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

(AI giải đề cho tôi)
Câu 28 (trang 9): Fe(OH)${}_3$ tác dụng với dung dịch H${}_2$SO${}_4$ loãng dư theo phản ứng trung hòa: $2Fe(OH{)}_3+3H_{2}S{O}_4\to F{e}_2(S{O}_4{)}_3+6H_{2}O$. Sắt trong Fe(OH)${}_3$ ở số oxy hóa +3 và không đổi (không có quá trình oxi hóa - khử), nên muối tạo thành chứa Fe${}^{3+}$ và anion SO${}_4^{2-}$, tức là Fe${}_2$(SO${}_4$)${}_3$. Các phương án B (FeS), C (FeSO${}_4$), D (FeSO${}_3$) sai vì anion không có trong H${}_2$SO${}_4$ loãng và/hoặc số oxy hóa của Fe không phù hợp. Kết quả khớp bảng đáp án nguồn (Câu 28: A, trang 12).

(AI giải đề cho tôi)
Sắt(II) oxit: Fe có số oxi hóa +2, O có số oxi hóa -2, nên công thức là FeO (tổng số oxi hóa: +2 - 2 = 0). Đây là chất rắn màu đen. Các phương án khác: Fe2O3 là sắt(III) oxit (màu nâu đỏ), Fe(OH)3 là sắt(III) hiđroxit, Fe(OH)2 là sắt(II) hiđroxit. Đáp án trùng với đáp án tham khảo (Câu 42: A).

(AI giải đề cho tôi)
Fe2O3 tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư theo phản ứng trao đổi: Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O. Sắt trong Fe2O3 giữ nguyên số oxi hóa +3, nên muối tạo thành là Fe2(SO4)3 (sắt(III) sunfat), không phải FeSO4 (Fe +2) hay FeSO3 (muối sunfit từ H2SO3). Đáp án trùng với đáp án tham khảo (Câu 62: C).

$n_{HClbanđ\grave{\hat{a}}u}=n_{HClphảnứng}+25\%n_{HClphảnứng}=0,775$
$\Rightarrow n_{HClphảnứng}=0,62$
Bảo toàn H: $n_{HClphảnứng}=2n_{H_2}+2n_{H_{2}O}$
$\Rightarrow n_O=n_{H_{2}O}=0,25$
$n_{Fe}>n_{H_2}=0,06$
$\Rightarrow$ Nếu $H_{2}S{O}_4$ còn dư thì $n_{S{O}_2}>1,5n_{Fe}>0,09$: Vô lý
Vậy $H_{2}S{O}_4$ hết $\Rightarrow$ Z chứa $C{u}^{2+}$, $F{e}^{2+}$, $F{e}^{3+}$ và $S{O}_4^{2-}$.
$n_{H_{2}S{O}_4\text{phản}ứng}=2n_{S{O}_2}+n_O=0,43$
Chất rắn gồm: $\{\begin{array}{l}\text{CuO (a)}\\ {\text{Fe}}_2{\text{O}}_3\text{(b)}\\ {\text{BaSO}}_4(0,43-0,09=0,34)\end{array}$
$m_{r\acute{\stackrel{˘}{a}}n}=80a+160b+0,34.233=103,22$
$\Rightarrow a+2b=0,3$
Dung dịch Y chứa Cu${}^{2+}$, Fe${}^{2+}$ (tổng u mol) và Fe${}^{3+}$ (v mol)
Bảo toàn kim loại $\Rightarrow u+v=0,3$
Bảo toàn điện tích $\Rightarrow 2u+3v=0,62$
$\Rightarrow u=0,28;v=0,02$
$\Rightarrow C{\%}_{FeC{l}_3}=\frac{0,02.162,5}{250}=1,3\%$

(AI giải đề cho tôi)
Sắt(III) oxit gồm Fe(III) và O(II), hóa trị 3 và 2, góc chung 6 nên công thức là $F{e}_2{O}_3$. Các phương án khác: Fe(OH)_3 là sắt(III) hiđroxit, Fe_2(SO_4)_3 là sắt(III) sunfat, Fe_3O_4 là sắt từ (hỗn hợp FeO·Fe_2O_3). Đáp án khớp với đáp án nguồn (42A).

$n_{F{e}^{3+}}+n_{F{e}^{2+}}=(0,\mathrm{3.42.10})/56=2,25$ mol
$F{e}^{3+}:F{e}^{2+}=1:4⟶n_{F{e}^{3+}}=0,45$ và $n_{F{e}^{2+}}=1,8$
$⟶n_{O{H}^{-}}=3n_{F{e}^{3+}}+2n_{F{e}^{2+}}=4,95$
$⟶n_{Ca(OH{)}_2}=2,475⟶m_{Ca(OH{)}_2}=183,15$ gam

