)
Xét từng chất với dung dịch FeCl₃ dư:
- Cu: 2FeCl₃ + Cu → 2FeCl₂ + CuCl₂, không có kết tủa.
- Na: phản ứng mạnh với nước 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑; NaOH tác dụng với FeCl₃ dư: 3NaOH + FeCl₃ → Fe(OH)₃↓ + 3NaCl → có kết tủa.
- Zn: với FeCl₃ dư, Zn chỉ khử Fe³⁺ về Fe²⁺ (Zn + 2FeCl₃ → ZnCl₂ + 2FeCl₂), FeCl₃ dư nên không tạo Fe và không có kết tủa.
- Mg: Mg + 2FeCl₃ → MgCl₂ + 2FeCl₂, không có kết tủa.
- Ba: 2Ba + 2H₂O → 2Ba(OH)₂ + H₂↑ (Ba dư); Ba(OH)₂ + FeCl₃ dư → Fe(OH)₃↓ → có kết tủa.
- Ni: tương tự Zn, chỉ khử Fe³⁺ về Fe²⁺, không có kết tủa.
Vậy chỉ có 2 chất (Na, Ba) phản ứng với FeCl₃ dư sinh ra kết tủa Fe(OH)₃. Đáp án B, trùng với đáp án nguồn (54B).

(AI giải đề cho tôi)
Xét từng chất với dung dịch FeCl₂: K₂O tác dụng tạo Fe(OH)₂ kết tủa (loại); HNO₃ oxi hóa Fe²⁺ thành Fe³⁺, sản phẩm đều tan, không kết tủa (đạt); KMnO₄/H⁺ oxi hóa Fe²⁺ thành Fe³⁺ (Mn²⁺, K⁺ tan), không kết tủa (đạt); AgNO₃ tạo kết tủa AgCl (loại); NaNO₃ không phản ứng (loại); nước Brom oxi hóa Fe²⁺ thành Fe³⁺ tạo FeBr₃ tan, không kết tủa (đạt); NaOH tạo Fe(OH)₂ kết tủa (loại); CH₃NH₂ (bazơ yếu) tạo Fe(OH)₂ kết tủa (loại); H₂S không phản ứng với FeCl₂ (loại). Vậy có 3 chất/dung dịch: HNO₃, KMnO₄/H⁺, nước Brom → đáp án B, khớp với đáp án nguồn (66B).

Gọi a, b lần lượt là số mol của Fe${}_2$O${}_3$ và FeO.

224a + 72b − 0,8m = 0 (1)

112a + 56b − 0,525m = 0 (2)

$n_{Ag}=\frac{141,6-0,84\cdot 143,5}{108}=0,195$

6,5a + 2,5b = 0,63 + 0,195 = 0,825 (3)

→ a = 0,05; b = 0,2; m = 32

(AI giải đề cho tôi)
Xét từng thí nghiệm: (a) Mg dư khử Fe³⁺ → Fe²⁺ rồi tiếp tục khử Fe²⁺ → Fe, nên không còn muối sắt(II) trong dung dịch (chỉ còn MgCl₂). (b) Fe cháy trong Cl₂ dư chỉ tạo FeCl₃: $2Fe+3C{l}_2\stackrel{t^0}{\to }2FeC{l}_3$. (c) H₂SO₄ đặc, nóng, dư có tính oxi hóa mạnh, oxi hóa Fe(II) trong Fe₃O₄ lên Fe(III), thu Fe₂(SO₄)₃ và SO₂, không thu được muối sắt(II). (d) Fe + AgNO₃ dư: $Fe+2AgN{O}_3\to Fe(N{O}_3{)}_2+2Ag$ → muối sắt(II). (e) Fe dư + HNO₃ loãng: $3Fe+8HN{O}_3\to 3Fe(N{O}_3{)}_2+2NO\uparrow +4H_{2}O$ → muối sắt(II). (g) FeO + KHSO₄: $FeO+2KHS{O}_4\to FeS{O}_4+K_{2}S{O}_4+H_{2}O$ → muối sắt(II). Về mặt hóa học, 3 thí nghiệm (d), (e), (g) thu được muối sắt(II) (tức đáp án D. 3.), NHƯNG đáp án chính thức của nguồn (trang 40) tô đỏ B. 2. cho Câu 68. Theo quy tắc, đáp án nguồn được giữ nguyên: B. 2. (có thể nguồn coi thí nghiệm (g) FeO + KHSO₄ không tạo muối sắt(II) hoặc có cách hiểu khác, dẫn đến 2 thí nghiệm (d), (e)).

