CHUYÊN ĐỀ HÓA 9

BÀI TẬP XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC OXIT SẮT (Fe
x
O
y
)
Ths. Nguyễn Mậu Đức - Khoa Hóa trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên
Với hình thức thi trác nghiệm hiện nay việc tìm ra đáp số nhanh và chính xác là
đòi hỏi lớn của mỗi học sinh chúng ta. Đặc biệt là đối với những bài tập xác định
công thức thường phải biện luận mất nhiều thời gian. Sau đây tôi xin đưa ra
phương pháp công thức tính nhanh để xác định công thức oxit sắt một cách hiệu
quả. Mỗi ví dụ tôi sẽ giải bằng vài phương pháp khác nhau để các bạn so sánh
A. CƠ SỞ CỦA PHƯƠNG PHÁP
Để xác định công thức của oxit sắt (Fe
x
O
y
) ta có thể làm như sau:
Cách 1: Lập tỉ lệ
y
x
hoặc
O
Fe
n
n
,
y
x
hoặc
O
Fe

n
n
có các trường hợp sau:
)OFe(
4
3
;)OFe(
3
2
;)FeO(
1
1
n
n
hoÆc
y
x
4332
O
Fe
===
Cách 2: Xác định khối lượng mol phân tử
yx
OFe
Oxit
yx
OFe
tác dụng với H
2
SO

4
hoặc HNO
3
cho sản phẩm khử ⇒ Oxit là FeO hoặc
Fe
3
O
4
eFeOFe 1
30
+→
+
eFeOFe 13
3
4
3
3/8
+→
++
⇒
y
FexO
n
=
∑ ∑
=
nhanelectronnhuongelectron
nn
⇒
y

FexO
M
=
∑
)( nhanhoacnhuongelectron
FexO
n
m
y
FeO (M = 72đvc) ; Fe
2
O
3
(M = 160) ; Fe
3
O
4
(M = 232)
B. VÍ DỤ MINH HỌA
Bài 1. Để hoà tan 4gam oxit
yx
OFe
cần 52,14ml dung dịch HCl 10% (d = 1,05
g/ml). Vậy công thức oxit là:
A. FeO B. Fe
3
O
4
C. Fe
2

O
3
D. Fe
2
O
3
hoặc FeO
Bài giải
Cách 1: Phương pháp đại số
Cách 1.1:
Đặt số mol của oxit sắt là a ⇒ (56x + 16y)a = 4
Từ phản ứng:
yx
OFe
+ 2yHCl →
x/y2
xFeCl
+ yH
2
O
a 2ay
Số mol:
15,0
100.5,36
10.05,1.14,52
ay2n
HCl
===
⇒ ay = 0,075 ⇒ ax = 0,05
Ta có:

3
2
075,0
05,0
y
x
ay
ax
===
⇒



=
=
3y
2x
(Fe
2
O
3
) (Đáp án C)
Cách 1.2:
Từ phản ứng:
yx
OFe
+ 2yHCl →
x/y2
xFeCl
+ yH

2
O
Ta có:
)OFe(
3
2
y
x
y2
15,0
y16x56
4
32
=⇒=
+
(Đáp án C)
Cách 2: Xét 3 oxit sắt là FeO, Fe
3
O
4
, Fe
2
O
3
- Trường hợp 1: oxit là FeO
Từ phản ứng:
FeO + 2HCl → FeCl
2
+ H
2

O
0,5/9 1/9
Số mol: n
HCl
= 1/9
≠
0,15 (loại)
- Trường hợp 2: oxit là Fe
3
O
4
Từ phản ứng:
Fe
3
O
4
+ 8HCl → FeCl
2
+ 2FeCl
3
+ 4H
2
O
1/58 4/29
Số mol: n
HCl
= 4/29
≠
0,15 (loại)
- Trường hợp 3: oxit là Fe

2
O
3
Từ phản ứng:
Fe
2
O
3
+ 6HCl → 2FeCl
3
+ 3H
2
O
0,025 0,15
Số mol: n
HCl
= 0,15 (thoả mãn)
Vậy oxit sắt là Fe
2
O
3
(Đáp án C)
Cách 3: Bảo toàn số mol nguyên tử
Cách 3.1:
Ta có:
05,0
56
075,0.164
n075,0
2

n
nn
Fe
HCl
OH)Oxit(O
2
=
−
=⇒===
)OFe(
3
2
075,0
05,0
n
n
32
O
Fe
==⇒
(Đáp án C)
Cách 3.2:
Ta có:
y
3
160
M
y
075,0
n075,0

