Tư duy số 5

TƯ DUY SỐ 5. BÀI TOÁN HỢP CHẤT CỦA KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI H 2SO4 (đặc /nóng)
Con đường tư duy :
Để làm tốt loại bài tập này các bạn cần vận dụng tốt các Định luật bảo toàn (BTE , BTNT, BTDT, BTKL) .
Các bài toán hay cần vận dụng linh hoạt tổng hợp các định luật trên.
Tận dụng triệt để kỹ thuật “Chia để trị”.Thường hay gặp các trường hợp.

 Fe
 Fe
Fe,FeO,FexOy  Chia


Fe,FeS,S,FeS2  Chia


O ;
S

 Fe

Fe,FexOy ,FeSx   
 O
Cu
Chia

S Cu,CuS,S,Cu2S   

S
Chia

;
Chú ý: Nếu đề bài u cầu tính tốn số liệu liên quan tới H2SO4 các bạn nên BTNT.S

HƯỚNG DẪN VẬN DỤNG
Câu 1. Có hỗn hợp bột X gồm Al, Fe2O3, Fe3O4 (có cùng số mol). Đem nung 41,9 gam hỗn hợp X trong điều kiện
khơng có khơng khí thu được hỗn hợp Y. Hòa tan Y trong dung dịch H 2SO4 đặc, nóng, dư thu được V lít khí SO 2 (là
sản phẩm khử duy nhất ở đktc). Giá trị V là:
A. 5,60 lít.
B. 4,48 lít.
C. 8,96 lít.
D. 11,20 lít.
Ta bảo tồn electron cho cả q trình nhé các bạn(cuối cùng Al và Fe sẽ được đẩy lên tới Al+3 và Fe+3 ). Có ngay:

 n 0,1mol
 Al
41,9 nFe2O3 0,1mol
 BTE

 0,1.3 0,1 2nSO2  V B

 nFe3O4(FeO.Fe2O3 ) 0,1mol
Câu 2. Cho 23,4 gam hỗn hợp X gồm Fe và FeO tác dụng với dung dịch H 2SO4 đặc, đun nóng và khuấy đều. Sau
khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y chỉ chứa chất tan FeSO 4 và 5,04 lít (đktc) khí SO2 (sản phẩm
khử duy nhất). Số mol H2SO4 đã phản ứng là:
A. 0,4.
B. 0,375
C. 0,675.
D. 0,6.

 n amol
23,4 Fe

 nO bmol

a 0,375mol BTNT.S

  
 b 0,15mol

56a 16b 23,4

2a 2b  0,45

 S a

0,45
0,6mol
2

Câu 3. Hòa tan hết 16 gam hỗn hợp Fe và C vào dung dịch H 2SO4 đặc nóng dư thu được V lít khí ở đktc và dung
dịch X. Cơ cạn X thu được 40 gam muối. Giá trị của V là:
A. 23,64.
B. 30,24.
C. 33,6.
D. 26,88.

 n 0,2mol
mFe2(SO4 )3 40  Fe: 0,2  16 Fe
 nC 0,4mol  0,4CO2
 BTE

 0,2.3 0,4.4 2nSO2  nSO2 1,1  n 1,5  C
Câu 4. Lấy 22,4 gam hỗn hợp Fe, FeO, Fe 2O3 tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 0,55 mol H 2SO4 đặc nóng thu
được khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch X. Cô cạn X, khối lượng muối thu được là:

A. 60 gam.
B. 40 gam.
C. 84 gam.
D. 72 gam.
Vừa đủ nghĩa là chất rắn đã tan hết và muối nói chung là hỗn hợp muối Fe 2+ và muối Fe3+.Ta sẽ đi tìm
khoảng của giá trị khối lượng muối.

 n amol
22,4 Fe

nO bmol

2+
:


 nFeSO4 amol


 nSO2 0,55  a

TH Chỉ có muối Fe

56a  16b 22,4
 BTE



2a 2b  2(0,55 a)

a 0,3545
 m53,88g

b 0,159


 nFe amol
22,4

nO b

3+
:

 nFe2 (SO4 )3 0,5amol

 nSO2 0,55  1,5a

TH chỉ có muối Fe

56a  16b 22,4
a 0,325mol
 BTE


 
 m65g
2a 2b  2(0,55  1,5a) b 0,2625mol
Nhìn vào đáp án ta thấy chỉ có A hợp lý.
Câu 5. Hịa tan hồn tồn 19,2 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4 và Fe2O3 trong 50 ml dung dịch H2SO4 18M

