Chuyên đề môn hóa học chuyên đề phân loại và phương pháp giải bài tập hỗn hợp sắt và các oxit sắt”

Chuyên đề ôn thi đại học-năm 2013-2014

Trần Thúy Quỳnh- Yên Lạc 2

THÔNG TIN CHUNG VỀ CHUYÊN ĐỀ
1. Môn: Hóa Học
2. Tên chuyên đề: “Chuyên đề phân loại và phương pháp giải bài tập hỗn hợp sắt
và các oxit sắt”
3. Tác giả:
Họ và tên: Trần Thúy Quỳnh
Trình độ chuyên môn: Cử nhân Hoá học
Chức vụ công tác: Tổ phó tổ Hóa- Sinh- Thể dục.
Đơn vị công tác: Trường THPT Yên Lạc 2
Số điện thoại: 0986813660
Email:
4. Đối tượng bồi dưỡng: HS lớp 12 ; số tiết dự kiến : 6

Trang 1


Chuyên đề ôn thi đại học-năm 2013-2014

Trần Thúy Quỳnh- Yên Lạc 2

MỤC LỤC
A. PHẦN MỞ ĐẦU......................................................................................trang 3
B. THỰC TRẠNG........................................................................................trang 3
C. GIẢI PHÁP (NỘI DUNG)
I. Tính chất hóa học của sắt và các oxit sắt.................................................trang 4
II. Các định luật vận dụng...........................................................................trang 4
III. Một số dạng bài tập mẫu

1. Dạng hỗn hợp sắt và các oxit phản ứng với chất oxi hóa mạnh………..trang 5
2. Dạng đốt cháy Sắt trong không khí rồi cho sản phẩm phản ứng với chất oxi hóa
........................................................................................................................trang 7
3. Dạng khử không hoàn toàn Fe 2O3 sau cho sản phẩm phản ứng với chất oxi hóa mạnh là
HNO3 hoặc H2SO4 đặc nóng..........................................................................trang 9
4. Dạng hỗn hợp oxit sắt phản ứng với axit thường: H+ …………………..trang 10
5. Dạng hỗn hợp sắt và oxit sắt phản ứng với axit thường: H+ ……………trang 11
6. Dạng chuyển đổi hỗn hợp tương đương ( dạng qui đổi)…………………trang 12
IV. MỘT SỐ BÀI TẬP TỰ GIẢI ......................................................trang 14
D. KẾT LUẬN ....................................................................................trang 16
Tài liệu tham khảo……………………………………………………trang 17.

Trang 2


Chuyên đề ôn thi đại học-năm 2013-2014

Trần Thúy Quỳnh- Yên Lạc 2

A. PHẦN MỞ ĐẦU:
Trong những năm gần đây, với hình thức thi trắc nghiệm yêu cầu học sinh trong một khoảng
thời gian ngắn các em phải giải quyết một số lượng bài tập tương đối lớn. Hầu như với khoảng thời
gian đó các em chỉ đủ để phân tích đề phân loại bài toán. Do vậy, giáo viên phải có những hình thức
phân chia các dạng bài để các em nhạy bén hơn trong việc nhận dạng và cách xử sự đối với mỗi
dạng bài toán đó, đặc biệt là những bài toán hoá khá phức tạp có nhiều phản ứng xảy ra, hoặc có
nhiều giai đoạn phản ứng.
Để giải quyết tốt các bài toán trắc nghiệm trong hoá học, chúng ta phải biết vận dụng linh
hoạt các định luật bảo toàn, có các mẹo thay thế chất để có thể chuyển đổi từ hỗn hợp phức tạp
thành dạng đơn giản hơn, một trong số dạng bài toán hoá phức tạp hay gặp trong các đề tốt nghiệp,
thi đại học hay thi học sinh giỏi là các bài toán về sắt và các oxit sắt.

Thông thường những bài tập về sắt và các oxit thường khá phức tạp và xảy ra theo nhiều
phương trình phản ứng khác nhau. Để giúp học sinh giải quyết tốt các bài toán về hỗn hợp sắt một
cách nhanh chóng tôi thường giới thiệu phương pháp vận dụng các định luật bảo toàn: bảo toàn
khối lượng, bảo toàn nguyên tố và bảo toàn electron. Đó là nội dung mà chuyên đề này tôi muốn đề
cập đến.

B. THỰC TRẠNG :
- Chuyển từ hình thức thi tự luận sang trắc nghiệm, học sinh bối rối trước các loại bài tập liên
quan đến phản ứng oxi hoá khử có nhiều trạng thái số oxi hoá
- Việc giải các loại bài tập này theo phương pháp truyền thống mất rất nhiều thời gian viết
phương trình phản ứng, lập và giải hệ phương trình. Học sinh thường có thói quen viết và tính theo
phương trình phản ứng nên ít nhanh nhạy với bài toán dạng trắc nghiệm

Trang 3


Chuyên đề ôn thi đại học-năm 2013-2014

Trần Thúy Quỳnh- Yên Lạc 2

C. CÁC GIẢI PHÁP (Nội dung)
I. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC CỦA SẮT VÀ CÁC OXIT SẮT
1/. Tính chất hoá học của sắt
Sắt có tính khử trung bình: Fe  Fe2+ + 2e ; Fe  Fe3+ + 3e
Tùy thuộc vào chất oxi hóa tác dụng với Fe mà Fe bị oxi hóa thành hợp chất sắt (II) hoặc hợp
chất Fe(III).
a/. Tác dụng với phi kim:
Khi đun nóng sắt tác dụng trực tiếp với nhiều phi kim như O2, Cl2, S ... tạo thành sắt
oxit, sắt clorua, sắt sunfua ….(Fe3O4, FeCl3, FeS….).
b/. Tác dụng với nước:

