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

(AI giải đề cho tôi)
Phản ứng khử Fe3O4 bằng CO dư: Fe3O4 + 4CO → 3Fe + 4CO2. Số mol Fe3O4 = 4,64/232 = 0,02 mol → số mol Fe = 0,06 mol → m = 0,06 × 56 = 3,36 gam. Kết quả trùng với đáp án B của đề.

(AI giải đề cho tôi)
Cho dung dịch KOH dư vào dung dịch chứa ZnCl${}_2$ và FeCl${}_2$:
$$ZnC{l}_2+2KOH\to Zn(OH{)}_2\downarrow +2KCl$$
$$FeC{l}_2+2KOH\to Fe(OH{)}_2\downarrow +2KCl$$
Vì KOH dư, Zn(OH)${}_2$ lưỡng tính tan trong KOH dư:
$$Zn(OH{)}_2+2KOH\to K_{2}Zn{O}_2+2H_{2}O$$
Fe(OH)${}_2$ không lưỡng tính nên không tan. Vậy kết tủa X chỉ là Fe(OH)${}_2$ (kali zincat K${}_2$ZnO${}_2$ nằm trong dung dịch, không thuộc kết tủa X).

Cho X [Fe(OH)${}_2$] tác dụng với H${}_2$SO${}_4$ đặc, nóng (chất oxi hóa mạnh), Fe${}^{2+}$ bị oxi hóa lên Fe${}^{3+}$, S${}^{+6}$ trong H${}_2$SO${}_4$ bị khử xuống S${}^{+4}$ (SO${}_2$):
$$2Fe(OH{)}_2+4H_{2}S{O}_4(đặc,n\acute{o}ng)\to F{e}_2(S{O}_4{)}_3+S{O}_2\uparrow +6H_{2}O$$
Kiểm tra cân bằng: Fe: 2 = 2; S: 4 = 3 + 1; H: 12 = 12; O: 8 + 16 = 24 = 12 + 2 + 6. Đã cân bằng.

Do Zn đã ở dạng zincat tan trong dung dịch (không nằm trong kết tủa X), nên phản ứng với H${}_2$SO${}_4$ đặc nóng không tạo ra ZnSO${}_4$; cũng không có K${}_2$SO${}_4$ vì KOH dư không nằm trong kết tủa X. Dung dịch thu được chỉ chứa muối Fe${}_2$(SO${}_4$)${}_3$.

Kết quả khớp với đáp án nguồn (Câu 26 = C).

Hợp chất sắt (II) vừa mang tính oxi hóa vừa mang tính khử.

(a) $Fe+CuC{l}_2\to FeC{l}_2+Cu$; (b) $3F{e}^{2+}+4H^{+}+N{O}_3^{-}\to 3F{e}^{3+}+NO+2H_{2}O$; (c) $KHS{O}_4+KHC{O}_3\to K_{2}S{O}_4+C{O}_2+H_{2}O$; (d) $2F{e}_3{O}_4+10H_{2}S{O}_4$ đặc nóng $\to 3F{e}_2(S{O}_4{)}_3+S{O}_2+10H_{2}O$; (e) Không phản ứng; (g) $CaC{O}_3+H_{2}S{O}_4\to CaS{O}_4+C{O}_2+H_{2}O$.

$n_{M_2{O}_n}=x\to x(2M+16n)=3,2$ (1). $M_2{O}_n+n{H}_{2}S{O}_4\to M_2(S{O}_4{)}_n+n{H}_{2}O$: x → nx → x. $m_{M_2(S{O}_4{)}_n}=x(2M+96n)=12,9\%(3,2+98nx/10\%)$ → $x(2M-30,42n)=0,4128$ (2). (1)/(2) → $(2M-30,42n)/(2M+16n)=0,129$ → n = 3, M = 56: Oxit là $F{e}_2{O}_3$ (0,02 mol) → $n_{F{e}_2(S{O}_4{)}_3.k{H}_{2}O}=0,02\cdot 70\%=0,014$ → \%S = $0,014\cdot 3\cdot 32/7,868=17,08\%$.

Đặt u, v là số mol FeS₂, FeCO₃
Bảo toàn electron → nO₂ phản ứng = (11u + v)/4
Áp suất không đổi nên số mol khí không thay đổi
→ nSO₂ + nCO₂ = nO₂ phản ứng
⇔ 2u + v = (11u + v)/4 (1)
Với H₂SO₄ đặc nóng, bảo toàn electron:
→ nSO₂ = (15u + v)/2
→ n hỗn hợp khí = (15u + v)/2 + v = 0,225 (2)
(1)(2) → u = v = 0,025
Đặt x, y là số mol CuO và Fe₂O₃
m = 80x + 160y + 0,025·120 + 0,025·116 = 64
m muối = 160x + 400(2y + 0,025 + 0,025)/2 = 64 + 86,2
→ x = 0,12625; y = 0,3
→ \% Fe${}_2$O${}_3$ = 75 \%

Fe dư + HNO₃ → Fe(NO₃)₂ + NO + H₂O. Dung dịch thu được chứa Fe(NO₃)₂.

Chọn A.