2
n
nn
yxyx2
OFeOFe
HCl
OH)Oxit(O
=⇒=⇒===
⇒ y = 3 ; x = 2 (Fe
2
O
3
) (Đáp án C)
Cách 4: Bảo toàn điện tích:
05,0
56
075,0.164
n075,0n15,0nn2
Fe
OClO
22
=
−
=⇒=⇒==
−−−
)OFe(
3
2
075,0
05,0

n
n
32
O
Fe
==⇒
(Đáp án C)
Bài 2. Dẫn luồng khí CO dư đi qua ống sứ đựng 16gam bột Fe
x
O
y
nung nóng, sau
khi phản ứng kết thúc (giả sử xảy ra phản ứng khử trực tiếp oxit sắt thành Fe kim
loại), toàn bộ khí thoát ra được dẫn vào bình đựng nước vôi trong dư thấy có
30gam kết tủa trắng. Vậy công thức oxit Fe
x
O
y
là:
A. FeO B. Fe
3
O
4
C. Fe
2
O
3
D. Fe
2
O

3
hoặc FeO
Bài giải
Cách 1: Phương pháp đại số
Đặt số mol Fe
x
O
y
là a ⇒ (56x + 16y)a = 16
Xảy ra các phản ứng:
Fe
x
O
y
+ yCO → xFe + yCO
2
a ay
CO
2
+ Ca(OH)
2
→ CaCO
3
ay ay
Có
)OFe(
3
2
y
x

2,0ax3,0
100
30
ayn
32CaCO
3
=⇒=⇒===
Cách 2:
Cách 2.1: Bảo toàn khối lượng
2,0n3,0.44n.563,0.2816
mmmm
nn
FeFe
COFe")p(COOFe
CO")p(CO
2yx
2
=⇒+=+⇒





+=+
=
3,0n8,42,0.5616m
OO
=⇒=−=⇒

)OFe(

3
2
3,0
2,0
n
n
32
O
Fe
==⇒
Cách 2.2: Bảo toàn khối lượng + Bảo toàn số mol nguyên tử Fe
2,0n3,0.44n.563,0.2816
mmmm
nn
FeFe
COFe")p(COOFe
CO")p(CO
2yx
2
=⇒+=+⇒





+=+
=
)OFe(3y;2xx.80x.
2,0
16

M
x
2,0
n
32OFeOFe
yxyx
==⇒==⇒=
Cách 3:
Trong phản ứng khử Oxit sắt bằng khí CO ta luôn có:
2,0n2,113,0.1616m3,0nn
FeFeCOO
2
=⇒=−=⇒==
Cách 3.1:
)OFe(
3
2
3,0
2,0
n
n
32
O
Fe
==⇒
Cách 3.2: Bảo toàn số mol nguyên tử O
Ta có:
y.
3
160

y.
3,0
16
M
y
3,0
n
yxyx
OFeOFe
==⇒=
⇒ y = 3 ; x = 2 (Fe
2
O
3
)
Cách 3.3: Bảo toàn số mol nguyên tử O
Ta có:
)OFe(
3
2
y
x
16
y
3,0
).y16x56(
y
3,0
n
32OFe

yx
=⇒=+⇒=
Bài 3. Hoà tan 16,4gam hỗn hợp bột X gồm Fe kim loại và một oxit sắt bằng dung
dịch HCl dư, thu được 3,36lít khí (đktc) và dung dịch A. Cho A tác dụng với lượng
dư dung dịch NaOH, sau đó đun nóng trong không khí đến phản ứng hoàn toàn thu
được kết tủa B. Nung B ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi thu được 20gam
chất rắn. Vậy công thức oxit Fe
x
O
y
là:
A. FeO B. Fe
3
O
4
C. Fe
2
O
3
D. Fe
2
O
3
hoặc FeO
Bài giải
Cách 1: Phương pháp đại số
Đặt số mol các chất trong 16,4gam hỗn hợp X { Fe: a ;
yx
OFe
: b }

⇒ 56a + (56x + 16y)b = 16,4
X + HCl xảy ra các phản ứng:
yx
OFe
+ 2yHCl →
x/y
xFeCl
2
+ yH
2
O
b bx
Fe + 2HCl → FeCl
2
+ H
2
a a a
⇒
15,0a15,0
4,22
36,3
an
2
H
=⇒===
Dung dịch A gồm { FeCl
2
: 0,15 ;
x/y2
FeCl

