Phương pháp giải dạng bài tập về sắt, đồng tác dụng với hỗn hợp chất môn Hóa học 12 năm 2021

- Với các dạng bài toán về sắt, đồng tác dụng với hỗn hợp chất phổ biến là cho hỗn hợp này tác dụng với các axit như HNO₃ hay H₂SO₄.

- Nhớ dãy điện hóa của kim loại.

- Vận dụng linh hoạt các phương pháp/định luật như: bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng, quy đổi,…để giải bài tập.

Bài 1. Đem nung hỗn hợp A gồm 2 kim loại: x mol Fe và 0,15 mol Cu trong không khí một thời gian, thu được 63,2 gam hỗn hợp B gồm 2 kim loại trên và hỗn hợp các oxit của chúng. Đem hòa tan hết lượng hỗn hợp B bằng dung dịch H₂SO₄ đặc nóng dư thu được 0,3 mol SO₂. Giá trị x là

A. 0,3 mol.                       

B. 0,5 mol.                       

C. 0,7 mol.                       

D. 0,6 mol.

Hướng dẫn giải

+) Trong quá trình: Fe, Cu nhường electron; O,S nhận electron:

\(3{n_{F{\text{e}}}} + 2{n_{Cu}} = 2{n_O} + 2{n_{S{O_2}}}\) (1)

+) Định luật bảo toàn khối lượng:  

\( \to mO = 63,2 - 64.0,15 - 56{\text{x}} = 53,6 - 56{\text{x}}\) (2)

Từ (1) và (2) \( \to 3{\text{x}} + 0,3 = \frac{{53,6 - 56{\text{x}}}}{8} + 0,6\)

\(\to x = 0,7\left( {mol} \right).\)

Đáp án C.

Bài 2. Cho hỗn hợp gồm 1,12 gam Fe và 1,92 gam Cu vào 400 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm H₂SO₄ 0,5M và NaNO₃ 0,2M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X và khí NO (sản phẩm khử duy nhất). Cho V ml dung dịch NaOH 1M vào dung dịch X thì lượng kết tủa thu được là lớn nhất. Giá trị tối thiểu của V là

A. 240.                             

B. 120.                             

C. 360.                             

D. 400.

Hướng dẫn giải

Dễ dàng nhẩm được: \({n_{F{\text{e}}}} = 0,02\,\,mol;{n_{Cu}} = 0,03\,\,mol\) và \({n_{e\left( {cho\,\,toi\,\,da} \right)}} = 0,12\,\,mol\)

Thay vào phương trình ion thu gọn: \(4{H^ + } + NO_3^ -  + 3{\text{e}} \to NO + 2{H_2}O\)

ta dễ dàng nhận thấy \({H^ + }\) và \(NO_3^ - \) còn dư, do đó kim loại đã tan hết thành \(F{{\text{e}}^{3 + }}\) và \(C{u^{2 + }}\)

\(n{H^ + } = 0,4 \times 0,5 \times 2 - 0,12 \times \frac{4}{3} = 0,24\,\,mol = {n_{O{H^ - }}}\)

Kết tủa thu được là Fe(OH)₃ và Cu(OH)₂ mà theo bảo toàn điện tích thì:

\(nOH = n = {n_{e\,\,cho}} = 0,12\,\,mol\)

Do đó, \({n_{O{H^ - }}} = 0,24 + 0,12 = 0,36\,\,mol \to V = 360\,\,ml.\)

Đáp án C.

Bài 3. Nung 8,96 gam Fe trong không khí được hỗn hợp A gồm FeO, Fe₃O₄, Fe₂O₃. A hòa tan vừa vặn trong dung dịch chứa 0,5 mol HNO₃, bay ra khí NO là sản phẩm khử duy nhất. Số mol NO bay ra là

A. 0,01.  

B. 0,04. 

C. 0,03.    

D. 0,02.

Hướng dẫn giải

Quy hỗn hợp A gồm (FeO, Fe₃O₄, Fe₂O₃) thành hỗn hợp (FeO, Fe₂O₃) ta có phương trình:

\(2F{\text{e}} + {O_2} \to 2F{\text{e}}O\) \(x\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \to \,\,\,\,\,\,\,\,\,x\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol\)

