Bài 31: SẮT

B. LỜI GIẢI CHI TIẾT CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

I. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CƠ BẢN

1.Các kim loại thuộc dãy nào sau đây đều phản ứng với dung dịch $CuCl_{2}$?

A.Na, Mg, Ag.

B.Fe, Na, Mg.

C.Ba, Mg, Hg.

D.Na, Ba, Ag.

Trả lời:

Chọn B. Fe, Na và Mg đều đứng trước Cu trong dãy điện hóa nên đều phản ứng với dung dịch $CuCl_{2}$.

2.Cấu hình electron nào sau đây là của ion $Fe^{3+}$ ?

A.[Ar]3$d^{6}$.

B.[Ar]3$d^{5}$.

C.[Ar]3$d^{4}$.

D.[Ar]3$d^{3}$.

Trả lời:

Chọn B. Cấu hình electron của ion $Fe^{3+}$ là [Ar]3$d^{5}$ (đã nhường 3e).

3. Cho 2,52 gam một kim loại tác dụng hết với dung dịch $H_{2}SO_{4}$ loãng, thu được 6,84 gam muối sunfat. Kim loại đó là

A.Mg.

B.Zn.

C.Fe.

D.AI.

Giải: Chọn C.

Gọi M là kí hiệu, nguyên tử khối của kim loại. Ta có:

- Từ phương trình trên, ta có: 2,52.(2M + 96n) = 2M.6,84

⇒ M = 28n, nghiệm phù hợp n = 2 và M = 56.

Vậy: Kim loại M là Fe (sắt).

4. Ngâm một lá kim loại có khối lượng 50 gam trong dung dịch HCl. Sau khi thu được 336 ml khí $H_{2}$ (đktc) thì khối lượng là kim loại giảm 1,68%. Kim loại đó là

A.Zn.

B.Fe.

C.Al.

D.Ni.

Giải: Chọn B.

Gọi M là kí hiệu, nguyên tử khối của kim loại có hóa trị n.

- Khối lượng kim loại phản ứng với HCl: $\large \frac{1,68.50}{100}$ = 0,84g

- Phương trình hóa học:

- Từ phương trình trên ta có: $\large \frac{0,84n}{2}$ = M.0,015

⇒ M = 28n, nghiệm phù hợp n = 2 và M = 56.

Vậy: Kim loại đó là Fe (sắt).

5. Hỗn hợp A chứa Fe và kim loại M có hóa trị không đổi trong mọi hợp chất. Tỉ lệ số mol của M và Fe trong hỗn hợp A là 1: 3. Cho 19,2 gam hỗn hợp A tan hết vào dung dịch HCl thu được 8,96 lít khí $H_{2}$. Cho 19,2 gam hỗn hợp A tác dụng hết với khí $Cl_{2}$ thì cần dùng 12,32 lít khí $Cl_{2}$. Xác định kim loại M và phần trăm khối lượng các kim loại trong hỗn hợp A. Các thể tích khí đo ở đktc.

Giải:

Gọi M là kí hiệu, nguyên tử khối của kim loại M có hóa trị n.

- Từ phương trình trên và dữ kiện của đề bài ta có:

$\large \frac{nx}{2}$ + 3x = $\large \frac{8,96}{22,4}$ = 0,4 (a)

$\large \frac{nx}{2}$ + 4,5x = $\large \frac{12,32}{22,4}$ = 0,55 (b)

Giải hệ (a), (b) ta được: x = 0,1 mol

- Mặt khác: 56.0,3 + M.0,1 = 19,2 (c)

⇒ M = 24. Đó là Mg: Magie.

- Thành phần phần trăm khối lượng các kim loại trong hỗn hợp A là:

%$m_{Fe}$ = $\large \frac{16,8}{19,2}$.100% = 87,5%;

%$m_{Mg}$ = 100% – 87,5% = 12,5%.

II. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP MỞ RỘNG, NÂNG CAO

1. Fe có số hiệu nguyên tử là 26. Ion $Fe^{3+}$ có cấu hình electron là

A.[Ar]$3d^{6}4s^{2}$.

B.[Ar]$3d^{6}$.

C.[Ar]$3d^{3}4s^{2}$.

D.[Ar]$3d^{5}$.

Trả lời:

Chọn D. Ion $Fe^{3+}$ có cấu hình electron là [Ar]$3d^{5}$.

2. Fe có thể tan dần trong dung dịch chất nào sau đây?

A.$AlCl_{3}$.

B.$FeCl_{3}$.

C.$FeCl_{2}$.

D.$MgCl_{2}$.

Trả lời:

Chọn B. Fe có thể tan dần trong dung dịch $FeCl_{3}$ theo phản ứng:

$Fe+2FeCl_{3}\rightarrow 3FeCl_{2}$

3. Cho 3,08g Fe vào 150ml dung dịch $AgNO_{3}$ 1M, lắc kĩ cho phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam chất rắn. Giá trị của m là

A.11,88.

B.16,20.

C.18,20.

D.17,96.

Giải:

Chọn B.

- Ta có: $n_{Fe}$ = $\large \frac{3,08}{56}$ = 0,055mol; $n_{AgNO_{3}}$ = 0,15.1 = 0,15mol.

- Các phương trình hóa học:

⇒ $Fe^{2+}$ dư ⇒ m = 0,15.108 = 16,2g.

