Phương pháp tìm nhanh CTPT FexOy môn Hóa học 12 năm 2021

Để xác định nhanh CTPT của oxit Fe_xO_y trong các bài tập trắc nghiệm Hóa học ta có thể dựa vào nội dung định luật “thành phần không đổi”:

Với một hợp chất cho trước, dù được điều chế theo phương pháp nào thì tỷ lệ về số mol, tỷ lệ về khối lượng hay tỷ lệ về thể tích giữa các thành phần nguyên tố tạo nên hợp chất là những hằng số tối giản

 Xét hợp chất Fe_xO_y thì ta luôn có: \(\frac{{{{\text{m}}_{{\text{Fe}}}}}}{{{{\text{m}}_{\text{O}}}}} = \frac{{56x}}{{16y}}\) và \(\frac{{\text{x}}}{{\text{y}}} = \frac{{{{\text{n}}_{{\text{Fe}}}}}}{{{{\text{n}}_{\text{O}}}}}\)

- Nếu \(\frac{x}{y}\) = 1     →   Fe_xO_y là: FeO

- Nếu \(\frac{x}{y}\) = 2/3  →    Fe_xO_y là: Fe₂O₃

- Nếu \(\frac{x}{y}\) = 3/4   →    Fe_xO_y là: Fe₃O₄

Một số lưu ý:

- Nếu oxit sắt (Fe_xO_y) tác dụng với H₂SO₄ đặc, HNO₃ không giải phóng khí đó là Fe₂O₃.

- Đối với FeO và Fe₃O₄ có đặc điểm là 1 mol phân tử thì nhường đúng 1 mol electron:

\(\begin{gathered}
  \mathop {\mathop {{\text{Fe}}}\limits^{{\text{ + 2}}} {\text{(FeO)}}}\limits^{}  \to \mathop {{\text{Fe}}}\limits^{{\text{ + 3}}} {\text{   +   1e}} \hfill \\
  \mathop {\mathop {{\text{3Fe}}}\limits^{\frac{{{\text{ + 8}}}}{{\text{3}}}} {\text{(F}}{{\text{e}}_{\text{3}}}{{\text{O}}_{\text{4}}}{\text{)}}}\limits^{}  \to \mathop {{\text{3Fe}}}\limits^{{\text{ + 3}}} {\text{   +   1e}} \hfill \\ 
\end{gathered} \)

- Khi giải bài tập dạng này, ta thường kết hợp các phương pháp: bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng và tăng giảm khối lượng,…

- Đôi khi ta có thể giải bằng cách xét 3 khả năng của Fe_xO_y là: FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄ rồi dựa vào dữ kiện của bài tìm đáp án phù hợp.

Câu 1: Khử hoàn toàn 16g bột oxit sắt bằng CO ở nhiệt độ cao, sau khi phản ứng kết thúc, khối lượng chất rắn giảm 4,8g. Công thức oxit sắt đã dùng là:

A. FeO           

B. Fe₃O₄                    

C. Fe₂O₃                    

D. Tất cả đều sai

Hướng dẫn giải

Khối lượng giảm đi chính là khối lượng của oxi trong oxit Fe_xO_y.

Ta có: m_O(FexOy) = 4,8 (gam) → n_O(FexOy) = \(\frac{{{\text{4,8}}}}{{{\text{16}}}} = 0,3(mol)\)

n_Fe(FexOy) = \(\frac{{{\text{16  -  4,8}}}}{{{\text{56}}}} = 0,2(mol)\)

→ \(\frac{x}{y} = \frac{{0,2}}{{0,3}} = \frac{2}{3} \to F{e_2}{O_3}\)

Chọn C

Câu 2: Hòa tan hoàn toàn 6,4 gam một hỗn hợp Fe và Fe_xO_y vào dung dịch HCl dư thì thu được 2,24 lit H₂(đktc). Nếu đun hỗn hợp trên khử bằng H₂ dư thì thu được 0,2 gam H₂O. Công thức oxit sắt là:

A. Fe₂O₃                    

B. FeO           

C. Fe₃O₄                    

D. Fe_xO_y

Hướng dẫn giải

Chỉ có Fe tác dụng với dung dịch HCl mới giải phóng khí nên:

  n_Fe = n_(H2) = 0,1 (mol)  → m_FexOy = 6,4 – 0,1.56 = 0,8 (g)

Khi khử hỗn hợp bằng H₂ thì: n_O(FexOy) = n_(H2O) = \(\frac{{0,2}}{{18}} = \frac{1}{{90}}(mol)\)

→ n_Fe(FexOy) =   \(\frac{{{\text{0,8  -  }}\frac{{{\text{16*1}}}}{{{\text{90}}}}}}{{{\text{56}}}} = \frac{1}{{90}}(mol) \to \frac{x}{y} = 1 \to FeO\)     

Chọn B

Câu 3: Để hòa tan 4 gam Fe_xO_y cần 52,14 ml dd HCl 10%(D=1,05g/ml). Xác định công thức phân tử Fe_xO_y.