<570o C
3Fe + 4H 2 O →
Fe3O 4 + 4H 2
>570o C
Fe + H 2 O →
FeO + H 2
c/. Tác dụng với dung dịch axit:
Với các dung dịch HCl, H2SO4 loãng, chỉ tạo khí H2 và muối của ion Fe2+:
Fe + 2H+ → Fe2+ + H2
Với các dung dịch axit có tính oxi hóa mạnh như HNO 3 và H2SO4 đặc, nóng không tạo H 2 mà là
sản phẩm khử của gốc axit:
2Fe + 6H2SO4 (đ, to) → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Fe + 4 HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
d/. Tác dụng với dung dịch muối:
Sắt đẩy được các kim loại đứng sau (trong dãy điện hóa) khỏi dung dịch muối (tương tự
như phần điều chế kim loại bằng phương pháp thủy luyện):
Fe + CuSO4 → Cu + FeSO4 ; Fe + 3 AgNO3 (dư) → Fe(NO3)3 + 3Ag.
2. Tính chất của oxit sắt
a. Sắt (II) oxit FeO: Là một oxit bazơ và vừa có tính oxi hoá vừa có tính khử
- Là oxit bazơ:
FeO + 2H+ 
→ Fe2++ H2O
- Là chất khử
t0
FeO + 4HNO3 đ 
→ Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O
- Là chất oxi hoá
t0
FeO + CO 
→ Fe + CO2

b. sắt (III) oxit Fe2O3: Là oxit bazơ và là chất oxi hoá
- Là oxit bazơ:
Fe2O3 + 6H+ 
→ 2Fe3+ + 3H2O
- Là chất oxi hoá
t0
Fe2O3 + 2Al 
→ 2Fe + Al2O3
c. Oxit sắt từ Fe3O4 (là hỗn hợp FeO và Fe2O3 theo tỉ lệ mol 1:1)
- Là oxit bazơ
Fe3O4 + 8HCl 
→ FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O
- Là chất oxi hoá
4CO + Fe3O4 
→ 3Fe + 4CO2
- Là chất khử
3Fe3O4 + 28 HNO3 
→ 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O
II. CÁC ĐỊNH LUẬT CẦN VẬN DỤNG
1. Định luật bảo toàn khối lượng:
Nội dung: Khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng khối lượng các chất được tạo thành sau
phản ứng.
Trang 4


Chuyên đề ôn thi đại học-năm 2013-2014
Trần Thúy Quỳnh- Yên Lạc 2
Hệ quả 1: Gọi mT là tổng khối lượng các chất trước phản ứng, m s là khối lượng các chất sau
phản ứng. Dù phản ứng xảy ra với hiệu suất bất kỳ ta đều có: mT = mS.
Hệ quả 2: Khi cation kim loại kết hợp với anion phi kim để tạo ra các hợp chất ta luôn có:

Khối lượng chất = khối lượng của cation+khối lượng anion. Khối lượng của cation hoặc anion ta
coi như bằng khối lượng của nguyên tử cấu tạo thành.
2. Định luật bảo toàn nguyên tố
Nội dung định luật: Tổng khối lượng một nguyên tố trước phản ứng bằng tổng khối lượng
của nguyên tố đó sau phản ứng. Nội dung định luật có thể hiểu là tổng số mol của một nguyên tố
được bảo toàn trong phản ứng.
3. Định luật bảo toàn electron
Trong phản ứng oxi hóa khử: Số mol electron mà chất khử cho đi bằng số mol electron mà
chất oxi hóa nhận về.
Khi vận dụng định luật bảo toàn electron vào dạng toán này cần lưu ý:
-

Trong phản ứng hoặc một hệ phản ứng chỉ cần quan tâm đến trạng thái đầu và trạng thái
cuối mà không cần quan tâm đến trạng thái trung gian.

-

Nếu có nhiều chất oxi hóa và chất khử thì số mol electron trao đổi là tổng số mol của tất cả
chất nhường hoặc nhận electron.

III. MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP VẬN DỤNG
1. Dạng hỗn hợp sắt và các oxit phản ứng với chất oxi hóa mạnh:
Ví dụ1: Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO 3
loãng (dư), thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch X. Cô cạn
dung dịch X thu được m gam muối khan. Tính m ?
A. 38,7g

B. 39,7g

C. 40,25g

D. 38g

*Phân tích đề: Ta coi như trong hỗn hợp X ban đầu gồm Fe và O. Như vậy xét cả quá trình chất
nhường e là Fe chất nhận e là O và HNO 3. Nếu chúng ta biết được số tổng số mol Fe trong X thì sẽ
biết được số mol muối Fe(NO3)3 trong dung dịch sau phản ứng. Do đó chúng ta sẽ giải bài toán này
như sau:
Giải: Số mol NO = 0,06 mol.
Gọi số mol Fe và O tương ứng trong X là x và y ta có: 56x + 16y = 11,36 (1).
Quá trình nhường và nhận e:
Chất khử

Chất oxi hóa

Fe → Fe3+ + 3e

x

3x

O + 2e → O 2 −

y

N

+5

2y

y +2

+ 3e → N ( NO)
0,18

Trang 5

0, 06


Chuyên đề ôn thi đại học-năm 2013-2014
Tổng electron nhường: 3x (mol)
Tổng electron nhận:

Trần Thúy Quỳnh- Yên Lạc 2
2y + 0.18
(mol)

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x = 2y + 0.18

(2)