4. Cho 1,4g kim loại X tác dụng với dung dịch HCl thu được dung dịch muối trong đó kim loại có số oxi hóa +2 và 0,56 lít $H_{2}$ (đktc). Kim loại X là

A.Mg.

B.Zn.

C.Fe.

D.Ni.

Giải: Chọn C.

- Phương trình hóa học: $X+2HCl\rightarrow XCl_{2}+H_{2}$

Ta có: $n_{X}$ = $n_{H_{2}}$ = $\large \frac{0,56}{22,4}$ = 0,025mol

⇒ X = $\large \frac{1,4}{0,025}$ = 56.

Vậy: X là Fe (sắt).

5. Cho 1g bột sắt tiếp xúc với oxi một thời gian thấy khối lượng bột đã vượt quá 1,41g. Nếu chỉ tạo thành một oxit duy nhất thì oxit đó là

A.FeO.

B.$Fe_{2}O_{3}$.

C.$Fe_{3}O_{4}$.

D.không xác định được.

Giải: Chọn B.

- Với FeO thì: $\large \frac{M_{FeO}}{M_{Fe}}$ = $\large \frac{72}{56}$ = 1,286g.

- Với $Fe_{2}O_{3}$ thì: $\large \frac{M_{Fe_{2}O_{3}}}{M_{Fe}}$ = $\large \frac{160}{2.56}$ = 1,429g.

- Với $Fe_{3}O_{4}$ thì: $\large \frac{M_{Fe_{3}O_{4}}}{M_{Fe}}$ = $\large \frac{232}{3.56}$ = 1,38g.

Vậy: Chỉ có $Fe_{2}O_{3}$ thì khối lượng bột mới vượt quá 1,41g.

6. Hòa tan hoàn toàn m gam Fe vào dung dịch $HNO_{3}$ loãng, dư thu được 0,448 lít khí NO duy nhất (đktc). Giá trị của m là

A.11,2.

B. 1,12.

C. 0,56.

D. 5,60.

Giải: Chọn B.

- Phương trình hóa học:

$Fe+4HNO_{3}\rightarrow Fe(NO_{3})_{3}+NO+2H_{2}O$

Ta có: $n_{Fe}$ = $n_{NO}$ = $\large \frac{0,448}{22,4}$ = 0,02 mol

⇒ m = 0,02.56 = 1,12g.

7. Cho 20g hỗn hợp Fe và Mg tác dụng hết với dung dịch HCl thấy có 1g khí $H_{2}$ thoát ra. Dung dịch thu được nếu đem cô cạn thì thu được bao nhiêu gam muối khan?

A.50g.

B.55,5g.

C.60g.

D.60,5g.

Giải: Chọn B.

Ta có: $n_{H}$ = $n_{Cl}$ (tạo muối) = $\large \frac{1}{1}$ = 1mol

m muối = m kim loại + m gốc axit = 20 + 35,5 = 55,5g.

8. Ngâm một lá kim loại có khối lượng 50g trong dung dịch HCl. Sau một thời gian thu được 336ml khí $H_{2}$ (đktc) đồng thời lá kim loại giảm 1,68%. Xác định tên kim loại đã dùng.

Giải:

Gọi M là kim loại cần tìm.

- Số mol $H_{2}$ là: $n_{H_{2}}$ = $\large \frac{0,336}{22,4}$ = 0,015mol.

- Khối lượng kim loại tan vào dung dịch: m = $\large \frac{50.1,68}{100}$ = 0,84g

- Phương trình hóa học:

⇒ M = $\large \frac{0,84n}{2.0,015}$ = 28n

Chỉ có n = 2 và M = 56 là phù hợp.

Vậy: Kim loại cần tìm là Fe (sắt).

9. Cho một dung dịch có hòa tan 3,25g muối sắt clorua tác dụng với dung dịch $AgNO_{3}$ dư, tạo ra 8,61g AgCl. Xác định công thức hóa học của muối sắt clorua đã dùng.

Giải:

Gọi $FeCl_{n}$ là công thức hóa học của sắt clorua cần tìm.

- Phương trình hóa học:

⇒ (56 + 35,5n).8,61 = 3,25.143,5n ⇒ n = 3

Vậy: Công thức của muối sắt clorua là $FeCl_{3}$.

10. Hai lá sắt có khối lượng bằng nhau và bằng 11,2g. Một lá cho tác dụng hết với khí clo, một lá ngâm trong dung dịch HCl dư

a) Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra.

b) Khối lượng muối các muối sắt clorua thu được theo hai cách trên có bằng nhau không và bằng bao nhiêu?

Giải:

a) Các phương trình hóa học:

$2Fe+3Cl_{2}\rightarrow 2FeCl_{3}$ (1)

$Fe+2HCl\rightarrow FeCl_{2}+H_{2}$ (2)

b) Từ các phương trình (1) và (2) ta có:

$n_{Fe}$ = $n_{FeCl_{3}}$ = $\large \frac{11,2}{56}$ = 0,2mol

$n_{Fe}$ = $n_{FeCl_{2}}$ = $\large \frac{11,2}{56}$ = 0,2mol

⇒ $m_{FeCl_{3}}$ = 162,5.0,2 = 32,5g; $m_{FeCl_{2}}$ = 127.0,2 = 25,4g.

Vậy: Khối lượng muối clorua thu được khi cho Fe tác dụng với $Cl_{2}$ lớn hơn khối lượng muối clorua thu được khi cho Fe tác dụng với HCl.