Giải bài tập Hóa 12 Bài 32: Hợp chất của sắt
§32. HỢP CHẤT CỦA SAT A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT HỢP CHÂT SẮT (II) : FeO, Fe(OH)2, Mưốĩ Feỉ+ Tính chất hóa học chung của hỢp chất sắt (II) là lính khử và lính oxi hóa li) Tính khứ': Fe2+ -> FỮ,+ + le 4Fe(OH)2 + 2H?O + o2 -> 4Fe(OH)3. 2Fe(OH)2 + >/2O2 —-> Fe2O3 + 2H2O. 2FeCl2 + cụ —■» 2FeCl3. 3FeO + ÌOHNO, -> 3Fe(NO3)3 + Not + 5H2O. 3Fe(OH)2 + ÌOHNO’, -> 3Fe(NO,)3 + NÓT + 8H2O. 3FcCOị + ỊOHNO3 -> 3Fe(NO.,)3 + 3CO2T + NO? + 5H2O. Fe(NO.,)2 + 2HNO3 đũv.nóng -> Fe(NO3)3 + NO2T + H2O. 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 -> 5 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O. FeS2 + 18HNCẠ -> Fe(NO3)3+ 2H2SO4 + 15NO2T + 7H2O. 2FeS2 + 14H2SO4 -> Fe2(SO4)3 + 15SO2 T + 14H2O. b) Tính oxi hâu: Fe2+ + 2e —> Fe° FeO + H2 ——> Fe + H2 3FeO + 2A1 —í—> 3Fc + A12O3 Mg + FeSO4 —> MgSO4 + Feị Ngoài ra FcO và Fe(OH)2 còn thể hiện lính bazơ. Chúng lác dụng với dung dịch axil HC1. H2SO4 loãng tạo muối sắt (II). Cho bay hrti những dung dịch muối này, ta được các muối tương ứng ngậm nươc : FeCl2.4H2O; FeSO4.7H2O. Điều chế Fe(OH)2 bằng phản ứng trao đổi ion giữa dung dịch muối sắt (II) và dung dịch kiềm: Fe2++ 2OH~ —» Fe(OH)2ị. FeO đưọ'c điều chế bằng phản ưng phân hủy Fe(OH)2 trong điều kiện không có không khí: Fe(OH)2 ——> FeO + H2O. HỢP CHẤT SẮT (III): Fe2O3, Fe(OH)3, MUốI Fe1+ Tính chất chung của hợp chất sắt (III) là tính oxi hóa Fe2O3 + 2A1 -> A12O3 + 2Fc 2FeCI3 + Cu —-> CuCl2 + 2FcC12. Fe2O3 là chất rắn, màu nâu đỏ, không lan trong nước. Fe2O3 là một oxit bazơ : Fe2O, + 3H2SO4-> Fc2(SO4)3+ 3H2O Fe2O3 + 6HNO3 -> Fe(NO3)3+ 3H2O • Fe(OH)3 là cha't rắn, màu nâu đỏ, không tan trong nước. Fe(OH)3 là một bazơ : Fe(OH)3 + 3HC1 -> FeCl3 + 3H2O. Bị nhiệt phân 2Fe(OH)3 —— Fe2O3 + 3H2O. TỔNG QUÁT VỀ PHẢN ỨNG CỦA FexOy VỚI AXIT Phản ứng của các oxit sắt với dung dịch axit FeO + 2HC1 -> FeCl2 + H2O. 3FeO + lOHNOj ,lứng -> 3Fe(NO3)3 + NO? + 5H2O. FeO + 4HNOW. —Fe(NO3)3 + NO2? + 2H2O. FcO + H2SỒ4 loãng -> FeSO4 + H2O. 2FeO + 4H2SO4 Jặc —> Fe2(SO4)3 + so2? + 4H2O. Fe2O3 + 6HC1 -» 2FeCl_, + 3H2O. Fe2O3 + 3H2SO4 —> Fe2(SO4)3 + 3H2O. Fe2O3 + 6HN0.Í -> 2Fe(NO3)3 + 3H2O. Fe3O4 + 8HC1 FeCl2 + 2FeCI3 + 4H2O. 3Fe3O4 + 28HNO3 loãng —?