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

(AI giải đề cho tôi)
H2SO4 đặc nóng là chất oxi hóa mạnh, chỉ sinh SO2 khi có chất khử bị oxi hóa. Xét từng chất: Fe2O3 và Fe(OH)3 chứa Fe(+3) (bậc oxi hóa cao nhất của sắt) nên chỉ phản ứng trung hòa với H2SO4 đặc, không sinh SO2. Fe(NO3)3 cũng chỉ chứa Fe(+3); khi có HNO3 (NO3-) sinh ra thì khí thoát ra là NO2 chứ không phải SO2. Fe3O4 chứa Fe(+2) và Fe(+3); Fe(+2) bị H2SO4 đặc nóng oxi hóa thành Fe(+3), đồng thời S(+6) bị khử về S(+4) sinh SO2: 2Fe3O4 + 10H2SO4(đặc, nóng) → 3Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 10H2O. Vậy chất sinh SO2 là Fe3O4, khớp với đáp án nguồn (64-B).

Ta có: n_{AgCl} = n_{HCl} = 1,15 mol ⇒ n_{Ag} = (m↓ - 143,5n_{AgCl})/108 = 0,075 mol
- BT:e→ n_{Fe^{2+}} = n_{Ag} + 3n_{NO} = 0,15 mol - BTĐT→ n_{Fe^{3+}} = (n_{Cl^-} - n_{H^+} - 2n_{Fe^{2+}})/3 = 0,25 mol
- BT:N→ n_{Fe(NO_3)_2} = (n_{NO_2} + n_{NO} - n_{HNO_3})/2 = 0,06 mol
Ta có hệ: {56n_{Fe} + 232n_{Fe_3O_4} = m_X - 180n_{Fe(NO_3)_2} = 25,44; - BT:Fe→ n_{Fe} + 3n_{Fe_3O_4} = n_{Fe^{2+}} + n_{Fe^{3+}} - n_{Fe(NO_3)_2} = 0,34} → {n_{Fe} = 0,04 mol; n_{Fe_3O_4} = 0,1 mol} ⇒ %n_{Fe} = 20%.

Chọn đáp án D. Kim loại M khi phản ứng với $C{l}_2$ và HCl thu được 2 loại muối khác nhau $\Rightarrow$ trong hợp chất chỉ M có hai số oxi hóa khác nhau $\Rightarrow$ chỉ có Fe thỏa mãn. $$2Fe+3C{l}_2\stackrel{t^{°}}{\to }2FeC{l}_3$$ $$Fe+2HCl⟶FeC{l}_2+H_2$$ $$2FeC{l}_2+C{l}_2\stackrel{t^{°}}{\to }2FeC{l}_3.$$

Chọn đáp án A. $\{\begin{array}{l}Fe:a\text{ mol}\\ O:b\text{ mol}\end{array}\stackrel{\text{quy đổi}}{\leftarrow }\{\begin{array}{l}Fe\\ F{e}_x{O}_y\\ X,32\text{gam}\end{array}\underset{(1)}{\overset{1,7\text{mol }HN{O}_3}{\to }}\{\begin{array}{l}F{e}^{3+}\\ N{O}_3^{-}\\ H^{+}\\ Y\end{array}\underset{(2)}{\overset{0,2\text{mol }Cu}{\to }}\{\begin{array}{l}F{e}^{2+}:a\text{ mol}\\ C{u}^{2+}:0,2\text{ mol}\\ N{O}_3^{-}\\ Z\end{array}$; $n_{NO\text{ở}(1),(2)}=c$ mol (bản gốc in lỗi font 'ỡ', đã sửa thành 'ở' — tổng số mol NO sinh ra ở cả hai giai đoạn (1) và (2)). $\{\begin{array}{l}\text{BTE ở (1), (2)}:2a+0,2.2=2b+3c\\ m_X=56a+16b=32\\ n_{H^{+}}=2b+4c=1,7\end{array}\Rightarrow \{\begin{array}{l}a=0,5\\ b=0,25\\ c=0,3\end{array}\Rightarrow V=0,3\times 22,4=6,72\text{lıˊt.}$ (Kiểm tra: $2(0,5)+0,4=1,4=2(0,25)+3(0,3)=1,4$ ✓; $2(0,25)+4(0,3)=1,7$ ✓)