: bx ; HCl
dư
}
Từ các phản ứng:
H
+
+
−
OH
→ H
2
O
Fe
2+
+ 2
−
OH
→ Fe(OH)
2
0,15 0,15
+
x
y2
Fe
+
−
OH
x
y2
→

x/y2
)OH(Fe
bx bx
Nung kết tủa xảy ra các phản ứng:
4Fe(OH)
2
+ O
2
→ 2Fe
2
O
3
+ 4H
2
O
0,15 0,075
4x
x/y2
)OH(Fe
+ (3x - 2y)O
2
→ 2xFe
2
O
3
+ 4yH
2
O
bx 0,5bx
Chất rắn thu được là Fe

2
O
3
: (0,5bx + 0,075)
⇒ 160.(0,5bx + 0,075) = 20 ⇒ bx = 0,1 ; by = 0,15 ⇒
)OFe(
3
2
15,0
1,0
y
x
32
==
Cách 2: Bảo toàn electron + Bảo toàn số mol nguyên tử
Đặt số mol các chất trong 16,4gam hỗn hợp X { Fe: a ;
yx
OFe
: b }
⇒ 56a + (56x + 16y)b = 16,4 (I)
Bảo toàn số mol electron:
1501502222
2
,a,.an.n.
HFe
=⇒=⇒=
(II)
20 gam chất rắn là Fe
2
O

3
: 0,5(a + bx) ⇒ a + bx = 0,25 (III)
( ) ( ) ( )
 →
III,II,I
a = 0,15 ; bx = 0,1 ; by = 0,15
)OFe(
3
2
15,0
1,0
y
x
32
==⇒

Cách 3: Bảo toàn electron + Bảo toàn số mol nguyên tử
Bảo toàn số mol electron:
15,0nn.2n.2
FeHFe
2
=⇒=
gam8m4,16m15,0.56m
yxyx
OFeOFeX
=⇒=+=⇒
Ta có sơ đồ:















→
05,0
OxFe
075,0
OFe
x
1,0
OFe2
15,0
Fe2
32
32
yx

Cách 3.1:
)OFe(3y;2xx.80x.
1,0
8
M

32OFe
yx
==⇒==⇒
Cách 3.2:
)OFe(
3
2
y
x
8
x
1,0
).y16x56(
32
=⇒=+⇒
Cách 3.3: Khối lượng Fe
2
O
3
do Fe tạo ra là:
gam12075,0.160m
32
OFe
==
⇒ Khối lượng Fe
2
O
3
do Fe
x

O
y
tạo ra là
yx32
OFeOFe
mgam81220m ==−=
⇒ Oxit sắt phải là Fe
2
O
3
.
Bài 4. Nung nóng 18,56gam hỗn hợp A gồm FeCO
3
và một oxit sắt
yx
OFe
trong
không khí tới khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được khí CO
2
và 16gam một oxit
sắt duy nhất. Cho khí CO
2
hấp thụ hết vào dung dịch Ba(OH)
2
dư thu được
15,76gam kết tủa. Vậy công thức oxit Fe
x
O
y
là:

A. FeO B. Fe
3
O
4
C. Fe
2
O
3
D. Fe
2
O
3
hoặc FeO
Bài giải
Chú ý: Các oxit sắt, nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi luôn tạo
thành Fe
2
O
3
⇒ 16gam oxit sắt duy nhất là Fe
2
O
3
.
Cách 1: Phương pháp đại số
Đặt số mol các chất trong 18,56 gam A {FeCO
3
: n ;
yx
OFe

: m}
⇒ 116n + (56x + 16y)m = 18,56
Từ các phản ứng:
4FeCO
3
+ O
2
→ 2Fe
2
O
3
+ 4CO
2

n 0,5n n
4
yx
OFe
+ (3x - 2y)O
2
→ 2xFe
2
O
3

m 0,5mx
Chất rắn là Fe
2
O
3

: 0,5(n + mx) ⇒ 160.0,5(n + mx) = 16 ⇒ n + mx = 0,2
Từ phản ứng:
Ba(OH)
2
+ CO
2
→ BaCO
3
+ H
2
O
0,08 0,08
⇒
080
2
,nn
CO
==
⇒ mx = 0,12 ; my = 0,16 ⇒
)OFe(
4
3
16,0
12,0
y
x
43
==

Cách 2: Phương pháp bảo toàn

Đặt số mol các chất trong 18,56 gam A {FeCO
3
: n ;
yx
OFe
: m}
⇒ 116n + (56x + 16y)m = 18,56
Bảo toàn số mol nguyên tử C và Fe:
08,0nnn
33
BaCOFeCO
=⇒=
2,0mxn1,0)mxn(5,0n
32
OFe
=+⇒=+=
Từ đó ⇒ mx = 0,12 ; my = 0,16 ⇒
)OFe(
4
3
16,0
12,0
y
x
43
==