\(\begin{gathered} 4F{\text{e}} + 3{{\text{O}}_2} \to 2F{{\text{e}}_2}{O_3} \hfill \\ y\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \to \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,y/2\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol \hfill \\ \end{gathered} \) \(\begin{gathered} 3F{\text{e}}O + 10HN{O_3} \to 3F{\text{e}}{\left( {N{O_3}} \right)_3} + NO + 2{H_2}O \hfill \\ x\,\,\,\,\,\,\,\,\, \to \,\,10{\text{x}}/3\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \to \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,x/3\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol \hfill \\ \end{gathered} \) \(F{{\text{e}}_2}{O_3} + 6HN{O_3} \to 2F{\text{e}}{\left( {N{O_3}} \right)_3} + 3{H_2}O\) \(y/2\,\,\,\,\,\,\, \to \,\,\,\,\,\,3y\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol\)

Hệ phương trình:

\(\left\{ \begin{gathered} x + y = 0,16 \hfill \\ \frac{{10{\text{x}}}}{3} + 3y = 0,5 \hfill \\ \end{gathered} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{gathered} x = 0,06\,\,mol \hfill \\ y = 0,1\,\,mol \hfill \\ \end{gathered} \right.\)

\({n_{NO}} = \frac{{0,06}}{3} = 0,02\left( {mol} \right).\)

Đáp án D.

Bài 4: Đốt cháy hoàn toàn m gam Cu trong khí Cl₂ dư, thu được 13,5 gam muối. Giá trị của m là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Cu + Cl₂ → CuCl₂

n_CuCl2 = 0,1 mol

Bảo toàn nguyên tố → n_Cu = n_CuCl2 = 0,1 mol

→ m_Cu = 0,1. 64 = 6,4 gam

Bài 5: Đốt cháy hoàn toàn 12,8 gam đồng (Cu) trong bình chứa oxi (O₂) thu được 16 gam đồng (II) oxit (CuO). Khối lượng oxi đã tham gia phản ứng là:

Hướng dẫn giải

2Cu + O₂ → CuO

Áp dụng định luật bảo toàn khổi lượng, ta có:

m_Cu + m_O2 = m_CuO

→ m_O2 = m_CuO - m_Cu = 16 – 12,8 = 3,2 (gam)

Bài 6: Cho A gam hỗn hợp sắt và đồng tác dụng với clo (đun nóng) thu được 18,9375 gam hỗn hợp sản phẩm. Hòa tan sản phẩm vào nước rồi cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 12,925 gam kết tủa. Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu?

Hướng dẫn giải

2Fe + 3Cl → 2FeCl₃

a                           a

Cu + Cl₂ → CuCl₂

b                       b

FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃ + 3NaCl

a                                 a

CuCl₂ + 2NaOH → Cu(OH)₂ + 2NaCl

b                                 b

m_muối = 162,5a + 135b = 18,9375 gam

m_tủa = 107a + 98b = 12,925 gam

→ a = 0,75 mol; b= 0,05 mol

Khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp là:

m_Fe = 56.0,75 = 4,2 gam

m_Cu = 64.0,05 = 3,2 gam

Bài 1: Nung x mol Fe trong không khí một thời gian thu được 16,08 gam hỗn hợp H gồm 4 chất rắn gồm Fe và 3 oxit của nó. Hòa tan hết lượng hỗn hợp H trên bằng dung dịch HNO₃ loãng, thu được 672 ml khí NO duy nhất (đktc). Tính x?

Bài 2: Để m gam bột sắt ngoài không khí một thời gian, thu được 2,792 gam hỗn hợp A gồm sắt kim loại và các oxit. Hòa tan tan hết hỗn hợp A bằng dung dịch HNO₃ loãng, dư thu được một muối duy nhất và có 380,8 ml khí NO duy nhất thoát ra (đktc). Trị số của m là

Bài 3: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp 0,12 mol FeS₂ và a mol CuS₂ vào axit HNO₃ vừa đủ, thu được dung dịch X chỉ chứa 2 muối sunfat và khí duy nhất là NO. Tính a?

Bài 4: Cho 11,36g hỗn hợp Fe, FeO, Fe₂O₃ và Fe₃O₄ phản ứng hết với HNO₃ loãng (dư), thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất ở đktc) và dung dịch X, cô cạn X thu được m gam muối khan. Tính m?