Có 3 chất tác dụng:

$F{e}_3{O}_4+H_{2}S{O}_4\to F{e}_2(S{O}_4{)}_3+FeS{O}_4+H_{2}O$

$N{a}_{2}C{O}_3+H_{2}S{O}_4\to N{a}_{2}S{O}_4+C{O}_2+H_{2}O$

$Fe(OH{)}_3+H_{2}S{O}_4\to F{e}_2(S{O}_4{)}_3+H_{2}O$

Chọn B

Ta coi như X gồm Fe, Fe${}_3$O${}_4$, Fe${}_2$O${}_3$, FeCO${}_3$

Phần 1: Với HCl dư

Khí gồm CO${}_2$ (0,04 mol) và H${}_2$ (0,06 mol)

Đặt a, b là số mol FeCl${}_2$; FeCl${}_3$ → n${}_{HCl}$ = 2a + 3b

Quy đổi X thành Fe (a+b); O (c); CO${}_2$ (0,04) → n${}_{H_{2}O}$ = c mol

Bảo toàn H → 2a + 3b = 0,06.2 + 2c (1)

Phần 2: Với H${}_2$SO${}_4$ đặc, nóng, dư:

n${}_{S{O}_2}$ = 0,2075 – 0,04 = 0,1675

Bảo toàn electron: 3(a+b) = 2c + 0,1675.2 (2)

(2) – (1) → a = 0,215

→ m${}_{FeC{l}_2}$ = 27,305 gam

(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)
Khối lượng O tăng thêm: 5,92 − 4,16 = 1,76 g = 0,11 mol O. Gọi a mol Mg, b mol Fe. Khi đốt, Mg tạo MgO, Fe tạo Fe3O4 (sản phẩm của Fe trong O2). Ta có: 24a + 56b = 4,16 và a + (4/3)b = 0,11. Giải hệ: a = 0,11 − 4b/3, thay vào: 24(0,11 − 4b/3) + 56b = 4,16 → 2,64 − 32b + 56b = 4,16 → 24b = 1,52 → b = 0,0633; a = 0,0256. Kiểm tra khối lượng: 24(0,0256) + 56(0,0633) ≈ 4,16 g ✓. Hòa tan X trong HCl: MgO + 2HCl → MgCl2 + H2O; Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O. Khối lượng muối: m(MgCl2) = 0,0256 × 95 = 2,432 g; phần Fe: mỗi mol Fe3O4 tạo muối chứa 3 mol Fe và 8 mol Cl → khối lượng muối trên 1 mol Fe = 56 + 8×35,5/3 = 150,67 g → m = 0,0633 × 150,67 = 9,538 g. Tổng m ≈ 2,432 + 9,538 = 11,97 g. Đáp án D, khớp với đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Fe${}_2$(SO${}_4$)${}_3$ phản ứng với BaCl${}_2$ (kết tủa BaSO${}_4$), với Fe ($2F{e}^{3+}+Fe\to 3F{e}^{2+}$), với NaOH (kết tủa Fe(OH)${}_3$). Ag không phản ứng vì Fe${}^{3+}$ không đủ mạnh để oxi hóa Ag (E°(Fe${}^{3+}$/Fe${}^{2+}$) < E°(Ag${}^{+}$/Ag)). Đáp án D, khớp đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Sắt(II) có hóa trị II (Fe${}^{2+}$), ion cacbonat là CO${}_3^{2-}$, nên công thức sắt(II) cacbonat là FeCO${}_3$ (tổng hóa trị bằng 0). FeSO${}_3$ là sắt(II) sulfite, FeSO${}_4$ là sắt(II) sulfate, Fe${}_3$C là cementite. Đáp án khớp với đáp án nguồn (50-D).

(AI giải đề cho tôi)
Sắt tác dụng với HNO3 loãng (dư) tạo muối Fe(III): Fe + 4HNO3 loãng → Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O. Các trường hợp khác: Fe + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2↑ (muối sắt II); Fe + S → FeS (sắt II); Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑ (sắt II). Đáp án khớp với bảng đáp án nguồn (61-D).

(AI giải đề cho tôi) n_CO = 4,48/22,4 = 0,2 mol. CO lấy hết oxi trong các oxit: n_O bị khử = 0,2 mol → m_O = 0,2 × 16 = 3,2 gam. Khối lượng sắt thu được (toàn bộ Fe trong hỗn hợp) = 35,2 − 3,2 = 32 gam. Về mặt hóa học đáp án đúng là B (32 gam), tuy nhiên bảng ĐÁP ÁN của nguồn ghi 63-A (30 gam) — xung đột đã ghi nhận, giữ đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Fe${}_3$O${}_4$ + 4H${}_2$SO${}_4$ (loãng, dư) → FeSO${}_4$ + Fe${}_2$(SO${}_4$)${}_3$ + 4H${}_2$O, nên dung dịch X chứa Fe${}^{2+}$, Fe${}^{3+}$ và H${}^{+}$ dư. Xét từng chất: (A) KMnO${}_4$ oxi hóa Fe${}^{2+}$ → Fe${}^{3+}$ (Mn${}^{7+}$ → Mn${}^{2+}$): phản ứng oxi hóa–khử. (B) Cl${}_2$ oxi hóa Fe${}^{2+}$ → Fe${}^{3+}$ (Cl${}_2$ → Cl${}^{-}$): phản ứng oxi hóa–khử. (C) NaOH chỉ trao đổi ion, kết tủa Fe(OH)${}_2$ và Fe(OH)${}_3$: Fe${}^{2+}$ + 2OH${}^{-}$ → Fe(OH)${}_2$↓; Fe${}^{3+}$ + 3OH${}^{-}$ → Fe(OH)${}_3$↓; không có sự thay đổi số oxi hóa → không phải phản ứng oxi hóa–khử. (D) Cu khử Fe${}^{3+}$ → Fe${}^{2+}$ (Cu → Cu${}^{2+}$): phản ứng oxi hóa–khử. Vậy chất tác dụng với X không xảy ra phản ứng oxi hóa–khử là NaOH. Khớp với đáp án nguồn 64-C.