(đặc, dư, đun nóng), thu được V lít khí SO2 (đktc) là sản phẩm khử duy nhất và dung dịch Y. Cho 450 ml dung dịch
NaOH 2M vào dung dịch Y thu được 21,4 gam kết tủa. Giá trị của V là:
A. 4,48.
B. 5,60.
C. 6,72.
D. 3,36.

nFe(OH)3 

 n 0,2mol
21,4
0,2mol  BTNT
  nFe 0,2; 19,2 Fe
107
 nO 0,5mol

Nếu NaOH dư:
Vậy NaOH thiếu:

 n amol
19,2 Fe
 56a  16b 19,2;
 nO bmol

Vô lý

nH2SO4 0,05.18 0,9mol

Na :0,9


0,9  3a  0,6 0,3 3a
Y  Fe3 :a  0,2  BTDT
  nSO2 

4
2
2
SO2 :
 4

0,3 3a 

0,3 3a  BTE

 3a 2b  2 0,9
2 

2
a 0,3mol
 6a  2b 1,5  
 V 6,72lit
b 0,15mol
 BTNT.S
   nSO2 0,9

Câu 6. Hịa tan hồn tồn hỗn hợp gồm 0,002 mol FeS 2và 0,003 mol FeS vào lượng dư dung dịch H 2SO4đặc nóng
thu được Fe2(SO4)3, SO2và H2O. Hấp thụ hết lượng SO2trên bằng 1 lượng vừa đủ dung dịch KMnO4thu được dung
dịch X có pH = 2. Thể tích của dung dịch X là:
A. 2,00 lit.
B. 1,50 lit.

C. 1,14 lit.
D. 2,28 lit.

FeS2  15e Fe3  2S6 BTE
 
 0,002.15 0,003.9 2nSO2

3
6
FeS  9e Fe  S
 nSO2 0,0285
mol

5SO 2  2KMnO4  2H 2O  K 2SO 4  2MnSO 4  2H 2SO 4
 nH 0,022mol

PH 2   H   0,01  V 2,28(lit)

Câu 7. Hịa tan hồn tồn a gam một oxit sắt bằng H 2SO4 đặc, nóng thu được khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất). Mặt
khác khử hoàn toàn a gam oxit đó bằng CO ở nhiệt độ cao rồi cho tồn bộ lượng sắt thu được vào dd HNO 3 đặc,
nóng, dư thu được số mol NO2 (sản phẩm khử duy nhất) nhiều gấp 6 lần số mol SO2 ở trên. Oxit sắt đó là:
A. FeO và Fe3O4
B. Fe2O3
C. Fe3O4
D. FeO

Fe:x mol BTE
 
 3x 2y  2nSO2


O: y mol
Giả giả trong a gam oxit có: 
Khi khử hồn tồn oxit :

 BTE

 nNO2 3x 6nSO2  3x 2y  x  x y  FeO
Câu 8. Hỗn hợp X gồm FeS, FeS2, CuS tan vừa hết trong dung dịch chứa 0,33 mol H 2SO4 đặc sinh ra 0,325 mol khí
SO2 và dung dịch Y. Nhúng thanh Fe nặng 50 gam vào Y, phản ứng xong thấy thanh Fe nặng 49,48 gam và thu
được dung dịch Z. Cho Z phản ứng với HNO 3 đặc, dư sinh ra khí NO 2 duy nhất và cịn lại dung dịch E (khơng chứa
NH4+). Khối lượng muối dạng khan có trong E là m gam. Giá trị lớn nhất của m là :
A. 20,57
B. 18,19
C. 21,33
D. 21,41.
Bài toán này là một bài toán BTNT điển hình và rất hay. Tuy nhiên đề bài có phần chưa chặt chẽ lắm.


 BTNT.Hidro
  
 nH O 0,33 BTNT.O
 
 nOtrong muoái
2

0,33.4  0,325.2  0,33 0,34
trong muoá
i
 nSO


2
4

0,34
0,085 mol  Z: FeSO4 : 0,085mol
4

Vì HNO3 đặc nóng dư nên khối lượng muối lớn nhất là muối Fe(NO3)3
Câu 9. Cho 10 gam hỗn hợp X gồm FeO,Fe 2O3,S,FeS2 và CuS trong đó O chiếm 16% khối lượng hỗn hợp X tác
dụng vừa đủ với 0,4 mol H2SO4 đặc (đun nóng) sinh ra 0,31 mol khí SO 2 và dung dịch Y.Nhúng thanh Mg dư vào Y
sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn lấy thanh Mg ra cân lại thấy tăng 2,8 gam (Giả sử 100% kim loại sinh ra bám
vào thanh Mg).Đốt cháy hoàn toàn 10 gam X bằng lượng vừa đủ V lít (đktc) hỗn hợp khí A gồm O 2 và O3 tỷ lệ mol
1:1.Giá trị của V là?
A. 1,4336
B. 1,5232
C. 1,4784
D. 1,568