A. Fe₂O₃                    

B. FeO                       

C. Fe₃O₄                    

D. Fe₂O₃ và FeO

Hướng dẫn giải

Ta có: \({{\text{n}}_{{{\text{H}}^{\text{ + }}}}}{\text{  =  }}{{\text{n}}_{{\text{HCl}}}}{\text{  =  }}\frac{{{\text{52,14*1,05*0,1}}}}{{36,5}} = 0,15(mol)\)

Phản ứng thực chất là:     

O^2-     +    2H⁺  →  H₂O

 0,075  ←   0,15(mol)

n_Fe(FexOy) =  \(\frac{{{\text{4  -  0,075*16}}}}{{{\text{56}}}} = 0,05(mol) \to \frac{x}{y} = \frac{{0,05}}{{0,075}} = \frac{2}{3} \to F{e_2}{O_3}\)

Chọn A

Câu 4: Hòa tan 10gam hỗn hợp gồm Fe và Fe_xO_y bằng HCl được 1,12 lít H₂(đktc). Cũng lượng hỗn hợp này nếu hòa tan hết bằng HNO₃ đặc nóng được 5,6 lít NO₂(đktc). Tìm Fe_xO_y?

A. FeO           

B. Fe₃O₄                     

C. Fe₂O₃                    

D. Không xác định được

Hướng dẫn giải

Chỉ có Fe tác dụng với dung dịch HCl mới giải phóng khí nên:

n_Fe = n_(H2) = \(\frac{{1,12}}{{22,4}} = 0,05\) (mol)  → m_FexOy = 10 – 0,05.56 = 7,2 (g)

Khi cho hỗn hợp tác dụng với HNO₃

Bảo toàn electron: 0,05.3 + a = 0,25  → a = 0,1

M_(FexOy) = \(\frac{{7,2}}{{0,1}} = 72 \to FeO\). Chọn A

Câu 5: Cho 4,48 lít khí CO (ở đktc) từ từ đi qua ống sứ nung nóng đựng 8 gam một oxit sắt đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Khí thu được sau phản ứng có tỉ khối so với hiđro bằng 20. Công thức của oxit sắt và phần trăm thể tích của khí CO₂ trong hỗn hợp khí sau phản ứng là:

A. FeO;75%               

B. Fe₂O₃;75%            

C. Fe₂O₃;65%            

D. Fe₃O₄;75%

Hướng dẫn giải

Khí sau phản ứng là hỗn hợp: \(\left\{ \begin{gathered}
  {\text{CO : x (mol)}} \hfill \\
  {\text{C}}{{\text{O}}_{\text{2}}}{\text{: 0,2  -  x (mol)}} \hfill \\ 
\end{gathered}  \right.\)

Quy tắc đường chéo:

→ %V_(CO2) = \(\frac{{{\text{0,15*100}}}}{{{\text{0,2}}}} = 75\% \)

n_O(FexOy) = n_(CO2) = 0,2 – 0,05 = 0,15 (mol)  →  nFe_(FexOy) = \(\frac{{{\text{8  -  0,15*16}}}}{{{\text{56}}}} = 0,1(mol)\)

\( \to \frac{x}{y} = \frac{{0,1}}{{0,15}} = \frac{2}{3} \to F{e_2}{O_3}\) →     Chọn B

Câu 6:  Cho 0,01 mol một hợp chất của sắt tác dụng hết với H₂SO₄ đặc nóng (dư) thoát ra 0,112 lit khí SO₂(đktc) (là sản phẩm khử duy nhất). Công thức của hợp chất sắt đó là:

A. FeS            

B.FeS₂            

C. Fe₂O₃                    

D. Fe₃O₄

Hướng dẫn giải

Ta có:       

\(\mathop {\text{S}}\limits^{{\text{  +  6}}} {\text{    +    2e  }} \to {\text{  }}\mathop {\text{S}}\limits^{{\text{  +  4}}} \)        

\({\text{0,01 }} \leftarrow {\text{ }}\frac{{{\text{0,112}}}}{{{\text{22,4}}}} = 0,005(mol)\)

Số mol hợp chất = số mol electron trao đổi  → 1 mol hợp chất chỉ nhường 1mol electron.