Từ (1) và (2) ta có hệ 56 x + 16 y = 11,36


3x − 2 y = 0,18

Giải hệ trên ta có x = 0,16 và y = 0,15
Như vậy nFe = nFe ( NO3 )3 = 0,16 mol vậy m = 38,72 gam.
Với bài toán này ta cũng có thể quy về bài toán kinh điển: Đốt m gam sắt sau phản ứng sinh

ra 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe 2O3 và Fe3O4 . Hỗn hợp này phản ứng hết với dung dịch
HNO3 loãng (dư), thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc).
Chúng ta sẽ tính m rồi từ suy ra số mol Fe và từ đó tính số mol của sắt.
Ví dụ 2: Hỗn hợp X gồm (Fe, Fe2O3, Fe3O4, FeO) với số mol mỗi chất là 0,1 mol, hòa tan hết vào
dung dịch Y gồm (HCl và H 2SO4 loãng) dư thu được dung dịch Z. Nhỏ từ từ dung dịch Cu(NO 3)2
1M vào dung dịch Z cho tới khi ngừng thoát khí NO. Thể tích dung dịch Cu(NO 3)2 cần dùng và thể
tích khí thoát ra ở đktc là?
A. 25 ml; 1,12 lít.

B. 0,5 lít; 22,4 lít.

C. 50 ml; 2,24 lít.

D. 50 ml; 1,12 lít.

Hướng dẫn giải
Quy hỗn hợp 0,1 mol Fe2O3 và 0,1 mol FeO thành 0,1 mol Fe3O4.
Hỗn hợp X gồm: (Fe3O4 0,2 mol; Fe 0,1 mol) tác dụng với dung dịch Y
Fe3O4 + 8H+ → Fe2+
→

0,2
Fe + 2H

+

0,2

→ Fe

2+

→

0,1

+ 2Fe3+ + 4H2O
0,4 mol
↑

+ H2

0,1 mol

2+

Dung dịch Z: (Fe : 0,3 mol; Fe3+: 0,4 mol) + Cu(NO3)2:
3Fe2+ + NO3− + 4H+ → 3Fe3+ + NO↑ + 2H2O
0,3
⇒

0,1

VNO = 0,1×22,4 = 2,24 lít.
n Cu( NO3 )2 =

⇒

0,1 mol

1
n − = 0,05 mol
2 NO3

Vdd Cu( NO3 )2 =

0,05
= 0,05 lít (hay 50 ml). (Đáp án C)
1

Phát triển bài toán:
Trường hợp 1: Cho nhiều sản phẩm sản phẩm khử như NO2, NO ta có vẫn đặt hệ bình thường tuy
nhiên chất nhận e bây giờ là HNO3 thì cho 2 sản phẩm.
Trường hợp 2: Nếu đề ra yêu cầu tính thể tích hoặc khối lượng của HNO 3 thì ta tính số mol dựa
vào bảo toàn nguyên tố N khi đó ta sẽ có:
Trang 6


Chuyên đề ôn thi đại học-năm 2013-2014

Trần Thúy Quỳnh- Yên Lạc 2

muôi
Khí
nHNO3 = nNO
= 3nFe + nNO (nNO2 )
− + n
NO −
3

3

Ví dụ 1. Hỗn hợp A gồm ba oxit sắt (FeO, Fe3O4, Fe2O3) có số mol bằng nhau. Hòa tan hết m gam
hỗn hợp A này bằng dung dịch HNO 3 thì thu được hỗn hợp K gồm hai khí NO 2 và NO có thể
tích 1,12 lít (đktc) và tỉ khối hỗn hợp K so với hiđro bằng 19,8. Trị số của m là:
A. 20,88 gam
B. 46,4 gam
C. 23,2 gam
D. 16,24 gam
Ví dụ 2: Cho a gam hỗn hợp A gồm oxit Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 tác dụng hoàn toàn với lượng vừa đủ là
250 ml dung dịch HNO3 khi đun nóng nhẹ, thu được dung dịch B và 3,136 lít (đktc) hỗn hợp khí C
gồm NO2 và NO có tỉ khối so với hiđro là 20,143. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 48,4
gam một muối khan duy nhất. Tính a.
A. 13,44gam.

B. 13,21 gam.

C. 15,68 gam.

D. 16,58 gam.

2. Dạng đốt cháy Sắt trong không khí rồi cho sản phẩm phản ứng với chất oxi hóa
Ví dụ 1: Nung nóng 12,6 gam Fe ngoài không khí sau một thời gian thu được m gam hỗn hợp X
gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 . Hỗn hợp này phản ứng hết với dung dịch H 2SO4 đặc nóng (dư), thu
được 4,2 lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Tính m?
A. 12g

B. 12,25g

C. 15g

D. 20g

*Phân tích đề: Sơ đồ phản ứng
 FeO, Fe3O4
 SO ↑
O2 ( kk )
H 2 SO4 dn
Fe 
→

→ 2
 Fe2O3và Fe du
 Fe2 ( SO4 )3
Fe phản ứng với Oxi cho 3 sản phẩm oxit và lượng sắt dư, sau đó hỗn hợp oxit này phản ứng
với H2SO4 đặc nóng đưa lên sắt +3. Trong quá trình Oxi nhận e để đưa về O 2- có trong oxit và
H2SO4(S+6) nhận e để đưa về SO2 (S+4).
Như vậy:

+ Khối lượng oxit sẽ là tổng của khối lượng sắt và oxi.
+ Cả quá trình chất nhường e là Fe chất nhận là O và H2SO4.