 nH O 0,4mol
nOtrong X 0,1; 0,4(mol)H2SO4  sauphả
 nứ
ng  2
 nSO2 0,31mol
Ta có ngay:
 BTNT.Oxi
   0,1  0, 4.4 4.n SO2  0,31.2  0, 4  n SO2 0,17 mol
4

 n 3 a mol
 Fe

 Y  n Cu 2 b mol
 Mg


 n SO24 0,17 mol

3a  2b 0,34


56a  64b  0,17.24 2,8

4

a 0,1mol

b 0, 02 mol

 n O 0,1mol
 n Fe2O3 0,05 mol


 n Fe 0,1mol
 X
 BTNT
  n CuO 0, 02 mol  n A 0,033.2 0, 066 mol
 n Cu 0, 02 mol

 n SO 2 0,0475mol
 n S 0,0475 mol
 V 1,4784 .


BÀI TẬP RÈN LUYỆN
Câu 1. Hịa tan hồn tồn 0,1 mol mỗi chất Fe, FeS, và FeS 2 trong dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được V lít (đktc)
SO2 sản phẩm khử duy nhất.Giá trị của V là:
A. 30,24 lít
B. 20,24 lít
C. 33,26 lít
D. 44,38 lít
Câu 2. Để khử hồn tồn 3,04 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe 3O4, Fe2O3, cần 0,05 mol H2. Mặt khác hịa tan hồn
tồn 3,04 gam hỗn hợp X trong dung dịch H 2SO4 đặc nóng thì thu được thể tích V ml SO 2 (đktc)(sản phẩm khử duy
nhất). Giá trị V(ml) là:
A. 112 ml
B. 224 ml
C. 336 ml
D. 448 ml
Câu 3. Hoà tan hoàn toàn 49,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe 2O3 và Fe3O4 bằng H2SO4 đặc, nóng thu được dung
dịch Y và 8,96 lít khí SO2(đktc). Thành phần phần trăm về khối lượng của oxi trong hỗn hợp X và khối lượng muối
trong dung dịch Y lần lượt là:
A. 20,97% và 140 gam.
B. 37,50% và 140 gam.
C. 20,97% và 180 gam
D. 37,50% và 120 gam.
Câu 4. Nung x mol Fe và 0,15 mol Cu trong khơng khí một thời gian thu được 31,2 gam hỗn hợp chất rắn. Hoà tan
hoàn tồn hỗn hợp chất rắn trên bằng H2SO4 đặc, nóng, dư thu được dung dịch Y và 6,72 lít khí SO 2(đktc). Giá trị
của x mol là:
A. 0,7 mol
B. 0,3mol
C. 0,45 mol
D. 0,8 mol
Câu 5, 6. Cho 12,096 gam Fe nung trong khơng khí thu được m1 gam chất rắn X gồm Fe và các oxit của nó. Cho m1

gam chất rắn X trên vào dung dịch H 2SO4 đặc nóng thu được 1,792 lít khí SO 2 duy nhất (đktc) và dung dịch muối Y.
Cô cạn dung dịch muối Y cân nặng m2 gam chất rắn khan.
5. Giá trị của m1 là:
A. 14 gam
B. 16 gam.
C. 18 gam
D. 22,6 gam
6. Giá trị của m2 là:
A. 43,6 gam.
B. 43,2 gam.
C. 42,0 gam
D. 46,8 gam
Câu 7. Nung nóng 12,6 gam Fe ngồi khơng khí ,sau một thời gian thu được m gam hỗn hợp X gồm Fe,FeO,Fe 2O3,
Fe3O4 .Hịa tan hồn toàn hỗn hợp này trong dung dịch H 2SO4 đặc nóng dư, thu được 4,2 lít khí SO 2 duy nhất (đktc).
Giá trị m là:
A. 15
B. 15,6
C. 18,2
D. 20