Chọn đáp án A. $\{\begin{array}{l}C{u}_{2}O:\text{x mol}\\ FeO:\text{y mol}\\ M:0,5(x+y)\text{ mol}\end{array}\stackrel{2,1\text{mol}HN{O}_3}{\to }\{\begin{array}{l}C{u}^{2+},F{e}^{3+}\\ M^{n+},N{O}_3^{-},...\end{array}+NO\uparrow +H_{2}O$; BTKL: $n_{H_{2}O}=\frac{48+2,1.63-157,2-0,2.30}{18}=0,95$ mol $\Rightarrow n_{N{H}_4^{+}}=\frac{2,1-0,95.2}{4}=0,05$ mol. $n_{H^{+}}=4n_{NO}+10n_{N{H}_4^{+}}+2n_{O^{2-}}\Rightarrow n_{O^{2-}}=\frac{2,1-0,2.4-0,05.10}{2}=0,4$ mol $\Rightarrow n_M=0,2$ mol. $\{\begin{array}{l}BTE:2x+y+0,2n=0,2.3+0,05.8=1\\ m_X=144x+72y+0,2M=48\end{array}\Rightarrow \{\begin{array}{l}2x+y=1-0,2n\\ 72(2x+y)+0,2M=48\end{array}\Rightarrow 72(1-0,2n)+0,2M=48$ $\Rightarrow 0,2M=14,4n-24\Rightarrow n=2;M=24(Mg)\Rightarrow \%Mg=10\%$.

(AI giải đề cho tôi)
Fe(OH)_3 là bazơ yếu, tan trong axit: Fe(OH)_3 + 3HCl → FeCl_3 + 3H_2O. Không tan trong NaOH, Ca(OH)_2 (bazơ) hay NaCl (muối trung tính). Đáp án A khớp với bảng đáp án (câu 11 = A).

(AI giải đề cho tôi)
Fe${}_3$O${}_4$ tác dụng với H${}_2$SO${}_4$ loãng: Fe${}_3$O${}_4$ + 4H${}_2$SO${}_4$ → Fe${}_2$(SO${}_4$)${}_3$ + FeSO${}_4$ + 4H${}_2$O. Cu không tác dụng với H${}_2$SO${}_4$ loãng, nhưng Fe${}^{3+}$ oxi hóa được Cu: Fe${}_2$(SO${}_4$)${}_3$ + Cu → 2FeSO${}_4$ + CuSO${}_4$. Vì sau phản ứng còn kim loại không tan (Cu dư), Fe${}^{3+}$ đã bị khử hết, nên dung dịch X chỉ chứa hai muối CuSO${}_4$ và FeSO${}_4$. Đáp án A, trùng với đáp án nguồn.

Đáp án C
Các phương trình phản ứng xảy ra tương ứng:
A Fe(OH)${}_3$ + 3HCl → FeCl${}_3$ + 3H${}_2$O.
B Fe${}_2$O${}_3$ + 6HCl → 2FeCl${}_3$ + 3H${}_2$O.
C Fe + 2HCl → FeCl${}_2$ + H${}_2$↑.
D. 3FeO + 10HNO${}_3$ → 3Fe(NO${}_3$)${}_3$ + NO + 5H${}_2$O.

(AI giải đề cho tôi)
Hematit là quặng sắt có thành phần chính là oxit sắt (III) $F{e}_2{O}_3$. Các quặng còn lại: Đolomit là $CaC{O}_3.MgC{O}_3$ (không chứa sắt), Xiderit là $FeC{O}_3$ (muối cacbonat, không phải oxit), Boxit là $A{l}_2{O}_3.2H_{2}O$ (quặng nhôm). Vậy quặng chứa oxit sắt là Hematit, khớp với đáp án nguồn (Câu 9: C).

FeO có tên gọi là sắt (II) oxit

A. Fe${}^{2+}$ + OH${}^{-}$ → Fe(OH)${}_2$
B. Fe${}^{2+}$ + Cl${}_2$ → Fe${}^{3+}$ + Cl${}^{-}$
C. Fe${}^{2+}$ + H${}^{+}$ + MnO${}_4^{-}$ → Fe${}^{3+}$ + Mn${}^{2+}$ + H${}_2$O

Với AgNO${}_3$, chỉ có Fe tan, các oxit Fe${}_2$O${}_3$, Fe${}_3$O${}_4$ và FeO không tan.