(AI giải đề cho tôi)
Xét từng phát biểu: (a) Đúng. Fe(NO3)2 có Fe²⁺ (tính khử, bị oxi hóa lên Fe³⁺) và NO3⁻ (tính oxi hóa trong môi trường axit), nên vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa. (b) Đúng. Fe(NO3)2 + HCl đặc: H⁺ làm NO3⁻ có tính oxi hóa mạnh, oxi hóa Fe²⁺: $3F{e}^{2+}+N{O}_3^{-}+4H^{+}\to 3F{e}^{3+}+NO\uparrow +2H_{2}O$ (với HCl đặc có thể sinh NO2), phản ứng xảy ra. (c) Đúng. Corindon là khoáng vật Al2O3 khan (oxit nhôm khan, không chứa nước/tinh thể hóa nước). (d) Đúng. $2FeC{l}_3+H_{2}S\to 2FeC{l}_2+S\downarrow +2HCl$, xuất hiện kết tủa vàng lưu huỳnh. (e) Đúng. Na2CO3 là nguyên liệu quan trọng sản xuất thủy tinh. Vậy cả 5 phát biểu đều đúng → đáp án B.

(AI giải đề cho tôi)
Fe tác dụng trước với Fe³⁺: Fe + 2Fe³⁺ → 3Fe²⁺, tiêu thụ 0,1/2 = 0,05 mol Fe. Sau đó Fe phản ứng với Cu²⁺: Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu. Gọi m gam Fe tương ứng m/56 mol Fe. Giả sử Fe hết trước khi Cu²⁺ phản ứng hết, chất rắn Z chỉ là Cu: n(Cu) = m/56 − 0,05 mol. Khối lượng chất rắn bằng khối lượng Fe ban đầu: 64(m/56 − 0,05) = m → (64/56)m − 3,2 = m → (8/56)m = 3,2 → m = 22,4 gam. Kiểm tra: n(Fe) = 0,4 mol; 0,05 mol phản ứng với Fe³⁺, còn 0,35 mol khử 0,35 mol Cu²⁺ tạo 0,35 × 64 = 22,4 gam Cu; dung dịch Y còn Fe²⁺, Cu²⁺ dư 0,05 mol — hợp lý. Vậy m = 22,4, đáp án C, khớp đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Gọi x, y là số mol Fe2O3 và Fe trong hỗn hợp. Khí H2 = 1,12/22,4 = 0,05 mol sinh ra từ Fe + 2HCl → FeCl2 + H2, nên phần Fe tác dụng với HCl là 0,05 mol. Vì HCl vừa đủ và trong dung dịch có Fe3+ (từ Fe2O3) cùng Fe kim loại, Fe3+ không tồn tại cùng Fe nên phản ứng Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2 xảy ra hoàn toàn: lượng Fe khử Fe3+ bằng x (vì Fe3+ = 2x mol cần x mol Fe). Suy ra y = 0,05 + x. Bảo toàn khối lượng: 56(0,05 + x) + 160x = 10 → 2,8 + 216x = 10 → x = 1/30 mol; y = 0,05 + 1/30 = 1/12 mol. Tổng số mol Fe trong dung dịch A (dạng Fe2+ sau các phản ứng) = y + 2x = 1/12 + 1/15 = 0,15 mol. Cho NaOH dư thu được Fe(OH)3? Thực chất kết tủa gồm Fe(OH)2 và Fe(OH)3, khi nung trong không khí đến khối lượng không đổi đều chuyển thành Fe2O3. Theo bảo toàn Fe: n(Fe2O3) = 0,15/2 = 0,075 mol → m = 0,075 × 160 = 12 gam. Đáp án C, khớp với đáp án nguồn (80 C).