Câu 8. Hịa tan hồn tồn gam hỗn hợp X gồm FeS,Cu,CuS,Cu2S,S trong dung dịch chứa 1,3 mol H 2SO4 đặc nóng
vừa đủ thốt ra 28 lít khí SO2 duy nhất (đktc) và dung dịchY.Thêm BaCl 2 dư vào dung dịch Y thu được m gam kết
tủa.Giá trị m gần nhất với:
A. 0 gam.
B. 50 gam.
C. 75 gam.
D. 100 gam.
Câu 9. (Đề -TSĐH Khối B-2009) Hoà tan hoàn toàn 20,88 gam một ơxít sắt bằng dung dịch H 2SO4 đặc nóng thu
được dung dịch X và 3,248 lít SO 2 ( sản phẩm khử duy nhất,đktc).Cô cạn dung dịch X thu được m gam muối sunfat

khan.Giá trị m là:
A. 52,2
B. 48,4
C. 54,0
D. 58,0
Câu 10. Đem nung hỗn hợp A gồm hai kim loại : a mol Fe và 0,15 mol Cu trong khơng khí một thời gian,thu được
63,2 gam hỗn hợp B gồm hai kim loại trên và hỗn hợp các oxit của chúng.Đem hòa tan hết B bằng dung dịch H 2SO4
đặc nóng dư,thì thu được 0,3 mol SO2. Trị số của x là:
A. 0,6
B. 0,4
C. 0,5
D. 0,7
ĐÁP ÁN CHI TIẾT
Câu 1. Chọn đáp án A
Sử dụng kế “Chia để trị” ta có :

 nFe 0,3mol BTE
 
 0,3.3 0,3.6 2nSO2  nSO2 1,35mol

 nS 0,3mol

 V 1,35.22,4 30,24
Câu 2. Chọn đáp án B
Ta có:

nH2 0,05mol  BTNT.H
 
 nOtrong X 0,05mol

O :0,05 BTE
3,04
 
 0,04.3 0,05.2  2nSO2
Fe:0,04
Chia để trị:
 nSO2 0,01 mol  VSO2 0,01.22,4 0,224(lít)
Câu 3. Chọn đáp án A

  BTKL
 nO amol
  16a 56b 49,6 a 0,65mol
49,6
  BTE

 3b 2a  0,4.2
  
b 0,7mol
 nFe bmol
Chia để trị:
0,65.16
 %O 
20,97%
49,6

 BTNT.Fe
 
 nFe2(SO4 )3 

0,7

0,35mol  m0,35.400 140g
2

Câu 4. Chọn đáp án B
Ta có:

 nFe xmol

31,2  nCu 0,15mol 
 n ymol
 O

BTKL
    56x  16y 31,2  0,15.64

 BTE
 3x  0,15.2 2y  0,3.2
  

x 0,3mol

y 0,3mol

Câu 5, 6. Chọn đáp án B

 n 0,216 BTE
m1  Fe
 
 0,216.3 2a  0,08.2
nO amol


Chia để trị:
 a 0,244 mol  m1 12,096  0,244.16 16g

 BTNT.Fe
 
 nFe2(SO4 )3 

0,216
0,108mol  m2 43,2g
2

Câu 7. Chọn đáp án A

12,6

0,225 mol BTE
n 
m Fe 56
 
 0,225.3 2a  0,1875.2
 nO a mol
Chia để trị ta có: 
 a 0,15mol  BTKL
  m12,6  0,15.16 15g


Câu 8. Chọn đáp án C

Ta có:

 nFe amol

X  nCu bmol
 n cmol
 S

 nH2SO4 1,3mol BTNT.S
   nSO2 c  0,05

4
 nSO2 1,25mol

  BTE

 3a  2b 2(1,25 3c)
 c 0,3mol  BTNT
  m 0,3.233 69,9
 BTDT
    3a  2b 2(c  0,05)
Chú ý: c mol S sẽ cho 3c mol SO2.
Câu 9. Chọn đáp án D
Chia để trị ta có :

 n a mol
20,88 Fe
 nO b mol

  BTE


 3.a 2b  0,145.2
  BTKL

    56a 16b 20,88

 BTNT.Fe
 
 nFe2(SO4 )3 

0,29
0,145 BTKL
 
2

a 0,29mol

b 0,29mol

m0,145.400 58g

Câu 10. Chọn đáp án D
Chia để trị ta có:

 nFe amol

63,2 nCu 0,15mol 
 n bmol
 O

BTKL

    56a 16b  0,15.64 63,2

 BTE
 3a  0,15.2 2b  0,3.2
  

a 0,7mol

b 0,9mol