—> 9Fe(NO3)3 + NO? + I4H2O. Fe3O4+ 10HNO3jặC —> 3Fe(NO3)3 + NO2? + 5H2O. Fe3O4 + 4H2SO4 ,Jng -> FcSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O. 2Fc3O4 + 10H2SO4đặC —> 3Fc2(SO4)3 + so2? + 1 ()H2O. Tổng quát FexOy + 2yHCl —» (3x - 2y)FeCỤ + (2y - 2x)FcC13 + yH2O. (hoặc FexOy + 2yHCl -> X FcCl2y + yH2O) FexOy + (12x - 2y)HNO3 -> 3xFe(NO3)3 + (3x - 2y)NO? + (6x - y)H2O. FexOy + (6x - 2y)HNO3 -> xFe(NO3)3 + (3x - 2y)NO2? + (3x - y)H2O. 2FexOy + (6x-2y)H2SO4J ——■> xFe2(SO4)3 + (3x - 2y)SO2? + (3x - y)H2O Ghi nhớ: Một oxit sắt tác dụng với một axit có tính oxi hóa mạnh, thì hệ số cân bằng của phương trình đối với khí sinh ra luôn là (3x - 2y). Như vậy, vơi Fe2O3 (tức X = 2, y = 3) thì hệ số (3x - 2y) sẽ bằng 0, lức là không có khí sinh ra. Tóm lại, Fe2O4 tương tác với axit oxi hóa theo quy luật của một oxit ba/.ơ với một axit bình thương chỉ cho ra muối và nước. B. BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA Viết pliưtMỊ! trình hoá học cùa các phàn ứitịỉ trong quá trình chuyển nổi sau: FeS2 —Fe2o3 (2) •> FcCly (3) > Fe(OH)3 (4> > FejOy — > (S) > FeO (6) > FeSO4 --71 ■> Fe Cha sắt lác dụng với dung dịch H:SOj loãng thu được V lit khi H; (dktc), dung dịch thu dược cho hay hơi dược linh thề FeSOj. 7H:O có khối lượng IÌI 55,6 gain. Thể tích khí H; (dktc) dược gift phóng là A. 8,19 lit. II. 7,33 lít. c. 4,48 lit. I). 6.23 lít. 3. N/ỉâin một đinh sát nặun 4 ÍỊÍIIII Ironn diniỊỊ dịch CuSOj, sau một lliời ỊỊÌCIII lấy đinh sát ra. sây khá. cân năn:. 4,2857 nam. Khôi lưựitỊ! sắt thum ỊỊÍa phan ứny là A. 1.9990 xum. II. 1.9999 xam. c. 0,5999 xam. Ị). 2,1000 xũm. 4. Hồn hợp /1 ỊỊồĩìì FeO, Fe.tOj. FejO.i. 0,5 moi. Khối lượnịi cùa hồn hợp /A /ừ Tronx hàn hạp mồi oxiỉ đều A 23 ỉ ỊỊain. II. 252 xam. c. 255 xam. D. 234 xam. 5. Khử lioùn toàn 16 ỊỊUIII h'eyO.< hằniỉ khi cu iì nhiệt độ can. Khi di ru M1U Ịthan ứny được dần rào dunỊ! dịch Ctt(UH); dư. Khói lưựntt kêt lùa thu dược là A. 15 xam. II. 20 xam. c. 25 xam. ĩ). 50 xam. Hướng dẫn giải 1. Phương trình phản ứng : (1) 4FeS2+ 110, —2Fe,0, + 8S0,t (2) Fc,o3 + 6HC1 -> 2FcC13 + 3H2O (3) FcClj + 3NaOH -> Fc(OH)3ị + 3NaCl (4) 2Fc(0H), ■' —> 2Fe2O3 + 3H,0 (5) Fe2O3 + CO - > 2FeO + CO, (6) FcO + H2SO4 loãng —> FeSO4 + 14,0. (7) Mg + FeSO4—> MgSO4 + Feị Chọn c. Fe + H2SO4loãng -> FcSO4 + H2T FeSO4 + 7H2O -> FcSO4.7H2O Từ phương trình phản ứng =>nH = n,..eSOj = nFcSOj 7H o= = 0,2 mol 2/0 Thể lích H2 sinh ra ở đktc : V = 0,2.22.4 = 4.48 (lít) ' Chọn B. Đặt số mol Fe tam gia phản ứng là X mol Fe + CuSO4 —> FcSO4 + Cuị X —> X Ta có: mCu - nipc = Am,Sng => 64x - 56x = 4,2857 - '4 => X = 0,036 Khối lượng Fe tham gia phản ưng : m = 0,036.56 = 1,9999 (g) Cliọn B. Khối lượng hỗn hợp A: m = 0,5.72 + 0,5.160 + 0,5.232 = 232 (g) Chọn D. Fc2O., + 3CO —> 2Fc + 3CO, 0,1 = -> 0,3 160 co, + Ca(OH)2ltư -> CaC0.4 + H20. 0,3 -> 0,3 Khối lượng kết tủa thu được : m = 0,3.100 = 30 (g).