Giải: Ta có n SO2 = 0,1875 mol , nFe = 0,225 mol
Gọi số mol oxi trong oxit là x ta có:
Chất khử

Chất oxi hóa
2−
O + 2e → O
x

Fe → Fe3+ + 3e
0,225

2x

S +6 + 2e → S +4 ( SO2 )

0,225 x 3

0,1875 x 2

Tổng electron nhường: 0,675 mol

Tổng electron nhận:

0,1875

2x + 0,375 (mol)

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 0,675 = 2x + 0,375 
→ x = 0,15
Mặt khác ta có: m = mFe + mO 2− nên: m = 12,6 + 0,15x16 = 15 (gam).

Trang 7


Chuyên đề ôn thi đại học-năm 2013-2014
Trần Thúy Quỳnh- Yên Lạc 2
Ví dụ 2: Nung nóng m gam bột sắt ngoài không khí, sau phản ứng thu được 20 gam hỗn hợp X

gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 . Hòa tan hết X trong dung dịch HNO 3 loãng thu được 5,6 lít hỗn
hợp khí Y gồm NO và NO2 có tỉ khối so với H2 là 19. Tính m và thể tích HNO3 1M đã dùng?
A. 16,8g; 1,15 lít

B. 14g; 1,15 lít

C. 16,8g; 1,5 lít

D. 14g; 1,5 lít

*Phân tích đề: sơ đồ phản ứng
 NO2 ↑

 FeO, Fe3O4
HNO3
Fe → 

→  NO ↑
 Fe2O3và Fe du
 Fe( NO )
+ Hỗn hợp X gồm Fe
3 3

và O trong oxit.
O2 ( kk )

+ Xét cả quá trình ta thấy chỉ có Fe nhường e, Chất nhận e là Oxi và HNO3 .
+ HNO3 nhận e để cho NO và NO2.
+ Số mol HNO3 ban đầu bằng số mol HNO3 trong muối và chuyển về các khí.
Giải: Theo đề ra ta có: nNO = nNO2 = 0,125mol

Gọi số mol Fe và O tương ứng trong X là x và y ta có: 56x + 16y = 20 (1).
Quá trình nhường và nhận e:
Chất khử

Chất oxi hóa

O + 2e → O 2−

y

Fe → Fe3+ + 3e
x

N

3x

2y

+5

y

+ 1e → N

0,125 0,125
+2

N +5 + 3e → N
0,125 x3

Tổng electron nhường: 3x mol

0,125

Tổng electron nhận: 2y + 0,125+ 0,125x3 (mol)

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x = 2y + 0,5
Từ (1) và (2) ta có hệ 56 x + 16 y = 20


3x − 2 y = 0,5

Giải hệ trên ta có x = 0,3 và y = 0,2
Như vậy nFe = 0,3 mol vậy m = 16,8 gam.
Theo định luật bảo toàn nguyên tố ta có:
muôi
Khí
nHNO3 = nNO
= 3nFe + nNO + nNO2
− + n
NO −
3

+4

3

nên nHNO3 = 0,3 x3 + 0,125 + 0,125 = 1,15 mol.
Trang 8

(2)


Chuyên đề ôn thi đại học-năm 2013-2014
1,15
= 1,15(lít)
Vậy VHNO3 =
1

Trần Thúy Quỳnh- Yên Lạc 2

3. Dạng khử không hoàn toàn Fe 2O3 sau cho sản phẩm phản ứng với chất oxi hóa mạnh là
HNO3 hoặc H2SO4 đặc nóng:
Ví dụ 1: Cho một luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m gam Fe 2O3 nung nóng. Sau một thời gian thu
được 10,44 gam chất rắn X gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 . Hòa tan hết X trong dung dịch HNO 3
đặc, nóng thu được 4,368 lít NO2 (sản phẩm khử duy nhất ở đktc). Tính m ?
A. 11,2g

B. 16,0g

C. 24g

D. 12g

*Phân tích đề: Sơ đồ phản ứng
 FeO, Fe3O4 HNO3dn  NO2 ↑
CO
Fe2O3 
→ 

o →
t
 Fe( NO3 )3
 Fe2O3 , Fe
Trong trường hợp này xét quá trình đầu và cuối ta thấy chất nhường e là CO, chất nhận e là
HNO3. Nhưng nếu biết tổng số mol Fe trong oxit ta sẽ biết được số mol Fe 2O3. Bởi vậy ta dùng
chính dữ kiện bài toán hòa tan X trong HNO3 đề tính tổng số mol Fe.
Giải: Theo đề ra ta có: nNO2 = 0,195mol
Gọi số mol Fe và O tương ứng trong X là x và y ta có: 56x + 16y = 10,44 (1).
Quá trình nhường và nhận e:
Chất khử

Chất oxi hóa

Fe → Fe3+ + 3e

O + 2e → O 2−

x

y

2y

y

+4

N +5 + 1e → N

0,195 0,195

3x

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x = 2y + 0,195

(2)

Từ (1) và (2) ta có hệ 56 x + 16 y = 10, 44


3x − 2 y = 0,195

Giải hệ trên ta có x = 0,15 và y = 0,1275
Như vậy nFe = 0,15 mol nên nFe2O3 = 0, 075mol 
→ m = 12 gam.
Ví dụ 2: Để khử hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe 3O4, Fe2O3 cần 0,05 mol H2. Mặt khác
hòa tan hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X trong dung dịch H 2SO4 đặc thu được thể tích khí
SO2 (sản phẩm khử duy nhất) ở điều kiện tiêu chuẩn là
A. 448 ml.

