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

Gồm FeO, Fe(OH)${}_2$, FeSO${}_4$, Fe${}_3$O${}_4$.

Gồm Fe${}_3$O${}_4$, Fe(NO${}_3$)${}_2$, FeSO${}_4$

(AI giải đề cho tôi)
Fe → FeCl₃ cần chất oxi hoá mạnh: $2Fe+3C{l}_2\stackrel{t^0}{\to }2FeC{l}_3$ (HCl chỉ tạo FeCl₂). Sau đó $FeC{l}_3+3NaOH\to Fe(OH{)}_3\downarrow +3NaCl$. Vậy X là Cl₂, Y là NaOH → đáp án D.

(AI giải đề cho tôi)
A: Fe + Cl2 dư tạo FeCl3 (sắt(III)). B: H2SO4 đặc, nóng oxi hóa Fe(II) lên Fe(III), tạo Fe2(SO4)3, SO2 và H2O. C: HNO3 loãng dư oxi hóa Fe tạo Fe(NO3)3 (Fe dư mới tạo Fe2+, nhưng HNO3 dư nên muối là Fe(III)). D: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu, muối sắt(II) là FeSO4. Đáp án D, khớp với đáp án nguồn (D).

(AI giải đề cho tôi)
Phản ứng nhiệt nhôm: $3F{e}_3{O}_4+8Al\to 9Fe+4A{l}_2{O}_3$ (cân bằng: Fe 9=9, O 12=12, Al 8=8).
$n(F{e}_3{O}_4)=\frac{4,64}{232}=0,02$ mol.
$n(Al)=\frac{8}{3}\times 0,02=0,05333$ mol.
$m(Al)=0,05333\times 27=1,44$ gam.
Kết quả khớp đáp án C và với bảng hướng dẫn giải (45C).

(AI giải đề cho tôi)
A: Fe(OH)2 + 2HCl → FeCl2 (muối sắt(II)). B: FeO + H2SO4 → FeSO4 (sắt(II)). C: Fe + 4HNO3 loãng dư → Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O, HNO3 dư oxi hóa Fe lên +3, thu muối sắt(III). D: Fe + CuCl2 → FeCl2 (sắt(II)). Vậy đáp án C, khớp đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
HNO${}_3$ đặc, nóng là chất oxi hóa mạnh. Fe(OH)${}_2$, FeO, Fe${}_3$O${}_4$ đều chứa Fe(II) (Fe${}_3$O${}_4$ = FeO·Fe${}_2$O${}_3$) nên bị HNO${}_3$ đặc, nóng oxi hóa Fe(II) lên Fe(III), đồng thời HNO${}_3$ bị khử sinh ra khí NO${}_2$ màu nâu đỏ. Riêng Fe${}_2$O${}_3$ đã có Fe ở số oxi hóa cao nhất (+3), không bị oxi hóa thêm, nên chỉ phản ứng axit - bazơ: Fe${}_2$O${}_3$ + 6HNO${}_3$ → 2Fe(NO${}_3$)${}_3$ + 3H${}_2$O, không sinh ra chất khí. Vậy đáp án là D, trùng với đáp án nguồn (48D).

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)
Gọi a, b, c, d lần lượt là số mol Mg, Fe(NO_3)_3, FeCl_2, Fe_3O_4 trong X.

**Giai đoạn 1:** Mg không tạo H_2 (Z chỉ có NO, N_2O) nên Mg chỉ khử Fe^{3+}; Fe_3O_4 tan trong HCl không có oxi hóa – khử. Số electron nhường bằng số electron nhận:
$$2a+f=3(0,08)+8(0,06)=0,72$$ (f là mol Fe^{2+} bị oxi hóa thành Fe^{3+} ở giai đoạn 1).

H^+ tiêu: 4.0,08 + 10.0,06 + 8d = 0,92 + 8d, nên HCl dư h = 1,82 − 0,92 − 8d = 0,9 − 8d (mol).

**Giai đoạn 2 (AgNO_3 dư):** Fe^{2+} còn lại (c + d − f) bị oxi hóa bởi cả Ag^+ (g mol, tạo Ag kết tủa) và NO_3^- (tạo 0,045 mol NO):
$$c+d-f=g+3(0,045)=g+0,135$$
Kết tủa: $143,5(2c+1,82)+108g=298,31\Rightarrow 287c+108g=37,14$.