Do đó ta chọn Fe₃O₄  →   Chọn D

Câu 7: Hòa tan hòan toàn một oxit Fe_xO_y bằng dung dịch H₂SO₄ đặc nóng(vừa đủ) thu đựợc 2,24 lít khí SO₂ (đktc) và 120 gam muối. Xác định công thức oxit kim loại?

A. FeO           

B. Fe₃O₄                    

C. Fe₂O₃                    

D. Không xác định được       

Hướng dẫn giải

\(\mathop {\text{S}}\limits^{{\text{   +   6}}} {\text{     +     2e  }} \to {\text{  }}\mathop {\text{S}}\limits^{{\text{   +   4}}} \)

\({\text{0,2 }} \leftarrow {\text{ }}\frac{{{\text{2,24}}}}{{{\text{22,4}}}} = 0,1(mol)\)

Nhận xét:  số mol oxit Fe_xO_y là 0,2 (mol)  →  n_Fe(FexOy) = 0,2.x

Ta có: \({{\text{n}}_{{\text{F}}{{\text{e}}_{\text{2}}}{{{\text{(S}}{{\text{O}}_{\text{4}}}{\text{)}}}_{\text{3}}}}}{\text{  =  }}\frac{{{\text{120}}}}{{{\text{400}}}} = 0,3(mol) \to n(Fe) = 0,3*2 = 0,6(mol)\)

Bảo toàn nguyên tố Fe:  0,2.x = 0,6  →  x = 3  →  Fe₃O₄ 

→  Chọn B

Câu 8: Dùng CO dư để khử hoàn tòan m gam bột sắt oxit (Fe_xO_y) dẫn tòan bộ lượng khí sinh ra đi thật chậm qua 1 lít dung dịch Ba(OH)₂ 0,1M thì vừa đủ và thu được 9,85gam kết tủa. Mặt khác hòa tan tòan bộ m gam bột sắt oxit trên bằng dd HCl dư rồi cô cạn thì thu được 16,25gam muối khan. m có giá trị là bao nhiêu gam? Và công thức oxit (Fe_xO_y).

A. 8 gam; Fe₂O₃                                

B. 15,1gam, FeO                    

C. 8 gam; FeO                                   

D. 11,6gam; Fe₃O₄

Hướng dẫn giải

n_Ba(OH)2 = 0,1 (mol)

n_(BaCO3) = \(\frac{{9,85}}{{197}} = 0,05(mol)\)

Ta thấy: n_(BaCO3) < n_Ba(OH)2 →  Có 2 pư xảy ra:

CO₂    +   Ba(OH)₂  →  BaCO₃

0,1    ←   0,1(mol)                   0,1

BaCO₃    +    CO₂   +   H₂O  →  Ba(HCO₃)₂

                        0,05        →     0,05

Số mol CO₂ pư:  0,1 + 0,05 = 0,15 (mol)

Hoặc ta nhẩm: n_CO2 = 2n_Ba(OH)2 – n_BaCO3 = 2.0,1 – 0,05 = 0,15 (mol)

→ nO_(FexOy) = n_CO2 = 0,15 (mol)

Khi oxit Fe_xO_y tác dụng với HCl tạo muối clorua:

O^2-       →      2Cl^-

0,15            →        0,3(mol)

→ m_Fe = 16,25 – 0,3.35,5 = 5,6 (g)  → m = m_Fe + m_O = 5,6 + 0,15.16 = 8(g)

→ \(\frac{x}{y} = \frac{{0,1}}{{0,15}} = \frac{2}{3} \to F{e_2}{O_3}\)  →  Chọn A

Bài 9: Để khử hoàn toàn 6,4g một oxit kim loại cần 0,12mol khí H₂. Mặt khác lấy lượng kim loại tạo thành cho tan hoàn toàn  trong dung dịch H₂SO₄ loãng thì thu được 0,08 mol H₂. Công thức oxit kim loại là:

A. CuO                      

B. Al₂O₃                    

C. Fe₃O₄                    

D. Fe₂O₃

Hướng dẫn giải

\({\text{Oxit KL }} \to {\text{KL}} \to {\text{H}}_{\text{2}}^{}\)

Nhận xét: Đây là dạng BT quen thuộc trong các kỳ thi nên chúng ta cần chú ý:

+ Oxit KL  bị khử bởi H₂/CO phải là oxit của KL đứng sau Al

+ KL tác dụng với dung dịch HCl/H₂SO₄ → H₂ phải đứng trước H trong dãy hoạt động hóa học

+ Số mol H₂ (hoặc CO) # (1)  Số mol H₂(2)  →  Oxit của KL đa hóa trị.