Fe(OH)${}_2$ bị oxi hóa dần chuyển thành Fe(OH)${}_3$

(AI giải đề cho tôi)
Nhiệt phân Fe(OH)${}_3$ ở nhiệt độ cao: $2Fe(OH{)}_3\stackrel{t^o}{\to }F{e}_2{O}_3+3H_{2}O$. Sản phẩm là Fe${}_2$O${}_3$ (sắt(III) oxit), khớp với đáp án nguồn C.

(AI giải đề cho tôi)
FeCl2 tác dụng với KOH và NaOH tạo kết tủa Fe(OH)2: Fe^{2+} + 2OH^- → Fe(OH)2↓; tác dụng với AgNO3 tạo kết tủa AgCl: FeCl2 + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2AgCl↓. MgCl2 không phản ứng với FeCl2 vì không tạo kết tủa, không có phản ứng oxi hóa - khử hay trao đổi ion xảy ra. Đáp án D, khớp với đáp án nguồn (bảng đáp án câu 11 là D).

(AI giải đề cho tôi)
Xét tác dụng của H2SO4 đặc nóng, dư với từng chất:
- Fe2O3: Fe ở số oxi hóa +3 (cao nhất), chỉ phản ứng trao đổi: Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O, không tạo SO2.
- FeS: S2- bị H2SO4 đặc oxi hóa tạo SO2 (2FeS + 10H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 7SO2 + 10H2O), có SO2.
- Fe(OH)2: Fe2+ bị oxi hóa lên Fe3+, H2SO4 bị khử thành SO2, có SO2.
- Fe3O4: chứa Fe2+ nên bị oxi hóa, tạo SO2.
- FeCO3: chứa Fe2+, phản ứng tạo SO2 (đồng thời CO2), có SO2.
- Fe(OH)3: Fe ở +3, chỉ phản ứng trao đổi: 2Fe(OH)3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 6H2O, không tạo SO2.
Vậy chỉ có 2 chất (Fe2O3 và Fe(OH)3) không tạo khí SO2. Kết quả trùng với đáp án nguồn B.

Chú ý: Vì Z có H${}_2$ nên trong Z không có muối Fe${}^{3+}$.

Gọi X gồm $\{\begin{array}{l}F{e}_3{O}_4:\frac{a}{3}\text{ (mol)}\\ FeC{O}_3:b\text{ (mol)}\\ Al:c\text{ (mol)}\end{array}$ $\to \{\begin{array}{l}b+c=\frac{2a}{3}\\ \stackrel{BTNT.Fe}{\to }FeC{l}_2:a+b\text{ (mol)}\\ \stackrel{BTNT.Al}{\to }AlC{l}_3:c\text{ (mol)}\end{array}$

$\stackrel{BTE+BTNT.Clo}{\to }101,59\{\begin{array}{l}Ag:a+b\\ AgCl:2a+2b+3c\end{array}$

Lại có $n_Z=0,06$ (mol) $\{\begin{array}{l}\stackrel{BTNT.C}{\to }C{O}_2:b-0,01\\ \to H_2:0,06-b+0,01=0,07-b\text{ (mol)}\end{array}$

$\stackrel{BTE}{\to }\frac{2a}{3}.1+0,01.4+(0,07-b).2=3c$ (BT electron: Fe${}^{3+}$, O${}_2$, H${}_2$, Al)

$\to \{\begin{array}{l}2a-3b-3c=0\\ 395a+395b+430,5c=101,59\\ -2a+6b+9c=0,54\end{array}$ $\to \{\begin{array}{l}a=0,15\text{ (mol)}\\ b=0,02\text{ (mol)}\\ c=0,08\text{ (mol)}\end{array}$

Các phản ứng hóa học xảy ra khi tiến hành các thí nghiệm:
A: Fe + 4$HN{O}_3$ loãng → $Fe(N{O}_3{)}_3$ + NO + 2$H_{2}O$.
B: Fe + 2$FeC{l}_3$ → 3$FeC{l}_2$.
C: Fe + $HN{O}_3$ → $Fe(N{O}_3{)}_3$ + $N{O}_2$ + $H_{2}O$; FeO + $HN{O}_3$ → $Fe(N{O}_3{)}_3$ + $N{O}_2$ + $H_{2}O$.
D: Fe + 3$AgN{O}_3$ dư → $Fe(N{O}_3{)}_3$ + 3Ag↓.

2$FeC{l}_3$ + Mg → 2$FeC{l}_2$ + Mg
Số oxi hóa của sắt giảm từ +3 xuống +2 => $FeC{l}_3$ thể hiện tính oxi hóa

Fe(OH)${}_2$ là kết tủa màu trắng xanh