**Cô cạn Y:** HCl dư bay hơi; muối khan gồm cation (Mg^{2+}, Fe tổng = 3b + c + 3d) với Cl^− (trừ phần HCl bay hơi) và NO_3^- dư (3b − 0,2):
$$24a+56(3b+c+3d)+35,5(2c+1,82-h)+62(3b-0,2)=97,86$$
$$\Rightarrow 24a+354b+127c+452d+20,26=97,86$$

Kết hợp khối lượng X: $24a+242b+127c+232d=56,36$, trừ nhau được:
$$112b+220d=21,24$$

Thử c = 0,12 (tương ứng đáp án B): $287(0,12)+108g=37,14\Rightarrow g=0,025$, suy ra $c+d-f=0,16\Rightarrow f=d-0,04\Rightarrow a=0,38-d/2$.
Thay vào khối lượng X: $242b+220d=32$, kết hợp $112b+220d=21,24$:
$$65b=5,38\Rightarrow b=0,08277;d=0,05441;a=0,35280$$
Kiểm tra: khối lượng X = 8,467 + 20,030 + 15,24 + 12,623 = 56,36 g ✓; h = 0,9 − 8d = 0,465 > 0 ✓; cân bằng electron ✓; kết tủa 295,61 + 2,70 = 298,31 g ✓; muối khan 97,86 g ✓.

$$\%FeC{l}_2=\frac{127\times 0,12}{56,36}\times 100=\frac{15,24}{56,36}\times 100=27,04\%$$

Chọn A. $\stackrel{BT:KL}{\to }$ $m_X+m_{HCl}+m_{NaN{O}_3}=m_Y+m_Z+m_{H_{2}O}\Rightarrow n_{H_{2}O}=0,43$ mol. Dung dịch Y chứa Fe${}^{2+}$; Fe${}^{3+}$; Mg${}^{2+}$; NH${}_4^{+}$; Na${}^{+}$ (0,01) và Cl${}^{-}$ (0,92). Ta có: $m_{ionkimloại}+18n_{N{H}_4^{+}}=46,95-0,01\cdot 23-0,92\cdot 35,5=14,06$ (1). Khi cho Y tác dụng với KOH thì: $m_{ionkimloại}+m_{O{H}^{-}}=29,18\Rightarrow m_{ionkimloại}+17\cdot (0,91-n_{N{H}_4^{+}})=29,18$ (2). Từ (1), (2) suy ra: $m_{ionkimloại}=13,88$ (g); $n_{N{H}_4^{+}}=0,01$ mol $\Rightarrow n_{N{O}_3(X)}=\frac{m_X-m_{KL}}{62}=0,15$ mol. $\stackrel{BT:H}{\to }$ $n_{HCl}=4n_{N{H}_4^{+}}+2n_{H_2}+2n_{H_{2}O}\Rightarrow n_{H_2}=0,01$ mol. $\stackrel{BT:N}{\to }$ $n_{N(X)}+n_{NaN{O}_3}=n_{N{H}_4^{+}}+n_{N(Z)}\Rightarrow n_{N(Z)}=0,15$ mol. $\stackrel{BT:O}{\to }$ $n_{O(X)}+3n_{NaN{O}_3}=n_{O(Z)}+n_{H_{2}O}\Rightarrow n_{O(Z)}=0,05$ mol. Hỗn hợp Z gồm 3 khí: trong đó có H${}_2$ và N${}_2$O; N${}_2$ hoặc N${}_2$O; NO hoặc N${}_2$; NO. Nhận thấy $n_{N(Z)}:n_{O(Z)}=3:1\Rightarrow$ 3N và 1O $\Rightarrow$ 2 khí đó là N${}_2$ và NO (có số mol bằng nhau = 0,05). Vậy $\%V$ khí N${}_2$O = 45,45\%.

Kết tủa ở phần 1 là Fe(OH)${}_3$: 0,05 mol ⇒ Lượng H${}^{+}$ dư là 0,2 – 0,05.3 = 0,05 mol (trong 1 phần)

Đặt x, y là số mol Fe và Fe${}_3$O${}_4$ ⇒ 56x + 232y = 10,24 (1)

Theo BT e: 3x + y = 0,1.3 + a (2)

mà n${}_{H_{dư}^{+}}$ = 4.0,1 + 2a + 2n${}_O$ = 0,7 – 0,05.2 ⇒ 0,1.4 + 2a + 2.4y = 0,6 (3)

Từ (1), (2), (3) suy ra: x = 0,1 ; y = 0,02 ; a = 0,02

Khi cho tác dụng với Ba(OH)${}_2$ dư ở phần 2 thu được kết tủa gồm Fe(OH)${}_3$: 0,5.(x + 3y) = 0,08 mol và BaSO${}_4$: 0,05 mol (do 0,1 mol H${}_2$SO${}_4$ chia đều cho hai phần) ⇒ m = 0,08.107 + 0,05.233 = 20,21 (g)

(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.