Do đó: Ta loại A và B → oxit là Fe_xO_y

→ \(\frac{x}{y} = \frac{{\frac{{6,4 - 16*0,12}}{{56}}}}{{0,12}} = \frac{2}{3} \to F{e_2}{O_3}\) →  Chọn D

Bài 10: Khử hoàn toàn 4,06g một oxit kim loại bằng CO ở nhiệt độ cao thành kim loại. Dẫn toàn bộ khí sinh ra vào bình đựng dung dịch Ca(OH)₂ dư thấy tạo 7g kết tủa. Nếu lấy lượng kim loại sinh ra hoà tan hết trong dung dịch HCl dư thì thu được 1,176lit H₂(đktc). Công thức oxit kim loại là:

A. FeO                       

B. Fe₃O₄                    

C. Fe₂O₃                    

D. ZnO

Hướng dẫn giải

Ta có: n_CO2 = n_CaCO3 = \(\frac{7}{{100}} = 0,07(mol) \ne n{H_2} = \frac{{1,176}}{{22,4}} = 0,0525(mol)\) → Oxit Fe_xO_y

n_O(FexOy) = n_CO2 = 0,07

n_Fe(FexOy) = \(\frac{{4,06 - 16*0,07}}{{56}} = 0,0525(mol)\)

→  \(\frac{x}{y} = \frac{{0,0525}}{{0,07}} = \frac{3}{4} \to F{e_3}{O_4}\) →  Chọn B

Bài 11: Hòa tan hoàn toàn a gam Fe_xO_y bằng dd H₂SO₄ đậm đặc nóng vừa đủ , có chứa 0,075 mol H₂SO₄ thu được b gam một muối có 168 ml khí SO₂ (đktc) duy nhất thoát ra .

a/ Trị số của b là :

A. 9g                           B. 8g                           C. 6g                           D. 12g

b)Trị số a gam Fe_xO_y là :

A. 1,08g                      B.2,4g                         C.4,64g                       D. 3,48g

c) Công thức của Fe_xO_y là :

A. FeO                        B. Fe₂O₃                     C.Fe₃O₄                      D. Không xác định được

Hướng dẫn giải

a/ Gốc SO₄^2- trong axit sau  phản ứng nằm dạng gốc SO₄^2- trong muối và dạng SO₂ nên:

Bảo toàn nguyên tố lưu huỳnh:  nS(H₂SO₄) = nS(muối) + nS(SO₂)

→ n_Smuối = 0,075 - \(\frac{{{\text{168}}}}{{{\text{1000}}{\text{.22,4}}}}\) = 0,0675 (mol) → \({{\text{n}}_{{\text{F}}{{\text{e}}_{\text{2}}}{{{\text{(S}}{{\text{O}}_{\text{4}}}{\text{)}}}_{\text{3}}}}}{\text{  =  }}\frac{{{\text{0,0675}}}}{{\text{3}}} = 0,0225(mol)\)

Khối lượng muối = 0,0225*400 = 9 (g)         →  Chọn A

b/  Ta có:  Số mol H₂SO₄ = số mol H₂O = 0,075 (mol)

Theo ĐLBTKL:  m _(FexOy) + m_(H2SO4) = m_(muối) + m_(SO2) + m_(H2O)

→ m(FexOy) = 9 + 0,0075.64 + 0,075.18 – 98.0,075 = 3,48 (g) →  Chọn D

c/  n_Fe(FexOy) = 0,0225.2 = 0,045 (mol)

n_O(FexOy) = \(\frac{{3,48 - 0,045*56}}{{16}} = 0,06(mol)\)

→ \(\frac{x}{y} = \frac{{0,045}}{{0,06}} = \frac{3}{4} \to F{e_3}{O_4}\) →  Chọn C