Bài 5: Hòa tan hoàn toàn 20,88 gam một oxit sắt bằng dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng thu được dung dịch X và 3,248 lít khí SO₂ (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Cô cạn đung dịch X, thu được m gam muôi sunfat khan. Tính giá trị của m?

Bài 6: Cho m gam Fe vào bình chứa dung dịch gồm H₂SO₄ và HNO₃ , thu được dung dịch X và 1,12 lít khí NO. Thêm tiếp dung dịch H₂SO₄ dư vào bình thu được 0,448 lít khí NO và dung dịch Y. Biết trong cả hai trường hợp NO là sản phẩn khử duy nhất, đo ở điều kiện tiêu chuấn. Dung dịch Y hòa tan vừa hết 2,08 gam Cu (không tạo thành sản phẩm khử của N⁺⁵). Biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn. Tính m?

Bài 7: Hòa tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu bằng axit HNO₃, thu được 5,6 lít (đktc) hỗn hợp khí X (gồm NO và NO₂) và dung dịch Y (chỉ chứa hai muối và axit dư). Tỉ khối của X đối với H₂ bằng 19. Cô cạn dung dịch Y thu được m gam muối khan. Giá trị của m là 

A. 40,5.                    

B. 46.                         

C. 43.                              

D. 38.

Bài 8: Đem nung hỗn hợp A gồm 2 kim loại: x mol Fe và 0,15 mol Cu trong không khí một thời gian, thu được 63,2g hỗn hợp B gồm 2 kim loại trên và hỗn hợp các oxit của chúng. Đem hoà tan hết lượng hỗn hợp B bằng dung dịch H₂SO₄ đặc nóng dư thì thu được 0,3 mol SO₂. x là:

A. 0,6 mol             

B. 0,7 mol            

C. 0,4  mol                 

D. 0,5 mol

Bài 9: Hòa tan hoàn toàn 2,44 gam hỗn hợp bột X gồm Fe_xO_y và Cu bằng dung dịch H^­₂SO₄ đặc nóng (dư). Sau phản ứng thu được 0,504 lít khí SO₂ (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch chứa 6,6 gam hỗn hợp muối sunfat. Phần trăm khối lượng của Cu trong X là

A. 26,23%.                

B. 65,57%.            

C. 39,34%.                

D. 13,11%.

Bài 10: Cho 16,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, Cu tác dụng với O₂ thu được m gam hỗn hợp chất rắn Y. Cho toàn bộ Y tác dụng hết với dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng, thu được dung dịch Z có chứa 3 muối, tổng lượng muối là 43,96 gam và 2,8 lít (đktc) khí SO₂ duy nhất. Giá trị của m là

A. 17,85.                  

B. 20,45.                

C. 18,85.                

D. 19,16.

Bài 11: Đun nóng m gam hỗn hợp Cu và Fe có tỉ lệ khối lượng tương ứng 7 : 3 với một lượng dung dịch HNO₃. Khi các phản ứng kết thúc, thu được 0,75m gam chất rắn, dung dịch X và 5,6 lít hỗn hợp khí (đktc) gồm NO và NO₂ (không có sản phẩm khử khác của N⁺⁵). Biết lượng HNO₃ đã phản ứng là 44,1 gam. Giá trị của m là

A. 44,8.                

B. 40,5.                   

C. 33,6.   

D. 50,4.

Bài 12: Cho 10,4 gam hỗn hợp X (gồm Fe, FeS, FeS₂, S) tác dụng với dung dịch HNO₃ đặc nóng, dư thu được V lít khí NO₂ (là sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc) và dung dịch A. Cho A tác dụng với dung dịch Ba(OH)₂ dư được 45,65 gam kết tủa. Giá trị của V:

A. 26,88

B. 13,44

C. 17,92

D. 16,8

Trên đây là một phần trích dẫn nội dung Phương pháp giải dạng bài tập về sắt, đồng tác dụng với hỗn hợp chất môn Hóa học 12 năm 2021. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.

Ngoài ra các em có thể tham khảo thêm một số tư liệu cùng chuyên mục tại đây:

• Phương pháp giải một số dạng bài tập về Sắt và hợp chất của Sắt môn Hóa 12 năm 2020 có đáp án
• Bộ 90 câu trắc nghiệm ôn tập sắt và hợp chất của sắt môn Hóa 12 có đáp án năm 2020 Trường THPT Thành Nhân

Chúc các em học tốt!