B. 224 ml.

C. 336 ml.

Hướng dẫn giải: Sơ đồ phản ứng:
Thực chất phản ứng khử các oxit trên là
Trang 9

D. 112 ml.

Chuyên đề ôn thi đại học-năm 2013-2014
H2
+ O → H2O

Trần Thúy Quỳnh- Yên Lạc 2

→ 0,05 mol

0,05

Coi hỗn hợp ban đầu có 0,05 mol O và

3, 04 − 0, 05.16
= 0, 04(mol ) Fe
56

Fe → Fe3+ + 3e

O+

2e → O-2

0,04

0,05

0,1

0,12 (mol)

+6

S

+ 2e → S

0,01
Vậy:

(mol)
+4

0,02

VSO2 = 224 ml. (Đáp án B)

4. Dạng hỗn hợp oxit sắt phản ứng với axit thường: H+
Nhận xét:
Đây không phải là phản ứng oxi hóa khử mà chỉ là phản ứng trao đổi. Trong phản ứng này
+
2−
ta coi đó là phản ứng của: 2H + O  → H 2O và tạo ra các muối Fe2+ và Fe3+ trong dung dịch.

Như vậy nếu biết số mol H+ ta có thể biết được khối lượng của oxi trong hỗn hợp oxit và từ đó có
thể tính được tổng số mol sắt trong hỗn hợp ban đầu.
ví dụ 1: Cho 7,68 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 tác dụng vừa hết với 260 ml HCl 1M thu
được dung dịch X. Cho X phản ứng với dung dịch NaOH dư thu được kết tủa Y. Nung Y ngoài
không khí đến khối lượng không đổi thu được đến khối lượng không đổi được m(g) chất rắn.

Tính m?
A. 8g

B. 8,2g

C. 5,03g

D. 9,25g

 FeO
 FeCl2 NaOH  Fe(OH ) 2 ↓ nungtrongkk

HCl
→
→ 
→ Fe2O3
*Phân tích đề: Sơ đồ  Fe2O3 
 Fe(OH )3 ↓
 FeCl3
 Fe O
 3 4
+ Ta coi H+ của axit chỉ phản ứng với O2- của oxit
+ Toàn bộ Fe trong oxit chuyển về Fe2O3
+ Từ số mol H+ ta có thể tính được số mol O trong oxit từ đó có thể tính được lượng
Fe có trong oxit.
+ Nung các kết tủa ngoài không khí đều thu được Fe2O3
Giải: Ta có nH + = nHCl = 0, 26mol
+
2−
Theo phương trình: 2H + O  → H 2O trong O2- là oxi trong hỗn hợp oxit

0,26

nO 2− = 0,13mol

0,13

mà theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: mFe + mO =7,68
Trang 10


Chuyên đề ôn thi đại học-năm 2013-2014
Nên mFe = 7.68 – 0,13x16 =5,6(gam) → nFe = 0,1 mol

Trần Thúy Quỳnh- Yên Lạc 2

Ta lại có 2Fe 
→ Fe2O3
0,1

0,05

Vậy m = 0,05x160 = 8 gam.
Nhận xét: Ngoài cách giải trên ta cũng có thể quy hỗn hợp về chỉ còn FeO và Fe 2O3 vì Fe3O4 coi
như là hỗn hợp của FeO.Fe2O3 với số mol như nhau.
5. Dạng sắt và hỗn hợp oxit sắt phản ứng với axit thường: H +( Bỏ qua quá trình H nguyên tử
khử Fe3+ thành Fe2+)
Nhận xét: Dạng này cơ bản giống dạng thứ 4 tuy nhiên sản phẩm phản ứng ngoài H 2O còn có H2 do
Fe phản ứng. Như vậy liên quan đến H+ sẽ có những phản ứng sau:
2 H + + 2e 

→ H2 ↑
2 H + + O 2 −  
→ H 2O
Như vậy chúng ta có thể dựa vào tổng số mol H + và số mol H2 để tìm số mol của O 2- từ đó tính
được tổng số mol của Fe.
Ví dụ 1: Cho 20 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 tác dụng vừa hết với 700 ml HCl 1M thu
được dung dịch X và 3,36 lít khí H 2 (đktc). Cho X phản ứng với dung dịch NaOH dư thu được kết
tủa Y. Nung Y ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được đến khối lượng không đổi được
m(g) chất rắn. Tính m?
A. 11,2g

B. 16,0g

C. 24g

D. 12g

 Fe
H 2 ↑
 FeO


 Fe(OH ) 2 ↓ nungtrongkk
HCl
NaOH


→  FeCl2 
→
→ Fe2O3

*Phân tích đề: Sơ đồ 
 Fe2O3
 FeCl
 Fe(OH )3 ↓
3

 Fe3O4
+ Ta coi H+ của axit vừa nhận electron để thành H2 và phản ứng với O2- của oxit
+ Toàn bộ Fe trong oxit cuối cùng chuyển về Fe2O3
+ Từ tổng số mol H+ và số mol H2 ta có thể tính được số mol O trong oxit từ đó tính được lượng Fe
có trong oxit.
Giải: Ta có nH + = nHCl = 0, 7 mol , nH 2 = 0,15mol
Ta có phương trình phản ứng theo H+.
2 H + + 2e 
→ H 2 ↑ (1)
2 H + + O 2−  
→ H 2O(2)

Từ (1) ta có nH + = 0,3mol (vì số mol H2=0,15mol) như vậy số mol H+

phản ứng theo phản ứng (2) là 0,4 mol( tổng 0,7 mol). Vậy số mol O2- là: 0,2 mol.
mà theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: mFe + mO =7,68
Trang 11


Chuyên đề ôn thi đại học-năm 2013-2014
Nên mFe = 20 – 0,2x16 =16,8 (gam) → nFe = 0,3 mol

Trần Thúy Quỳnh- Yên Lạc 2

Ta lại có 2Fe 
→ Fe2O3
0,3

0,15

Vậy m = 0,15x160 = 24 gam.
V í dụ 2: Cho một luồng khí CO đi qua ống đựng 0,01 mol FeO và 0,03 mol Fe 2O3 (hỗn hợp A) đốt
nóng. Sau khi kết thúc thí nghiệm thu được 4,784 gam chất rắn B gồm 4 chất. Hoà tan
chất rắn B bằng dung dịch HCl dư thấy thoát ra 0,6272 lít H 2 (ở đktc). Tính số mol oxit sắt
từ trong hỗn hợp B. Biết rằng trong B số mol oxit sắt từ bằng 1/3 tổng số mol sắt (II) oxit
và sắt (III) oxit.
A. 0,006.

B. 0,008.

C. 0,01.

D. 0,012.

Hướng dẫn giải
 FeO : 0,01 mol
Hỗn hợp A 
+ CO → 4,784 gam B (Fe, Fe2O3, FeO, Fe3O4) tương ứng với
 Fe2O3 : 0,03 mol
số mol là: a, b, c, d (mol).
Hoà tan B bằng dung dịch HCl dư thu được n H 2 = 0,028 mol.
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
⇒

a = 0,028 mol.

Theo đầu bài: n Fe3O4 =
Tổng mB là:

(1)

(

1
n FeO + n Fe2O3
3

)

→ d=

1
( b + c)
3

(56.a + 160.b + 72.c + 232.d) = 4,78 gam.

(2)
(3)

Số mol nguyên tử Fe trong hỗn hợp A bằng số mol nguyên tử Fe trong hỗn hợp B. Ta có:
nFe (A) = 0,01 + 0,03×2 = 0,07 mol
nFe (B) = a + 2b + c + 3d
⇒

a + 2b + c + 3d = 0,07

Từ (1, 2, 3, 4)

→

(4)

b = 0,006 mol
c = 0,012 mol
d = 0,006 mol. (Đáp án A)

6. Dạng chuyển đổi hỗn hợp tương đương ( dạng qui đổi):
Nhận xét: Trong số oxit sắt thì ta coi Fe3O4 là hỗn hợp của FeO và Fe2O3 có số mol bằng nhau. Như
vậy có thể có hai dạng chuyển đổi.
+ Nếu cho số mol FeO và Fe2O3 có số mol bằng nhau thì ta coi như trong hỗn hợp chỉ là Fe3O4.
+ Nếu số mol của FeO và Fe2O3 không bằng nhau thì ta coi hỗn hợp là FeO và Fe2O3.
Như vậy hỗn hợp từ 3 chất ta có thể chuyển thành hỗn hợp 2 chất hoặc 1 chất tương đương.
Ví dụ 1: Hỗn hợp A gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 (trong đó số mol FeO bằng số mol Fe 2O3).
Hòa tan 4,64 gam trong dung dịch H 2SO4 loãng dư được 200 ml dung dịch X . Tính thể
tích dung dịch KMnO4 0,1M cần thiết để chuẩn độ hết 100 ml dung dịch X?

A. 20ml

B. 25ml

C. 15ml
Trang 12

D. 10ml


Chuyên đề ôn thi đại học-năm 2013-2014
*Phân tích đề:

Trần Thúy Quỳnh- Yên Lạc 2

Theo để ra số mol FeO bằng số mol của Fe 2O3 nên ta coi như hỗn hợp chỉ có Fe 3O4.
Sau khi phản ứng với H2SO4 sẽ thu được 2 muối là FeSO4 và Fe2(SO4)3. Dung dịch KMnO4
tác dụng với FeSO4 trong H2SO4 dư. Như vậy từ số số mol của Fe 3O4 ta có thể tính được số
mol của FeSO4 từ đó tính số mol KMnO4 theo phương trình phản ứng hoặc phương pháp
bảo toàn electron.
Giải: Vì số mol của FeO bằng số mol của Fe2O3 nên ta coi hỗn hợp
Ta có nFe3O4 =

4, 64
= 0, 02mol
232

Ptpư:

Fe3O4 + 4H2SO4 
→ FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O
0,02

0,02

Trong 100 ml X sẽ có 0,01 mol FeSO4 nên:
10FeSO4 + 2KMnO4 +8H2SO4 

→ 5Fe2(SO4)3 + K2SO4+2MnSO4+8H2O
0,01

0,002

Như vậy ta có VKMnO4 =

0, 002
= 0, 02(lit ) hay 20 ml.
0,1

Ví dụ 2: Cho m gam hỗn hợp oxit sắt gồm FeO, Fe 3O4 và Fe2O3 tan vừa hết trong dung dịch H2SO4
tạo thành dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được 70,4 gam muối, mặt khác cho Clo dư đi qua
X rồi cô cạn thì thu được 77,5 gam muối. Tính m?
A 30,0g

B. 30,4g

C. 35g

D. 35,5g

Phân tích đề:
Cho oxit tác dụng với H2SO4 ta sẽ thu được 2 muối FeSO 4 và Fe2(SO4)3. Do đó ta có thể coi
hỗn hợp ban đầu chỉ gồm hai oxit FeO và Fe2O3. Ta thấy khối lượng muối tăng lên đó là do phản
ứng:
2Fe2+ +

Cl2 
→ 2Fe3+ +

2Cl-

Như vậy khối lượng tăng lên đó là khối lượng của Clo. Vậy từ khối lượng của Clo ta có thể
tính ra số mol của Fe2+ từ đó tính được số mol FeO, mặt khác ta có tổng khối lượng muối FeSO 4 và
Fe2(SO4)3 mà biết được FeSO4 vậy từ đây ta tính được Fe2(SO4)3 và như vậy biết được số mol của
Fe2O3.
Giải:
Coi hỗn hợp gồm FeO và Fe2O3 ta có phương trình phản ứng:
FeO + H2SO4 
→ FeSO4 + H2O
Fe2O3 + 3H2SO4 
→ Fe2(SO4)3 + 3H2O
Khối lượng tăng lên đó chính là khối lượng của Cl- có trong muối theo phương trình:
2Fe2+ +

Cl2 
→ 2Fe3+ +

2ClTrang 13


Chuyên đề ôn thi đại học-năm 2013-2014
Trần Thúy Quỳnh- Yên Lạc 2
77,5 − 70, 4
= 0, 2mol Như vậy số nFe2+ = nFeSO4 = nFeO = 0, 2mol
Vậy nCl − =
35,5
Mà mFeSO4 + mFe2 ( SO4 )3 = 70, 4 vậy nFe2 ( SO4 )3 =

70, 4 − 0, 2 x152
= 0,1mol
400

Nên nFe2 ( SO4 )3 = nFe2O3 = 0,1mol
Do đó m = mFeO + mFe2O3 = 0, 2 x 72 + 0,1x160 = 30, 4( gam) .Vậy m = 30,4 gam.
IV. MỘT SỐ BÀI TẬP TỰ GIẢI:
*Bài tập trắc nghiệm:
Câu 1. Cho m gam một oxít của sắt vào ống sứ tròn, dài, nung nóng rồi cho một dòng khí CO đi
chậm qua ống để khử hoàn toàn lượng oxít đó thành kim loại. Khí được tạo thành trong phản ứng
đó đi ra khỏi ống sứ được hấp thụ hết vào bình đựng lượng dư dung dịch Ba(OH) 2 thấy tạo thành
27,58 gam kết tủa trắng. Cho toàn bộ lượng kim loại vừa thu được ở trên tác dụng hết với dung dịch
HCl, thu được 2,352 lít khí H2 (đktc). Xác định công thức của oxit và m.
A. Fe3O4 và m = 12,18 gam.
B. Fe2O3 và m = 8,4 gam.
C. Fe3O4 và m = 8,12 gam.
D. FeO và m = 7,2 gam.
Câu 2. Cho m1 gam Fe và m2 gam Fe3O4 vào dd HCl, hãy cho biết tiến hành cho theo trình tự nào
để thể tích dd HCl cần dùng là ít nhất.
A. Fe trước, Fe3O4 sau.
B. Fe3O4 trước, Fe sau
C. cho đồng thời cả 2 vào.
D. mọi cách tiến hành đều sử dụng cùng một thể tích dung dịch HCl.
Câu 3. Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO 3
loãng (dư), thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch X. Cô cạn
dung dịch X thu được m gam muối khan. Giá trị của m là:
A. 38,72.
B. 35,50.
C. 34,36.
D. 49,09.

Câu 4. Cho bột sắt đến dư vào 200 ml dung dịch HNO3 4M (phản ứng giải phóng khí NO) , lọc bỏ
phần rắn không tan thu được dung dịch X, cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch X thu được kết
tủa, lọc lấy kết tủa đem nung ngoài không khí ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi thu được
bao nhiêu gam chất rắn ?
A. 16 gam.
B. 24 gam.
C. 32 gam.
D. 40 gam.
Câu 5. Một hỗn hợp X gồm FeO, Fe 3O4, Fe2O3 có số mol bằng nhau.Lấy m1 gam hỗn hợp X cho vào
ống sứ chịu nhiệt, nung nóng rồi thổi một luồng khí CO đi qua. Toàn bộ khí sau phản ứng được dẫn từ
từ vào dung dịch Ba(OH)2 dư thu được 19,7 gam kết tủa trắng. Chất rắn còn lại trong ống sứ có khối
lượng là 19,20 gam gồm Fe , FeO và Fe3O4. Xác định m1.
A. 23,6
B. 22
C. 20,8
D. 34,8
Câu 6. Hoà tan hoàn toàn a(g) một oxit sắt bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng thì thấy thoát ra khí SO2
duy nhất. Trong thí nghiệm khác, sau khi cũng khử hoàn toàn a(g) oxit đó bằng CO ở nhiệt độ cao
rồi hoà tan lượng sắt tạo thành trong dung dịch H 2SO4 đặc nóng thì thu được khí SO 2 gấp 9 lần
lượng khí SO2 thu được trong thí nghiệm trên. Xác định công thức của oxit đó.
A. FeO
B. Fe3O4
C. Fe2O3
D. Fe3O2.
Câu 7. Đốt a gam Fe trong không khí thu được 9,6 gam hỗn hợp B gồm Fe, Fe 3O4 , FeO, Fe2O3 .
Hòa tan hoàn toàn B trong dd HNO3 loãng dư thu được ddC và khí NO. Cho dung dịch NaOH dư
vào dd C thu được kết tủa E. Lọc nung kết tủa ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi thu được 12
gam chất rắn. Tính số mol HNO3 đã phản ứng.
A. 0,45 mol
B. 0,75 mol

C. 0,65 mol
D. 0,55 mol
Câu 8. Nung nóng 18,56 gam hh X gồm FeCO 3 và FexOy trong không khí tới phản ứng xảy ra hoàn
toàn, thu được khí CO2 và 17,6 gam một oxit duy nhất của sắt. Cho khí CO2 hấp thụ hết vào 400ml
dd Ba(OH)2 0,15M thu được 7,88g kết tủa. Vậy công thức của oxit sắt là:
A. FeO
B. Fe3O4
C. Fe2O3
D. Fe3O4 hoặc Fe2O3.
Trang 14


Chuyên đề ôn thi đại học-năm 2013-2014
Trần Thúy Quỳnh- Yên Lạc 2
Câu 9. Cho 9,12 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe 3O4 và Fe2O3 tác dụng với dung dịch HCl (dư). Sau khi
các phản ứng xảy ra hoàn toàn, được dung dịch Y; cô cạn Y thu được 7,62 gam FeCl 2 và m gam
FeCl3. Giá trị của m là
A. 7,80.
B. 8,75.
C. 6,50.
D. 9,75.
Câu 10. Cho m gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe 2O3, Fe3O4 vào một lượng vừa đủ dung dịch HCl 2M,
thu được dung dịch Y có tỉ lệ số mol Fe2+ và Fe3+ là 1 : 2. Chia Y thành hai phần bằng nhau. Cô
cạn phần một thu được m1 gam muối khan. Sục khí clo (dư) vào phần hai, cô cạn dung dịch sau
phản ứng thu được m2 gam muối khan. Biết m2 - m1 = 0,71. Thể tích dung dịch HCl đã dùng là
A. 80 ml.
B. 320 ml.
C. 240 ml.
D. 160 ml.
* Bài tập tự luận:

Câu 1: Để m gam sắt ngoài không khí một thời gian được hỗn hợp rắn gồm Fe, FeO, Fe 2O3, và
Fe3O4 có tổng khối lượng là 30 gam. Cho hỗn hợp này tan trong HNO 3 dư được 5,6 lít NO duy nhất
(ở đktc). Tính m?
Câu 2: Hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe 2O3. Cho một luồng khí CO đi qua ống sử dụng m gam hỗn hợp
X đun nóng. Sau khi kết thúc thí nghiệm thu được 64g chất rắn và 11,2 lít khí B(đktc) có tỉ khối so
với H2 là 20,4. Tính m ?
Câu 3: Để khử hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp Y (gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3) thí cần 0,05 mol H2. Mặt
khác hoà tan hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp Y trong dung dịch H2SO4 đặc thì thu được khí SO2 (sản
phẩm khử duy nhất) . Tính thể tích SO2 (ở đktc)?
Câu 4: Đốt cháy m gam sắt ngoài không khí sau một thời gian thu được 5,04 gam hỗn hợp X gồm
sắt và các oxit sắt. Hòa tan hỗn hợp X trong HNO 3 loãng dư thu được 0,784 lít khí(đktc) gồm NO
và NO2 có tỉ khối so với H2 là 19. Tính m?
Câu 5: Đốt cháy 16,8 gam bột sắt ngoài không khí, sau một thời gian thu được hỗn hợp X gồm sắt
và các oxit. Cho hòa tan hết X trong dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được 5,6 lít khí SO2 (sản phẩm
khử duy nhất ở đktc).
1. Tính m.

2. Nếu thay H2SO4 bằng HNO3 đặc nóng thì thể tích NO2 (đktc) sẽ là bao nhiêu?

Câu 6: Cho một luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m gam Fe 2O3 nung nóng. Sau một thời gian thu
được hỗn hợp X nặng 44,64 gam gồm Fe, FeO, Fe 3O4, Fe2O3. Hòa tan X bằng HNO3 loãng dư thu
được 3,136 lít khí NO (đktc). Tính m?

D. KẾT LUẬN

Trang 15


Chuyên đề ôn thi đại học-năm 2013-2014
Trần Thúy Quỳnh- Yên Lạc 2

Trong khi giảng dạy và ôn thi đại học tôi đã có rất nhiều trăn trở khi dạy phần hỗn hợp sắt và
hợp chất của sắt. Tôi nhận thấy kể cả đề thi học sinh giỏi và đề thi đại học số lượng câu hỏi về sắt
và hợp chất sắt luôn chiếm một tỉ lệ nhất định và đặc biệt là những bài toán kinh điển. Trên thực tế
như vậy tôi đã mạnh dạn đưa các phương pháp giải bài tập này vào và qua giảng dạy tôi thấy học
sinh nắm vấn đề tương đối nhẹ nhàng và có hiệu quả rõ rệt nhất là định hướng và thời gian giải bài
tập.
Hoàn thành được chuyên đề tôi xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp đã nhiệt tình giúp đỡ tôi.
Tuy nhiên, trong quá trình nghiên cứu và viết sẽ không khỏi thiếu xót kính mong được các thầy cô
giáo, bạn bè, đồng nghiệp góp ý cho chuyên đề của tôi được hoàn thiện hơn.
Yên Lạc, tháng 2 năm 2014
TÁC GIẢ
(Ký ghi rõ họ tên)

Trần Thúy Quỳnh

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Trang 16


Chuyên đề ôn thi đại học-năm 2013-2014
1. SGK Hóa Học nâng cao và cơ bản 12, 2006-bộ GD-ĐT.

Trần Thúy Quỳnh- Yên Lạc 2

2. PGS.TS. Đào Hữu Vinh ,ThS. Nguyễn Thu Hằng 2008. Phương pháp giải đề thi trắc
nghiệm môn Hóa Học.NXB Hà Nội.
3.Nguyễn Xuân Trường, Quách Văn Long, 2009. Ôn luyện kiến thức và luyện giải nhanh các
bài toán trắc nghiệm Hoá Học THPT. NXB Hà Nội
4.Trần Ngọc Huy, 2009. Phương pháp giải bài tập Hoá Học THPT. NXB Giáo Dục, Hà Nội
5.Nguyễn Đình Độ, Nguyễn Ngô Hoà, 2009. Giải nhanh trắc nghiệm khách quan Hoá Học.

NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội.
6. Tập san báo Hóa học và ứng dụng.

Trang 17