Bài 1: Hoà tan 11,2g kim loại M trong dd HCl thu được 4,48 lít khí H₂ (đktc). KL M là kim loại nào sau đây:

A. Al                          

B. Ca              

C. Mg                         

D. Fe

Bài 2: Cho 17,4 g hợp kim X gồm sắt, đồng, nhôm phản ứng hết với H₂SO₄ loãng, dư thu được 6,4 gam chất rắn và 9,856 lít khí Y (ở 27,3^oC và 1 atm). Thành phần phần trăm theo khối lượng của sắt, đồng, nhôm trong hợp kim lần lượt là:

Bài 3: Khi hoà tan cùng một lượng kim loại R vào dd HNO₃ loãng và dd H₂SO₄ loãng thì thu được khí NO và H₂ có thể tích bằng nhau (đo ở cùng điều kiện). Biết rằng muối nitrat thu được có khối lượng bằng 159,21% khối lượng muối sunfat. R là kim loại nào sau đây:

A. Zn              

B. Al                          

C. Fe              

D. Mg

Bài 4: Nung 2,1 gam bột sắt trong bình chứa oxi, đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 2,9g một oxit. Tìm CTPT của oxit sắt?

Bài 5: Đốt một lượng kim loại trong bình kín đựng khí clo thu được 32,5g muối clorua và nhận thấy thể tích khí clo giảm 6,72 lít (đktc). Tìm KL X

Bài 6: Khử một oxit sắt bằng CO ở nhiệt độ cao, phản ứng xong người ta thu được 0,84g Fe và 448ml CO₂ (đktc). Tìm CT oxit sắt.

Bài 7: Hoà tan 3,04g hh bột kim loại Fe và Cu trong dd HNO₃ loãng dư, thu được 0,896 lít khí duy nhất NO (đktc). Thành phần % theo KL mỗi KL trong hh là?

Bài 8: Để sản xuất 800 tấn gang có hàm lượng Fe là 95%, biết rằng trong quá trình sản xuất lượng sắt bị hao hụt là 1%. Tính khối lượng quặng manhetit chứa 80% Fe₃O₄ cần dùng.

Bài 9: Hoà tan m gam oxit sắt cần 150ml dd HCl 3M, nếu khử toàn bộ m gam oxit sắt trên bằng CO nung nóng, dư thu được 8,4g sắt. CTPT của oxit sắt là?

Bài 10: Cho 20g hh Fe và Mg tác dụng hết với dd HCl thấy có 11,2 lít (đktc) khí H2 thoát ra. Cô cạn dd thu được bao nhiêu gam muối khan?

Bài 11: Ngâm 1 lá kim loại M có khối lượng 50g trong dd HCl, sau phản ứng thu được 336ml khí H2 (đktc) thì khối lượng lá kim loại giảm 1,68%. Tìm KL M

Bài 12: Hoà tan hoàn toàn một oxít FexOy bằng dd H₂SO₄ đặc, nóng thu được 2,24 lít khí SO₂ (đktc), phần dd đem cô cạn thì thu được 120g muối khan. Tìm CT oxít sắt:

Bài 13: Cho một luồng hkí CO dư qua ống đựng a gam hh Fe₃O₄ và CuO nung nóng đến phản ứng hoàn toàn, ta thu được 1,16g hh 2 kim loại. Khí thoát ra cho vào bình đựng dd nước vôi trong dư thu được 2,5g kết tủa trắng. Tính a

Bài 14: Hoà tan hoàn toàn 2,175g hh 3 kim loại Zn, Mg, Fe vào dd HCl dư thấy thoát ra 1,344 lít khí H₂ (đktc). Khi cô cạn dd ta thu được bao nhiêu gam muối khan?

Bài 15: .Khi cho 4,5g hh CuO và một oxit sắt có số mol bằng nhau, tác dụng với H₂ dư thu được 1,76g chất rắn. Nếu cho chất rắn trên vào dd HCl dư thì thu được 0,224 lít khí (đktc). Tìm CT oxit sắt

---(Nội dung đầy đủ, chi tiết phần tiếp theo của tài liệu vui lòng xem tại online hoặc đăng nhập để tải về máy)---

Trên đây là phần trích dẫn Phương pháp tìm nhanh CTPT FexOy môn Hóa học 12 năm 2021, để xem toàn bộ nội dung chi tiết, mời các bạn cùng quý thầy cô vui lòng đăng nhập để tải về máy. 

Chúc các em đạt điểm số thật cao trong kì thi sắp đến!