Cách 3:
Bảo toàn nguyên tử C:
gam28,908,0.11656,18m08,0nn

yx33
OFeBaCOFeCO
=−=⇒==
12,0n06,0n04,0
2
n
n
)OFe(Fe)OFe(OFe
FeCO
)FeCO(OFe
yxyx32
3
332
=⇒=⇒==
)OFe(
4
3
16,0
12,0
n
n
16,0
16
12,0.5628,9
n
43
O
Fe
)OFe(O
yx

==⇒=
−
=⇒
Cách 4:
Bảo toàn nguyên tử C:
gam28,908,0.11656,18m08,0nn
yx33
OFeBaCOFeCO
=−=⇒==
Ta có sơ đồ:














→
06,0
OxFe
04,0
OFe
x

12,0
OFe2
08,0
FeCO2
32
32
yx
3

Cách 4.1:
)OFe(4y;3xx.
3
232
x.
12,0
28,9
M
43OFe
yx
==⇒==⇒
Cách 4.2:
)OFe(
4
3
y
x
28,9
x
12,0
).y16x56(

43
=⇒=+⇒
Bài 5. (Câu 46 - Mã đề 231 - TSCĐ Khối A 2007)
Cho 4,48 lít 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 CO
2
trong hỗn
hợp khí sau phản ứng là
A. FeO; 75%. B. Fe
2
O
3
; 75%.
C. Fe
2
O
3
; 65%. D. Fe
3
O
4
; 65%.
Bài giải
Fe
x
O
y
+ yCO → xFe + yCO
2

Khí thu được có
M 40=
→ gồm 2 khí CO
2
và CO dư
⇒
2
CO
CO
n
3
n 1
=
→
2
CO
%V 75%=
.
Mặt khác:
2
CO ( ) CO
75
n n 0,2 0,15
100
p."
= = × =
mol → n
CO dư
= 0,05 mol.
Thực chất phản ứng khử oxit sắt là do

CO + O
(trong oxit sắt)
→ CO
2
⇒ n
CO
= n
O
= 0,15 mol → m
O
= 0,15×16 = 2,4 gam
⇒ m
Fe
= 8 − 2,4 = 5,6 gam → n
Fe
= 0,1 mol.
Theo phương trình phản ứng ta có:
2
Fe
CO
n x 0,1 2
n y 0,15 3
= = =
→ Fe
2
O
3
. (Đáp án B)
Bài 6. Khử hoàn toàn a gam một oxit sắt bằng CO ở nhiệt độ cao, người ta thu
được 14,56g sắt và 8,736 lít CO

2
đktc. Vậy công thức oxit là:
A. FeO B. Fe
3
O
4
C. Fe
2
O
3
D. Fe
2
O
3
hoặc FeO
Bài giải
- Vì khử hoàn toàn nên sản phẩm là Fe.
- Lập tỉ lệ theo khối lượng suy ra tỉ lệ hóa trị
y
x
=> Công thức oxit.
- Hoặc tính số mol CO
2
suy ra số mol oxit, rồi lập phương trình f(x,y) = 0 => Công
thức oxit.
yCO + Fe
x
O
y
→ xFe + yCO

2
y
x39,0
0,39 mol
2
CO
CO
n 44 12
40
n 28 4
Lập tỉ lệ theo khối lượng:
g
y
x
m
Fe
56,1456.
39,0
==
=>
3
2
=
y
x
=> Oxit sắt là Fe
2
O
3
=> Chọn C

Bài 7. Hòa tan hoàn toàn m (g) oxit sắt bằng dung dịch H
2
SO
4
đặc thu được 4,48 lít
khí SO
2
(đktc) và 240g muối khan. Công thức oxit là:
A. Fe
2
O
3
B. Fe
3
O
4
C. FeO D. FeO hoặc Fe
3
O
4
Tư duy
moln
SOFe
6,0
400
240
342
)(
==
, cần tìm tỉ số

x
y
hoặc
y
x
Phản ứng: 2Fe
x
O
y
– (3x-2)e
 →
42
SOH
x.Fe
2
(SO
4
)
3

x
2,1
0,6 mol
Bài giải
Bước 1: Theo ĐLBT nguyên tố:
)(
2,1
6,0.
2
.