Quá trình: CO + Fe${}_2$O${}_3$ $\stackrel{t^0}{\to }$ Fe${}_x$O $\stackrel{+{\text{HNO}}_3}{\to }$ Fe${}^{3+}$, NO${}_3^{-}$ + NO + H${}_2$O; m (g) → m${}_1$ (g) hh Y → (m${}_1$ + 16,68) g muối Z (0,02 mol NO). Ta có: $n_{e\text{ nhận}}=n_{N{O}_3^{-}}=3n_{NO}+2n_O=0,06+2n_O$ ⇒ $m_Z=m_1+16,68=56n_{Fe}+62n_{N{O}_3^{-}}$ (1). Mà $m_Y=m_1=56n_{Fe}+16n_O$, thay m${}_1$ vào (1) suy ra: $n_O=0,12$ mol. BT e: $n_{Fe}=\frac{3n_{NO}+2n_O}{3}=0,1$ mol; BT Fe: $n_{F{e}_2{O}_3}=\frac{n_{Fe}}{2}=0,05$ mol ⇒ $m_{F{e}_2{O}_3}=8$ (g).

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. Quá trình: Fe${}_2$O${}_3$ (a mol), FeO (b mol), Cu $\stackrel{HCl(dư)}{\to }$ { Cu(dư): 0,2m (g); dung dịch Y chứa Fe${}^{2+}$, Cu${}^{2+}$, Cl${}^{-}$, H${}^{+}$ (dư) } $\stackrel{AgN{O}_3}{\to }$ Ag, AgCl + NO (141,6 g↓, c mol). Xét hỗn hợp kết tủa ta có: $\stackrel{BT:Cl}{\to }$ n${}_{AgCl}$ = n${}_{HCl}$ = 0,84 mol $\Rightarrow$ n${}_{Ag}$ = (m${}_{\downarrow }$ − 143,5n${}_{AgCl}$)/108 = 0,195 mol. Khi cho X tác dụng với HCl và dung dịch Y tác dụng với AgNO${}_3$ thì ta có hệ: { 160n${}_{F{e}_2{O}_3}$ + 72n${}_{FeO}$ + 64n${}_{Cu(pư)}$ = m − m${}_{r\acute{\stackrel{˘}{a}}n}$; theo \% khối lượng m${}_{Fe}$/m${}_X$ = 0,525; $\stackrel{BT:e}{\to }$ n${}_{FeO}$ + 2n${}_{Cu(pư)}$ = 3n${}_{NO}$ + n${}_{Ag}$; n${}_{HCl}$ = 6n${}_{F{e}_2{O}_3}$ + 2n${}_{FeO}$ + 4n${}_{NO}$ } → { 160a + 72b + 64n${}_{Cu(pư)}$ = 0,8m; (56·2a + 56b)/m = 0,525; b + 2a = 3c + 0,195; 6a + 2b + 4c = 0,84 } $\Rightarrow$ { a = 0,05; b = 0,2; c = 0,035; n${}_{Cu(pư)}$ = (0,8m − 160a − 72b)/64 = (0,8m − 22,4)/64; m = 32 }. Kiểm tra: n${}_{Cu(pư)}$ = (25,6 − 22,4)/64 = 0,05 mol; b + 2a = 0,3 = 3·0,035 + 0,195 ✓; 6a + 2b + 4c = 0,3 + 0,4 + 0,14 = 0,84 ✓; m${}_{Fe}$ = 56(2a + b) = 16,8 g, 16,8/32 = 0,525 ✓. (Ghi chú: bản in nguồn viết nhầm '160a + 72b + 64a = 0,8m' ở dòng hệ rút gọn; dạng tổng quát đúng phía trên là 160n${}_{F{e}_2{O}_3}$ + 72n${}_{FeO}$ + 64n${}_{Cu(pư)}$ = m − m${}_{r\acute{\stackrel{˘}{a}}n}$, đã sửa theo dạng đúng, kết quả m = 32 không đổi.)

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)
Fe(NO3)2 thể hiện tính oxi hóa khi ion Fe2+ bị khử về Fe0. Trong 4 chất: HNO3 đặc nóng và H2SO4 loãng là chất oxi hóa (Fe2+ bị oxi hóa lên Fe3+); NaOH chỉ trao đổi tạo Fe(OH)2; Mg là chất khử mạnh, khử Fe2+ thành Fe: Fe(NO3)2 + Mg → Mg(NO3)2 + Fe. Vậy Fe(NO3)2 thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với Mg. Đáp án khớp với bảng đáp án nguồn (65-C).