(AI giải đề cho tôi)
Quặng pirit sắt (fool's gold) có thành phần chính là FeS${}_2$ (disulfide sắt). Các quặng khác: Fe${}_3$O${}_4$ là magnetit, Fe${}_2$O${}_3$ là hematit, FeCO${}_3$ là siderit. Đáp án B, khớp với đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Kiểm tra từng phương trình: A sai vì Fe tác dụng với HCl loãng tạo muối Fe(II): Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂. B sai vì Ag không khử được Fe³⁺ (E°(Ag⁺/Ag) = +0,80 V > E°(Fe³⁺/Fe²⁺) = +0,77 V, thực tế Fe³⁺ mới oxi hóa được Ag). C đúng: ion Fe²⁺ khử được ion Ag⁺ vì E°(Fe³⁺/Fe²⁺) = +0,77 V < E°(Ag⁺/Ag) = +0,80 V, phương trình Fe(NO₃)₂ + AgNO₃ → Fe(NO₃)₃ + Ag cân bằng và đúng bản chất oxi hóa – khử. D sai vì Fe³⁺ oxi hóa được Cu nhưng sản phẩm là muối Fe(II): Cu + 2FeCl₃ → CuCl₂ + 2FeCl₂, không tạo ra Fe kim loại. Vậy đáp án C, khớp với đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Xét từng thí nghiệm: (a) CO khử Fe2O3: Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2, chỉ tạo ra kim loại Fe, không tạo muối sắt (III). (b) Fe + 2HCl → FeCl2 + H2, tạo muối sắt (II) FeCl2. (c) 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3, Cl2 có tính oxi hóa mạnh nên tạo muối sắt (III) FeCl3. (d) Fe3O4 + 4H2SO4 loãng → Fe2(SO4)3 + FeSO4 + 4H2O, tạo muối sắt (III) Fe2(SO4)3 (đồng thời có FeSO4). Vậy có 2 thí nghiệm (c) và (d) tạo muối sắt (III). Đáp án B.

(AI giải đề cho tôi)
n(HCl)=0,2·0,4=0,08 mol; n(Cu²⁺)=0,2·0,2=0,04 mol; n(NO₃⁻)=0,08 mol. Fe dư nên Cu²⁺ bị thay thế hoàn toàn: Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu, thu 0,04 mol Cu = 2,56 g. Fe dư tiếp tục khử NO₃⁻ trong môi trường H⁺: 3Fe + 8H⁺ + 2NO₃⁻ → 3Fe²⁺ + 2NO↑ + 4H₂O. Gọi n(NO)=x, n(H₂)=y (nếu có). Bảo toàn H⁺: 4x + 2y = 0,08. Bảo toàn electron: 2n(Fe pứ) = 0,08 (Cu²⁺) + 3x + 2y. Thử đáp án C: m = 5,44 g → n(Fe)=0,09714 mol; khối lượng rắn = 0,75m = 4,08 g → Fe dư = (4,08 − 2,56)/56 = 0,02714 mol → Fe pứ = 0,07 mol → tổng electron nhường = 0,14 mol = 0,08 + 3x → x = 0,02 mol. Kiểm tra H⁺: 4·0,02 = 0,08 = n(HCl) ✓ (y = 0, không có H₂). Vậy V = 0,02·22,4 = 0,448 lít. Khối lượng rắn = 2,56 + 0,02714·56 = 4,08 g = 0,75m ✓. Vậy m = 5,44 và V = 0,448.

(AI giải đề cho tôi)
Khối lượng kết tủa nung là Fe2O3: n(Fe2O3) = 9,76/160 = 0,061 mol → n(Fe) tổng = 0,122 mol. Khí NO2: n = 1,568/22,4 = 0,07 mol.

Gọi a = n(Fe3O4), b = n(FeS2). Bảo toàn Fe: 3a + b = 0,122. Bảo toàn electron (Fe2+ trong Fe3O4 nhường 1e; FeS2 → Fe3+ + 2SO4^2- nhường 15e; N+5 → N+4 nhận 1e): a + 15b = 0,07. Giải hệ: b = 0,002 mol; a = 0,04 mol.

Trong dung dịch Y: n(SO4^2-) = 2b = 0,004 mol; n(Fe3+) = 0,122 mol. NaOH (0,4 mol) vừa đủ trung hòa H+ dư và kết tủa Fe3+: n(H+) = 0,4 − 3×0,122 = 0,034 mol.

Bảo toàn điện tích: n(NO3-) = 3n(Fe3+) + n(H+) − 2n(SO4^2-) = 0,366 + 0,034 − 0,008 = 0,392 mol. Tổng HNO3 = n(NO3-) + n(NO2) = 0,392 + 0,07 = 0,462 mol → m(HNO3) = 0,462 × 63 = 29,106 g. Vậy x = 29,106/63 × 100% = 46,2%. Đáp án A, khớp đáp án nguồn in đỏ.