$n_{Mg(N{O}_3{)}_2}=0,02$; T gồm $N_2$ (0,025) và NO (0,075)
Bảo toàn N —> $n_{N{H}_4^{+}}=0,015$
X chứa kim loại (a gam) và O (b mol)
—> $a+16b=23,76$ (1)
$n_{HCl}=12n_{N_2}+4n_{NO}+10n_{N{H}_4^{+}}+2n_O=2b+0,75$
Z + $Ba(OH{)}_2$ tạo dung dịch chứa muối KCl (0,025), NaCl (0,075) và $BaC{l}_2$ (b + 0,325, tính theo bảo toàn Cl)
—> $n_{Ba(OH{)}_2}$ phản ứng = b + 0,325
—> $n_{O{H}^{-}}$ trong kết tủa = 2(b + 0,325) – $n_{N{H}_4^{+}}$ = 2b + 0,635
—> $a+0,02.24+17(2b+0,635)=37,735$ (2)
(1)(2) —> a = 21,36; b = 0,15
—> \%O = 10,1\%

(AI giải đề cho tôi)
Sắt chỉ giải phóng khí H2 khi tác dụng với axit loãng có ion H+ mà không có tính oxi hóa mạnh của nhóm NO3- hay axit đặc. - HNO3 loãng (A) và HNO3 đặc (C): NO3- có tính oxi hóa mạnh, sản phẩm khử là NO (loãng) hoặc NO2 (đặc), không tạo H2. - H2SO4 đặc (B): ở nhiệt độ thường Fe bị thụ động, khi đun nóng sản phẩm khử là SO2, không tạo H2. - H2SO4 loãng (D): Fe + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2↑, giải phóng khí H2. Vậy đáp án đúng là D, trùng với đáp án nguồn (57D).

FeO phản ứng với HCl vẫn giữ nguyên hóa trị II:
$FeO+2HCl⟶FeC{l}_2+H_{2}O$

X, Y lần lượt là KOH, $Fe(OH{)}_3$:
$Fe(N{O}_3{)}_3+3KOH⟶Fe(OH{)}_3\downarrow +3KN{O}_3$

Hàm lượng Fe trong 70m³ nước là 3.0,30.70.1000 = 63000 mg = 63 gam ⟹ $n_{Fe}=1,125mol$
$n_{F{e}^{2+}}=1,0125$; $n_{F{e}^{3+}}=0,1125$
$4F{e}^{2+}+\cdots \to 8H^{+}$: 1,0125 ⟶ 2,025
$H^{+}+O{H}^{-}\to H_{2}O$: 2,025 ⟶ 2,025
$F{e}^{3+}+3O{H}^{-}\to Fe(OH{)}_3$: 0,1125 ⟶ 0,3375
⟹ $n_{O{H}^{-}}=2,025+0,3375=2,3625mol$
⟹ $n_{Ca(OH{)}_2}=\frac{1}{2}{n}_{O{H}^{-}}=1,18125mol$
⟹ $m_{Ca(OH{)}_2}=1,18125.74=87,4125gam$

(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.)

Đáp án 125.
$F{e}_2(S{O}_4{)}_3+3Ca(OH{)}_2\to 2Fe(OH{)}_3+3CaS{O}_4$
$4FeS{O}_4+4Ca(OH{)}_2+O_2+2H_{2}O\to 4Fe(OH{)}_3+4CaS{O}_4$
$n_{F{e}_2(S{O}_4{)}_3}$ = x; $n_{FeS{O}_4}$ = 6x
$m_{Fe}$ = 56(2x + 6x) = 0,3.28.10 → x = 0,1875 mol (0,3 mg/L = 0,3 g/m${}^3$)
→ $n_{Ca(OH{)}_2}$ = 3x + 6x = 1,6875 mol
→ $m_{Ca(OH{)}_2}$ ≈ 125 gam

(AI giải đề cho tôi)
Fe2O3 là oxit bazơ (oxit của kim loại), phản ứng với các dung dịch axit: Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O; Fe2O3 + 6HNO3 → 2Fe(NO3)3 + 3H2O; Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O. Fe2O3 không có tính axit nên không phản ứng với dung dịch bazơ NaOH. Đáp án khớp với đáp án nguồn 52B.

(AI giải đề cho tôi)
Xác định số oxi hóa của Fe trong từng chất: FeSO4: SO4^2- có hóa trị -2 nên Fe là +2 → hợp chất sắt(II). FeCl3: Cl là -1 nên Fe là +3 (sắt(III)). Fe(OH)3: OH là -1 nên Fe là +3 (sắt(III)). Fe2(SO4)3: Fe là +3 (sắt(III)). Vậy chỉ FeSO4 là hợp chất sắt(II), khớp đáp án 57A trong bảng đáp án.

(AI giải đề cho tôi)
Muối $F{e}_2(S{O}_4{)}_3$ chứa sắt(III), nên chất phản ứng phải có Fe ở số oxi hóa +3. Xét các phương án:
- A. $Fe(OH{)}_2$ chứa $F{e}^{2+}$, tác dụng với $H_{2}S{O}_4$ loãng sinh ra $FeS{O}_4$ (muối sắt II): $Fe(OH{)}_2+H_{2}S{O}_4\to FeS{O}_4+2H_{2}O$.
- B. Fe tác dụng với $H_{2}S{O}_4$ loãng sinh ra muối sắt II: $Fe+H_{2}S{O}_4\to FeS{O}_4+H_2\uparrow$.
- C. $F{e}_2{O}_3$ chứa $F{e}^{3+}$, tác dụng với $H_{2}S{O}_4$ loãng: $F{e}_2{O}_3+3H_{2}S{O}_4\to F{e}_2(S{O}_4{)}_3+3H_{2}O$. Sinh ra đúng muối $F{e}_2(S{O}_4{)}_3$.
- D. FeO chứa $F{e}^{2+}$, sinh ra $FeS{O}_4$: $FeO+H_{2}S{O}_4\to FeS{O}_4+H_{2}O$.
Vậy chỉ có $F{e}_2{O}_3$ thỏa mãn. Kết quả trùng với đáp án nguồn (60C).

(AI giải đề cho tôi)
Gọi số mol hỗn hợp X là $n$; $n_{F{e}_2{O}_3}=0,1n$, đặt $n_{F{e}_3{O}_4}=a$, $n_{Fe(N{O}_3{)}_2}=b$, $n_{FeC{O}_3}=c$ với $a+b+c=0,9n$ (1) và phương trình khối lượng: $160(0,1n)+232a+180b+116c=56,16$ (2).

Giai đoạn 1: $C{O}_2$ chỉ sinh ra từ $FeC{O}_3$ nên $n_{C{O}_2}=c$; vì $NO:C{O}_2=3:1$ nên $n_{NO}=3c$. Toàn bộ $F{e}^{2+}$ (từ $Fe(N{O}_3{)}_2$, $FeC{O}_3$ và $F{e}_3{O}_4$) bị $N^{+5}$ oxi hóa lên $F{e}^{3+}$ (NO là sản phẩm khử duy nhất), bảo toàn electron: $a+b+c=3(3c)=9c$ (3). Kết hợp (1) suy ra $n=10c$, $a+b=8c$.

Số mol $F{e}^{3+}$ trong Z: $F{e}^{3+}$ từ oxides $=0,2n+2a$ cộng với $F{e}^{2+}$ bị oxi hóa $9c$, tức $F{e}^{3+}=0,2n+2a+9c$.

Giai đoạn 2: thêm 21 g Fe = 0,375 mol, thoát 0,08 mol NO, chỉ có NO nên không có $H_2$ (H${}^{+}$ vừa đủ). Fe tác dụng trước hết với $F{e}^{3+}$: $Fe+2F{e}^{3+}\to 3F{e}^{2+}$, sau đó phần Fe còn lại tác dụng với $N{O}_3^{-}/H^{+}$ dư (Fe dư nên tạo $F{e}^{2+}$): $3Fe+8HN{O}_3\to 3Fe(N{O}_3{)}_2+2NO\uparrow$. Gọi Fe phản ứng với $F{e}^{3+}$ là $x$ thì $F{e}^{3+}=2x$; Fe còn lại $0,375-x$ cho $NO=\frac{2}{3}(0,375-x)=0,08\Rightarrow x=0,255\Rightarrow F{e}^{3+}=0,51$ mol.

Vậy $0,2n+2a+9c=0,51$ (4). Thay $n=10c$: $2a+11c=0,51$; kết hợp (2) với $b=8c-a$: $1716c+52a=56,16$. Giải hệ được $c=0,03$; $n=0,3$; $a=0,09$; $b=0,15$.

Kiểm tra: khối lượng $=160(0,03)+232(0,09)+180(0,15)+116(0,03)=4,8+20,88+27+3,48=56,16$ g ✓; $F{e}^{3+}$ trong Z $=0,06+0,18+0,27=0,51$ ✓; NO giai đoạn 2 $=0,08$ mol = 1,792 lít ✓.

$\%m_{Fe(N{O}_3{)}_2}=\frac{0,15\times 180}{56,16}\times 100\%=\frac{27}{56,16}\times 100\%=48,08\%$.

(AI giải đề cho tôi)
Sắt (II) có hóa trị II, ion sunfit là SO${}_3^{2-}$, nên công thức hợp chất là FeSO${}_3$. FeS là sunfua sắt(II), FeSO${}_4$ là sắt(II) sunfat, FeS${}_2$ là disunfua sắt. Đáp án trùng với đáp án nguồn (50-B).

(AI giải đề cho tôi)
Mg tác dụng với Fe${}^{3+}$: $Mg+2F{e}^{3+}\to M{g}^{2+}+2F{e}^{2+}$. Vì phản ứng xảy ra hoàn toàn nhưng Mg không đủ để khử hết Fe${}^{3+}$ (đáp án của đề xác nhận Y còn chứa cả Fe${}^{3+}$), dung dịch Y chứa $M{g}^{2+}$, $F{e}^{2+}$ và $F{e}^{3+}$. Khi cho Y tác dụng với NaOH dư: $M{g}^{2+}+2O{H}^{-}\to Mg(OH{)}_2\downarrow$; $F{e}^{2+}+2O{H}^{-}\to Fe(OH{)}_2\downarrow$; $F{e}^{3+}+3O{H}^{-}\to Fe(OH{)}_3\downarrow$. Vậy kết tủa gồm Mg(OH)${}_2$, Fe(OH)${}_2$ và Fe(OH)${}_3$ — khớp đáp án nguồn D.