2
342
)(
mol
xx
n
x
n
SOFeoxit
===
Bước 2: Theo ĐLBT electron:
2
).46()23.(
2,1
SO
nyx
x
−=−
3
4
4,0
4,2
6,3
4,22
48,4
).46()23.(
2,1
=⇔=−⇔−=−⇔
x
y

x
y
yx
x
=> Chọn B.
Bài 8. Hòa tan hết 34,8g Fe
x
O
y
bằng dung dịch HNO
3
thu được dung dịch A. Cho
dung dịch NaOH dư vào dung dịch A, kết tủa thu được đem nung ở nhiệt độ cao
cho đến khối lượng không đổi. Dùng H
2
để khử hết lượng oxit tạo thành sau nung
thì thu được 25,2g chất rắn. Fe
x
O
y
là:
A. Fe
2
O
3
B. Fe
3
O
4
C. FeO, Fe

2
O
3
D. FeO
Tư duy:
ĐlBT nguyên tố Fe: Sắt trong oxit là sắt thu được.
Chất rắn là Fe với
moln
Fe
45,0
56
2,25
==
ĐLBT nguyên tố oxi:
16
Feoxit
O
mm
n
−
=
Bài giải
ĐLBT nguyên tố oxi:
mol
mm
n
Feoxit
O
6,0
16

2,258,34
16
=
−
=
−
=
X:y = m
Fe
: m
O
= 0,45 : 6 = 3: 4. Vậy oxit là Fe
3
O
4
.
=> Chọn B.
B. BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Bài 1. X là một oxit kim loại. Để khử hết 11,6 gam X cần dùng 4,48 lít khí CO (dktc).
Toàn bộ lượng kim loại tạo thành cho tác dụng với dung dịch H
2
SO
4
đặc nóng thu được
0,225 (mol) khí SO
2
. X là:
A. Fe
3
O

4
B. FeO C. Cu
2
O D. Fe
2
O
3
.
Bài 2. Lấy 21,6 (g) X (là oxit kim loại) hòa tan bằng dung dịch HNO
3
dư thu được
2,24 (l) khí NO (dktc) là sản phẩm khử duy nhất. Xác định X?
A. FeO. B. Cu
2
O C. Fe
3
O
4
D. Cả A và B.
Bài 3. Lấy 34,8 gam một oxit kim loại (X) hòa tan bằng dung dịch H
2
SO
4
đặc,
nóng thu được 1,68 lít khí SO
2
(dktc). X là:
A. FeO. B. Cu
2
O C. Fe

3
O
4
D. PbO
2
.
Bài 4. Hòa tan hết 18,56 (g) một ôxit sắt bằng dung dịch HNO
3
thu được 0,224 (l)
một chất khí X (dktc) và dung dịch chỉ chứa một muối và HNO
3
dư. Công thức của
oxit sắt và của X là:
A. FeO và NO B. Fe
3
O
4
và NO
2
C. Fe
3
O
4
và N
2
O D. FeO và NO
2
Bài 5. Lấy 37,6 (g) hỗn hợp X gồm 2 oxit của sắt tác dụng với dung dịch HNO
3
dư

thu được 2,24 (l) khí NO duy nhất (đktc) . Tính khối lượng mỗi oxit.
A. FeO; 21,6g; Fe
2
O
3
: 16 g. B. Fe
2
O
3
: 14,4 g; . Fe
3
O
4
: 23,2g.
C. FeO: 14,4g; Fe
3
O
4
: 23,2 g. D. A và C
Bài 6. Hoà tan 63,2 gam hỗn hợp Mg, Zn và ôxit kim loại M
x
O
y
trong dung dịch
H
2
SO
4
loãng dư thu được 6,72 lít H
2

(đktc). Hoà tan 63,2 gam hỗn hợp trên bằng
dung dịch H
2
SO
4
đặc, nóng, dư thu được 8,96 lít SO
2
(đktc). Oxit M
x
O
y
là:
A. MgO. B. Fe
2
O
3
. C. Fe
3
O
4.
D. ZnO.
Bài 7. Hòa tan hỗn hợp X gồm 11,2 gam kim loại M và 69,6 gam oxit M
x
O
y
trong
2 lit dung dịch HCl thu được dung dịch A và 4,48 lit hidro (đktc) . Nếu cùng hòa
tan hỗn hợp X đó trong 2 lít dung dịch HNO
3
thì thu được dung dịch B và 6,72 lit

NO (là sản phẩm khử duy nhất (đktc) . Kim loại M và oxit M
x
O
y
là:
A. Na và Na
2
O. B. Fe và FeO C. Ca và CaO D.Fe và Fe
3
O
4
.
Địa chỉ liên hệ:
Nguyễn Mậu Đức - Khoa Hóa trường Đại học Sư phạm - Đại học
Thái Nguyên- đường Lương Ngọc Quyến – TP Thái Nguyên
ĐT: 0983.834.724
E mail: