chuyên đề PHÂN LOẠI và PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH bài tập về sắt và các OXIT sắt

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC
TRƯỜNG THPT QUANG HÀ
=====***=====

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ
BỒI DƯỠNG ÔN THI THPT QUỐC GIA
Tên chuyên đề:
PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH
BÀI TẬP VỀ SẮT VÀ CÁC OXIT SẮT

NGƯỜI THỰC HIỆN: PHẠM VĂN HOẠT
ĐƠN VỊ: TRƯỜNG THPT QUANG HÀ
ĐỐI TƯỢNG: HỌC SINH LỚP 12
SỐ TIẾT: 5 TIẾT

Vĩnh Phúc, năm 2017
1


MỤC LỤC
A
I
II
III
1
2
IV
B
I
1
2

II
1
2
3
4
5
III
C
D

MỤC ĐÍCH – YÊU CẦU
NỘI DUNG
KĨ NĂNG
PHƯƠNG PHÁP
Về phía giáo viên
Về phía học sinh
ĐỐI TƯỢNG, THỜI LƯỢNG GIẢNG DẠY CHUYÊN ĐỀ
NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ
Cơ sở lí thuyết
Ôn tập các định luật, phương pháp giải bài tập hóa học
Bản chất bài tập hỗn hợp sắt và oxit sắt
PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP VỀ
SẮT VÀ CÁC OXIT SẮT
Dạng 1 : Đốt cháy sắt trong không khí rồi cho sản phẩm phản
ứng với chất oxi hóa
Dạng 2: Hỗn hợp sắt và các oxit phản ứng với chất oxi hóa mạnh
Dạng 3: Khử không hoàn toàn Fe2O3 sau cho sản phẩm phản ứng
với chất oxi hóa mạnh là HNO3 hoặc H2SO4 đặc nóng
Dạng 4: Hỗn hợp oxit sắt phản ứng với axit thường (HCl, H2SO4
loãng...)

Dạng 5: Sắt và hỗn hợp oxit sắt phản ứng với axit thường (HCl,
H2SO4 loãng...)
BÀI TẬP VẬN DỤNG
KẾT QUẢ TRIỂN KHAI CHUYÊN ĐỀ TẠI ĐƠN VỊ TRƯỜNG
KẾT LUẬN

3
3
5
5
5
5
5
6
6
6
7
8
8
10
12
14
15
15
19
19

2

CHUYÊN ĐỀ ÔN THI THPT QUỐC GIA
PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP VỀ SẮT
VÀ CÁC OXIT SẮT
A. MỤC ĐÍCH – YÊU CẦU
I. NỘI DUNG
1. Nắm vững các định luật, phương pháp giải bài tập hóa học sau:
a) Định luật bảo toàn khối lượng
Nội dung định luật: Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối
lượng các chất được tạo thành sau phản ứng.
Trong đó chúng ta cần vận dụng các hệ quả:
Hệ quả 1: Gọi mT là tổng khối lượng các chất trước phản ứng, mS là khối lượng
các chất sau phản ứng (kể cả lượng dư). Dù phản ứng xảy ra với hiệu suất bất kỳ ta đều
có: mT = mS.
Hệ quả 2: Khi cation kim loại (hoặc cation amoni) kết hợp với anion gốc axit
(hoặc anion oxit) để tạo ra các hợp chất ta luôn có: m Hợp chất = mcation + manion. Khối lượng
của cation hoặc anion ta coi như bằng khối lượng của nguyên tử cấu tạo thành.
Hệ quả 3: mdung dịch trước phản ứng + mchất cho vào dung dịch + m kết tủa + mkhí
b) 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.
c) Định luật bảo toàn electron
Nội dung định luật: 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 mức oxi hóa của các
nguyên tố ban đầu và mức oxi hóa của các nguyên tố sau phản ứng mà không cần quan
tâm đến mức oxi hóa 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.

3


d) Phương pháp quy đổi
Là phương pháp biến đổi toán học nhằm đưa bài toán ban đầu là một hỗn hợp phức
tạp về dạng đơn giản hơn, qua đó làm cho bài toán trở nên dễ dàng thuận tiện. Khi quy
đổi phải đảm bảo 2 nguyên tắc:
- Bảo toàn nguyên tố, tức tổng số mol mỗi nguyên tố ở hỗn hợp đầu và hỗn hợp
mới phải như nhau.
- Bảo toàn số oxi hóa, tức là số oxi hóa của các nguyên tố trong hai hỗn hợp là
như nhau.
2. Hiểu bản chất hóa học các bài tập hỗn hợp sắt và oxit sắt
Bài tập Fe và hỗn hợp oxit sắt thường có dạng cho khối lượng và cho phản ứng với
một chất oxi hóa như H2SO4 đặc nóng hoặc HNO3 hoặc thậm chí là axit thường như
HCl, H2SO4 loãng.
Với giả thiết là cho m gam hỗn hợp gồm Fe và các oxit FeO, Fe 3O4, Fe2O3 tác dụng
với HNO3 thu được khí NO2. Ta xem như đây là quá trình oxi hoá liên tiếp Fe bằng 2
chất oxi hoá là O và HNO3..
Chất nhường electron: Fe , tạo sản phẩm là Fe3+.
Chất nhận electron: O và HNO3, tạo sản phẩm là oxit (O2-) và V lít NO2 (đktc). (hoặc
các sản phẩm khử khác)
Theo định luật bảo toàn khối lượng: 56x + 16y = m

(1)

Theo định luật bảo toàn electron:
Quá trình oxi hóa

Quá trình khử

→ Fe3+ + 3e
Fe 

x(mol)

3x(mol)

O

+

y(mol)
V
V

→ O22e 

2y(mol)

22, 4 22, 4

+5

N

+4

→ N
+ 1e 

(NO2)
(mol)

Tổng electron nhường: 3x (mol)

(mol)

V
V
22, 4 22, 4 Tổng electron nhận: 2y +

(mol)
4


Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x = 2y +
Từ (1) và (2) ta có hệ:

(2)

56x + 16 y = m

V
3x − 2 y = 22,4

Việc giải hệ này khi một khi biết được 2 trong số 4 yếu tố sẽ giải quyết được yêu
cầu của bài toán.
II. KĨ NĂNG
- Rèn luyện kĩ năng giải nhanh bài tập hóa học sử dụng các định luật bảo toàn (khối

lượng, nguyên tố, electron) và phương pháp quy đổi.
- Phát triển năng lực tính toán, sơ đồ hóa quá trình hóa học.
- Rèn luyện kĩ năng giải bài tập hóa học đáp ứng các mức độ trong đề thi THPT quốc
gia môn hóa học năm 2017.
III. PHƯƠNG PHÁP
1. Về phía giáo viên
Để thực hiện chuyên đề đã chọn, chúng tôi đã kết hợp sử dụng kết hợp những
phương pháp sau:
- Phương pháp phân tích - tổng hợp
- Phương pháp khảo sát thống kê - phân loại
- Phương pháp hệ thống
- Phương pháp sơ đồ hóa bài toán.
- Thảo luận nhóm.
2. Về phía học sinh
- Ôn tập định luật bảo toàn khối lượng, định luật bảo toàn mol nguyên tố, định luật
bảo toàn mol electron.
- Kết hợp tiếp thu bài giảng trên lớp với nghiên cứu tài liệu, bài tập ở nhà.
- Làm việc nhóm đồng thời độc lập giải bài tập theo yêu cầu của giáo viên.
IV. ĐỐI TƯỢNG, THỜI LƯỢNG GIẢNG DẠY CHUYÊN ĐỀ
- Học sinh lớp 12: ôn thi THPT Quốc gia.
- Số tiết: 05 tiết

5


B. PHẦN NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ
I. CƠ SỞ LÍ THUYẾT
1. Ôn tập các định luật, phương pháp giải bài tập hóa học
a) Định luật bảo toàn khối lượng
Nội dung định luật: Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối

lượng các chất được tạo thành sau phản ứng.
Trong đó chúng ta cần vận dụng các hệ quả:
Hệ quả 1: Gọi mT là tổng khối lượng các chất trước phản ứng, mS là khối lượng
các chất sau phản ứng (kể cả lượng dư). Dù phản ứng xảy ra với hiệu suất bất kỳ ta đều
có: mT = mS.
Hệ quả 2: Khi cation kim loại (hoặc cation amoni) kết hợp với anion gốc axit
(hoặc anion oxit) để tạo ra các hợp chất ta luôn có: m Hợp chất = mcation + manion. Khối lượng
của cation hoặc anion ta coi như bằng khối lượng của nguyên tử cấu tạo thành.
Hệ quả 3: mdung dịch trước phản ứng + mchất cho vào dung dịch + m kết tủa + mkhí
b) 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.
c) Định luật bảo toàn electron
Nội dung định luật: 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 mức oxi hóa của các
nguyên tố ban đầu và mức oxi hóa của các nguyên tố sau phản ứng mà không cần quan
tâm đến mức oxi hóa 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.

6


d) Phương pháp quy đổi
Là phương pháp biến đổi toán học nhằm đưa bài toán ban đầu là một hỗn hợp phức
tạp về dạng đơn giản hơn, qua đó làm cho bài toán trở nên dễ dàng thuận tiện. Khi quy
đổi phải đảm bảo 2 nguyên tắc:

- Bảo toàn nguyên tố, tức tổng số mol mỗi nguyên tố ở hỗn hợp đầu và hỗn hợp
mới phải như nhau.
- Bảo toàn số oxi hóa, tức là số oxi hóa của các nguyên tố trong hai hỗn hợp là
như nhau.
2. Bản chất bài tập hỗn hợp sắt và oxit sắt
Bài tập Fe và hỗn hợp oxit sắt thường có dạng cho khối lượng và cho phản ứng với
một chất oxi hóa như H2SO4 đặc nóng hoặc HNO3 hoặc thậm chí là axit thường như
HCl, H2SO4 loãng.
Với giả thiết là cho m gam hỗn hợp gồm Fe và các oxit FeO, Fe 3O4, Fe2O3 tác dụng
với HNO3 thu được khí NO2. Ta xem như đây là quá trình oxi hoá liên tiếp Fe bằng 2
chất oxi hoá là O và HNO3..
Chất nhường electron: Fe , tạo sản phẩm là Fe3+.
Chất nhận electron: O và HNO3, tạo sản phẩm là oxit (O2-) và V lít NO2 (đktc). (hoặc
các sản phẩm khử khác)
Theo định luật bảo toàn khối lượng: 56x + 16y = m

(1)

Theo định luật bảo toàn electron:
Quá trình oxi hóa

Quá trình khử

→ Fe3+ + 3e
Fe 

x(mol)

3x(mol)

O

+

y(mol)
V
V

→ O22e 

2y(mol)

22, 4 22, 4

+5

N

+4

→ N
+ 1e 

(NO2)
(mol)

Tổng electron nhường: 3x (mol)

(mol)

V
V
22, 4 22, 4 Tổng electron nhận: 2y +

(mol)
7


Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x = 2y +
Từ (1) và (2) ta có hệ:

(2)

56x + 16 y = m

V
3x − 2 y = 22,4

Việc giải hệ này khi một khi biết được 2 trong số 4 yếu tố sẽ giải quyết được yêu
cầu của bài toán.
II. PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP VỀ SẮT VÀ CÁC
OXIT SẮT
1. Dạng 1 : Đốt cháy sắt trong không khí rồi cho sản phẩm phản ứng với chất oxi
hóa
Ví dụ 1: Nung nóng 25,2 gam Fe ngoài không khí sau một thời gian thu được m gam
hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe 2O3 và Fe3O4. Hỗn hợp này phản ứng hết với dung dịch
HNO3 loãng, dư, thu được 5,6 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Tính giá trị
của m?
Phân tích đề: Sơ đồ phản ứng
 NO

 3+
+ HNO3
+O
 Fe

→

→
Fe
X (Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4)

Fe bị oxi hoá thành Fe3+ bằng 2 chất oxi hoá là O và HNO3.
Vậy: + Khối lượng oxit sẽ là tổng của khối lượng sắt và oxi.
+ Trong cả quá trình: chất nhường e là Fe, chất nhận là O và HNO3.
Giải quyết vấn đề:
Ta có nNO = 0, 25 mol, nFe = 0,45 mol
Gọi số mol oxi trong oxit là x ta có:
Quá trình oxi hóa

Quá trình khử

→ Fe3+ + 3e
Fe 

0,45(mol)

1,35(mol)

O
x(mol)

+5

N

→ O22e 

+

2x(mol)
+ 3e

+2


→ N (NO)

0,75(mol) 0, 25(mol)
Tổng electron nhường: 1,35 (mol)

Tổng electron nhận: 2x + 0, 75(mol)

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 1,35 = 2x + 0,75


→

x = 0,3
8

Mặt khác ta có:

m = mFe + mO 2−

nên:

m = 25,2 + 0,3 ×16 = 30 (gam).

Ví dụ 2: Nung nóng m gam bột sắt ngoài không khí, sau phản ứng thu được 20gam 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 NO 2 có tỉ khối so với H2 là 19. Tính m và thể
tích HNO3 1M đã dùng?
Phân tích đề:
Sơ đồ phản ứng:
 NO2 ↑
FeO
,
Fe
O


3 4
O2 ( kk )
HNO3
Fe 
→

→  NO ↑
 Fe2O3và Fe du
 Fe( NO )

3 3


+ Hỗn hợp X gồm Fe và O trong oxit.
+ Xét cả quá trình, chỉ có Fe nhường e, chất nhận e là Oxi và HNO3.
+5

+2

+4

+ N (HNO3) nhận electron tạo thành N (NO) và N (NO2).
+5

+5

+2

−

+ Số mol+4N (trong HNO3) ban đầu bằng tổng số mol N (NO 3 ) trong muối và N
(NO) cộng với N (NO2).
Giải quyết vấn đề:

a + b = 0, 25
Đặt số mol của NO là 30
a (mol),
a + 46b NO2 là b (mol)
= 38


Theo giả thiết ta có:  0, 25

Giải hệ PT ta được:

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:
Quá trình oxi hóa

Quá trình khử

→ Fe3+ + 3e
Fe 

x(mol)

3x(mol)

O
y(mol)
+5

N

→ O22e 

+

2y(mol)
+ 3e


→

0,375(mol)
+5

N

+ 1e


→

0,125 (mol)

+2

N (NO)

0,125(mol)
+4

N (NO2)

0,125(mol)

9


Tổng e: 3x (mol)

Tổng e: 2y + 0,125+ 0,375 (mol)

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x = 2y + 0,5

(2)

56x + 16 y = 20

Từ (1) và (2) ta có hệ 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:
nHNO3

=

nNO− [ Fe(NO
3

3 )3 ]

+ nNO + nNO = 3* nFe + nNO + nNO
2

2

nên nHNO = 0,3×3 + 0,125 + 0,125 = 1,15 (mol)
3

Vậy
VHNO3 =

1,15
= 1,15(lít)
1

Ví dụ 3: 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
H2SO4 đặc nóng (dư), thu được 4,2 lít khí SO 2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Tính
m?
Giải quyết vấn đề:
Fe

X

Quá trình oxi hóa

Quá trình khử

→ Fe3+ + 3e
Fe 

0,225(mol)

Fe2(SO4)3 + SO2

0,675(mol)

O

+

x(mol)
S+6 + 2e

→ O22e 

2x(mol)

→

0,375 mol
Tổng electron nhường: 0,675(mol)

S+4
0,1875 mol

Tổng electron nhận: 2x + 0,375 (mol)

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 0,675 = 2x + 0,375

→ x = 0,15 mol 
→ m = 12,6 + 0,15 × 16 = 15 gam

10

2. Dạng 2: Hỗn hợp sắt và các oxit phản ứng với chất oxi hóa mạnh
Ví dụ 1: Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe 2O3 và Fe3O4 phản ứng hết với
dung dịch HNO3 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 ?
Phân tích đề: Quy 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 NO3 . 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.
Giải quyết vấn đề: 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:
Quá trình oxi hóa

Quá trình khử

→ Fe3+ + 3e
Fe 

x(mol)

O

3x(mol)

y(mol)
+5

N

→ O22e 

+

2y(mol)

→

+ 3e

0,18(mol)
Tổng electron nhường: 3x (mol)

+2

N (NO)

0,06(mol)

Tổng electron nhận: 2y + 0,18 (mol)

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x = 2y + 0,18

(2)

56x + 16 y = 11,36

Từ (1) và (2) ta có hệ: 3x − 2 y = 0,18

Giải hệ trên ta có x = 0,16 và y = 0,15
Như vậy nFe = nFe ( NO ) = 0,16 mol vậy m = 38,72 gam.
3 3

Ví dụ 2: Hoà tan hoàn toàn 2,44 gam hỗn hợp bột X gồm Fe xOy và Cu bằng dung dịch
H2SO4 đặc nóng (dư). Sau phản ứng thu được 0,504 lít khí SO 2 (sản phẩm khử duy nhất,
ở đktc) và dung dịch chứa 6,6 gam hỗn hợp muối sunfat. Tính phần trăm khối lượng của
Cu trong X ?
Phân tích đề: Sơ đồ phản ứng
X ( FexOy, Cu)

H2SO
4→

2,44 gam

Fe2(SO4)3

+

SO2: 0,0225 mol

CuSO4
11

6,6 gam
Giải quyết vấn đề: Quy đổi hỗn hợp X thành: Fe: x mol, O: y mol, Cu: z mol

→

56x + 16y + 64z = 2,44 (1)

Phương trình tổng khối lượng muối: 200x + 160z = 6,6 (2)
Quá trình nhường nhận e:
Quá trình oxi hóa

Quá trình khử

→ Fe3+ + 3e
Fe 

x(mol)

O

3x(mol)

→ Cu2+ + 2e
Cu 

z mol

+

y(mol)

→ O22e 

2y(mol)

→ S+4
S+6 +2e 
0,045(mol)
0,0225(mol)

2z mol

Tổng electron nhường: 3x +2z (mol) Tổng electron nhận: 2y + 0,045 (mol)
Theo định luật bảo toàn mol e: 3x - 2y + 2z = 0,045 (3)
Từ (1), (2), (3): x = 0,025
y = 0,025
z = 0,01

→

mCu = 0,64 gam


→

%mCu = 36,23%

3. Dạng 3: 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, Fe 2O3 và Fe3O4. Hòa tan
hết X trong dung dịch HNO3 đặc, nóng thu được 4,368 lít NO2 (sản phẩm khử duy nhất
ở đktc). Tính m ?
Phân tích đề: Sơ đồ phản ứng
 FeO, Fe3O4 HNO3dn  NO2 ↑
CO
Fe2O3 
→

→
to
 Fe( NO2 )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.
12


Giải quyết vấn đề: 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:

Quá trình oxi hóa

Quá trình khử

→ Fe3+ + 3e
Fe 

x (mol)

O

3x(mol)

+

y(mol)
+5

N

2e


→ O2-

2y(mol)
+

1e


→

0,195(mol)
Tổng electron nhường: 3x (mol)

+4

N (NO2)

0,195(mol)

Tổng electron nhận: 2y + 0,195(mol)

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

(2)

56x + 16 y = 10, 44

Từ (1) và (2) ta có hệ PT: 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: Dẫn khí CO vào ống sứ chứa m gam bột Fe 2O3 nung nóng thu được 61,2 gam
hỗn hợp A gồm 4 chất. Khí bay ra khỏi ống sứ được dẫn vào dung dịch Ba(OH) 2 dư
được 132,975 gam kết tủa. Hoà tan hết A bằng dung dịch HNO 3 dư thu được V lít (đktc)
khí NO là sản phẩm khử duy nhất. Tính giá trị của V?
Phân tích đề: Sơ đồ phản ứng
Fe2O3

A (Fe2O3, Fe3O4, FeO, Fe)
CO2

Fe(NO3)3 + NO

BaCO3

Xét quá trình đầu và cuối ta thấy chất nhường e là CO, chất nhận e là HNO3.
Giải quyết vấn đề: Theo đề ra ta có: nCO2 = nBaCO3 = 0,675 mol
Quá trình oxi hóa
→ C+4
C 
+2

Quá trình khử
+ 2e

+5

N

+

3e


→

N+2
13


1,35 (mol)

0,675(mol)

3x(mol)

Tổng electron nhường: 1,35 (mol)

x(mol)

Tổng electron nhận: 3x(mol)

→ x = 0,45 mol
Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x = 1,35 

→ VNO = 10,08 lít

4. Dạng 4: Hỗn hợp oxit sắt phản ứng với axit thường (HCl, H2SO4 loãng...)
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 gam chất rắn. Tính m?
Phân tích đề:
Sơ đồ

 FeO
 FeCl2 NaOH  Fe(OH ) 2 ↓ nungtrongkk

HCl
→
→ 
→ Fe2O3
 Fe2O3 

 FeCl3
 Fe O
 Fe(OH )3 ↓
 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 quyết vấn đề: Ta có
Theo phương trình:

→ H O ( trong đó O2- là oxi trong hỗn hợp oxit)
[O2-] 
2

2H+ +
0,26(mol)
nO2−

nH + = nHCl = 0, 26mol

0,13(mol)

= 0,13 (mol) mà theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:
mFe + mO = 7,68(g)

Nên mFe = 7.68 – 0,13×16 =5,6(gam)
Ta lại có:

2Fe


→

0,1(mol)

→

nFe = 0,1 mol

Fe2O3
0,05(mol)

Vậy m = 0,05 ×160 = 8 (gam).
14

Ví dụ 2: Cho 9,12 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 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 FeCl2 và m gam FeCl3. Tính giá trị của m?
Phân tích đề:
Sơ đồ FeO, Fe2O3, Fe3O4

FeCl2 + FeCl3 + H2O

Nhận xét: Fe3O4 có thể coi là hỗn hợp của 2 oxit FeO, Fe2O3
Giải quyết
đổi
hỗn
hợp thành FeO và Fe2O3
a molđề: Quy
 FeCl
 FeO vấn
2 a mol
HCl
+ 160b =→
9,12 
72a
Fe2 O3 b mol
 FeCl3 2b mol
⇒ b = 0,03
7,62

a = 127 = 0,06

m FeCl3 = 162,5 × 2 × 0,03 = 9,75 gam.

5. Dạng 5: Sắt và hỗn hợp oxit sắt phản ứng với axit thường (HCl, H2SO4 loãng...)
Ví dụ: Cho 20 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe 3O4, 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 được m gam chất rắn. Tính giá trị của m?
Phân tích đề:
Sơ đồ

 Fe
H2 ↑
 FeO


 Fe(OH ) 2 ↓ nungtrongkk
HCl
NaOH

→  FeCl2 
→
→ Fe2O3

Fe
O
Fe
(
OH
)
↓

2
3


 FeCl
3

3

 Fe3O4

+ Ta coi H+ của axit vừa nhận electron để thành H2 và phản ứng với O2- của oxit
+ Toàn bộ lượng Fe ban đầu và trong oxit cuối cùng chuyển về Fe2O3
+ Từ tổng số mol H+ và số mol H2 ta có thể tính được số mol O2- trong oxit từ đó tính
được lượng Fe có trong oxit.
Giải quyết vấn đề: 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)

15


Từ (1) ta có

nH + = 0,3mol

(với 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
Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: mFe + mO =7,68
Nên mFe = 20 – 0,2×16 =16,8 (gam)
Ta lại có

2Fe


→

→

nFe = 0,3 mol

Fe2O3. Vậy m = 160 × 0,03/2 = 24 gam.

III. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 1: Hòa tan hoàn toàn 20,88 gam một oxit sắt bằng dung dịch H 2SO4 đặc, nóng thu
được dung dịch X và 3,248 lít khí SO 2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Cô cạn dung
dịch X, thu được m gam muối sunfat khan. Giá trị của m là
A. 52,2.

B. 48,4.

C. 54,0.

D. 58,0.

Câu 2: Nung x gam Fe trong không khí thu được 104,8 gam hỗn hợp rắn A gồm Fe,
FeO, Fe2O3, Fe3O4. Hòa tan A trong dung dịch HNO3 dư, thu được dung dịch B và
12,096 lít hỗn hợp khí NO và NO2 (đktc) có tỉ khối đối với He là 10,167. Giá trị của x là
A. 74,8

B. 87,4.

C. 47,8.

D. 78,4.

Câu 3: Cho 45,44 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 phản ứng hết với dung
dịch HNO3 loãng dư thu được V lít khí NO (duy nhất ở đktc) và dung dịch X. Cô cạn
dung dịch X thu được 154,88 gam muối khan. Giá trị của V là
A. 4,48.

B. 8,96.

C. 5,376.

D. 11,2.

Câu 4: Đốt 24 gam hỗn hợp X gồm Fe và Cu trong không khí thu được m gam hỗn hợp
chất rắn Y gồm Fe, Cu, CuO, Fe 3O4. Cho hỗn hợp Y vào dd H2SO4 đặc, nóng, dư thu
được 6,72 lít SO2 (đktc) và dung dịch có chứa 72 gam muối sunfat. Xác định m?
A. 25,6

B. 28,8

C. 27,2

D. 26,4

Câu 5: Nung 8,4 gam Fe trong không khí, sau phản ứng thu được m gam chất rắn X
gồm Fe, Fe2O3, Fe3O4, FeO. Hòa tan m gam hỗn hợp X vào dung dịch HNO 3 dư thu
được 2,24 lít khí NO2 (đktc) là sản phẩm khử duy nhất. Giá trị của m là
A. 11,2 gam.

B. 10,2 gam.

C. 7,2 gam.

D. 6,9 gam.

Câu 6: Hoà tan hoàn toàn 34,8 gam một oxit sắt dạng FexOy trong dung dịch H2SO4 đặc,
nóng. Sau phản ứng thu được 1,68 lít khí SO 2 (sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc). Oxit
FexOy là
A. FeO.

B. FeO hoặc Fe3O4.

C. Fe3O4.

D. Không xác định được.
16


Câu 7: Cho 13,92 gam hỗn hợp X gồm Cu và một oxit sắt vào dung dịch HNO 3 loãng

dư thu được 2,688 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc). Cô cạn dung dịch sau
phản ứng thu được 42,72 gam muối khan. Công thức của oxit sắt là
A. FeO.

B. Fe3O4.

C. Fe2O3.

D. Không xác định được.

Câu 8: Để m gam phoi bào sắt X ngoài không khí, sau một thời gian thu được hỗn hợp
Y có khối lượng 12 gam gồm Fe, FeO, Fe 3O4 và Fe2O3. Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp Y
trong dung dịch HNO3 thấy thoát ra 2,24 lít khí NO duy nhất (đktc). Giá trị của m là
A. 11,8.

B. 10,08.

C.9,8.

D. 8,8.

Câu 9: Cho 17,04 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 phản ứng hết với dung
dịch HNO3 loãng dư thu được 2,016 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. 53,25.

B. 51,9.

C. 73,635.

D. 58,08.

Câu 10: Cho khí CO đi qua ống sứ đựng 0,45 mol hỗn hợp A gồm Fe 2O3 và FeO nung
nóng sau một thời gian thu được 51,6 gam chất rắn B. Dẫn khí đi ra khỏi ống sứ vào
dung dịch Ba(OH)2 dư thu được 88,65 gam kết tủa. Cho B tác dụng hết với dung dịch
HNO3 dư thu được V lít NO (đktc, sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của V là:
A. 7,84 lít

B. 8,40 lít

C. 3,36 lít

D. 6,72 lít

Câu 11: Cho khí CO đi qua ống sứ đựng 37,12 gam Fe3O4 nung nóng thu được hỗn hợp
rắn X. Khí đi ra khỏi ống sứ được hấp thụ hết vào dung dịch Ba(OH) 2 dư thu được
43,34 gam kết tủa. Hòa tan hết lượng hỗn hợp X trong dung dịch H 2SO4 đặc nóng, dư
thấy bay ra V lít SO2 (đktc). Giá trị của V là:
A. 3,584

B. 4,48

C. 6,72

D. 3,36

Câu 12: Cho khí CO đi qua ống chứa m gam oxit Fe 2O3 đốt nóng thu được 6,69 gam
hỗn hợp X (gồm 4 chất rắn), hỗn hợp X hoà vào HNO 3 dư được 2,24 lít khí Y gồm NO
và NO2, tỉ khối của Y đối với H2 bằng 21,8. Giá trị của m là
A. 10,2 g

B. 9,6 g

C. 8,0 g

D. 7,73 g

Câu 13: Hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3 và Fe3O4. Cho khí CO qua m gam X nung nóng,
sau một thời gian thu được hỗn hợp chất rắn Y và hỗn hợp khí Z. Cho toàn bộ Z vào dd
Ca(OH)2 dư, đến phản ứng hoàn toàn, thu được 4 gam kết tủa. Mặt khác, hòa tan hoàn
toàn Y trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng (dư), thu được 1,008 lít khí SO 2 (đktc, sản
phẩm khử duy nhất) và dung dịch chứa 18 gam muối. Giá trị của m là
17


A. 7,12.

B. 6,80.

C. 5,68.

D. 13,52.

Câu 14: Cho một luồng khí CO đi qua ống đựng m gam Fe 2O3 nung nóng. Sau một thời
gian thu được 44,46g hỗn hợp X gồm Fe, Fe 2O3 dư. Cho X tác dụng hết với dd HNO 3
loãng thu được 3,136 lít NO (đktc) là sản phẩm khử duy nhất. Giá trị của m là
A. 45

B. 47

C. 47,82

D. 47,46

Câu 15. Nung m gam bột sắt trong oxi, thu được 3 gam hỗn hợp chất rắn X. Hòa tan hết
hỗn hợp X trong dung dịch HNO3 (dư), thoát ra 1,68 lít (đktc) NO 2 (là sản phẩm khử
duy nhất). Giá trị của m là
A. 2,52 gam.

B. 2,22 gam.

C. 2,62 gam.

D. 2,32 gam.

Câu 16: Chia 156,8 gam hỗn hợp L gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 thành hai phần bằng nhau.
Cho phần thứ nhất tác dụng hết với dung dịch HCl dư được 155,4 gam muối khan. Phần
thứ hai tác dụng vừa đủ với dung dịch M là hỗn hợp HCl, H 2SO4 loãng thu được 167,9
gam muối khan. Số mol của HCl trong dung dịch M là
A. 1,75 mol

B. 1,50 mol

C. 1,80 mol

D. 1,00 mol

Câu 17: Dẫn luồng khí CO ði qua hỗn hợp gồm CuO và Fe 2O3 nung nóng, sau một thời
gian thu ðýợc chất rắn X và khí Y. Cho Y hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ba(OH) 2 dý,
thu ðýợc 29,55 gam kết tủa. Chất rắn X phản ứng với dung dịch HNO3 dý thu ðýợc V lít

khí NO (sản phẩm khử duy nhất ở ðktc). Giá trị của V là
A. 2,24

B. 4,48

C. 6,72

D. 3,36

Câu 18: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,2 mol Fe và 0,2 mol Fe 2O3 vào dung dịch
axit H2SO4 loãng (dư), thu được 2,24 lít khí (đktc) và dung dịch Y. Cho lượng dư dung
dịch NaOH vào dung dịch Y, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam kết
tủa. Giá trị nhỏ nhất của m là
A. 54,0.

B. 59,1.

C. 60,8.

D. 57,4.

Câu 19. Để m gam phôi bào sắt ngoài không khí, sau một thời gian thu được hỗn hợp X
gồm 4 chất có khối lượng là 20 gam. Hòa tan hết X trong 500 ml dung dịch HCl nồng
độ a mol/l thấy thoát ra 2,24 lít (đktc) H2 và dung dịch Y (không có HCl dư). Cho tiếp
dung dịch HNO3 tới dư vào dung dịch Y thu được dung dịch Z (chứa FeCl3, Fe(NO3)3 và
HNO3 dư) và 2,24 lít (đktc) NO duy nhất. Giá trị của m và a lần lượt là
A. 15,68 và 0,4.

B. 15,68 và 1,48.

C. 16,8 và 0,4.

D. 16,8 và 1,2.

18


Câu 20: Oxi hóa a gam Fe ngoài không khí một thời gian thu được b gam hỗn hợp rắn
X gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4. Hòa tan hoàn toàn X bằng HNO3 đặc nóng dư thu được V
lít NO2 (sản phẩm khử duy nhất) ở đktc. Biểu thức liên hệ giữa a, b và V là
A. 6a = 5V

B. 13a = 7b + 5V

C. 10a = 7b + 56V

D. 20a = 14b + 5V

Đáp án:
Câu

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Đáp án D

D

C

C

A

C

A

B

D

A

Câu

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

Đáp án C

D

A

C

A

C

A

D

D

D

C. KẾT QUẢ TRIỂN KHAI CHUYÊN ĐỀ TẠI ĐƠN VỊ TRƯỜNG
- Chuyên đề đã được áp dụng giảng dạy cho học sinh lớp 12 ôn thi THPT Quốc gia
năm học 2016-2017 và góp phần nâng cao chất lượng ôn thi THPT của học sinh trong
nhà trường, cụ thể:
+ Năm 2015-2016: điểm trung bình thi THPT Quốc gia xếp thứ 15/39 trường
THPT trong tỉnh; TBM Hóa học là 5,8 xếp thứ 17/39.
+ Năm học 2016-2017: điểm trung bình thi THPT Quốc gia xếp thứ 11/39 trường
THPT trong tỉnh; TBM Hóa học là 6,15 xếp thứ 12/39.
- Chuyên đề đã được trình bày và thảo luận trước nhóm Hóa học vào tháng 1
năm học 2017-2018 và được tiếp tục triển khai trong năm học.

D. PHẦN KẾT LUẬN
- Sau khi học xong chuyên đề Phân loại và phương pháp giải nhanh bài tập về sắt và
các oxit sắt, học sinh dễ dàng tiếp cận với đề bài và hoàn thành tốt bài tập về sắt và hợp
chất.
- Học sinh hoàn thành bài kiểm tra nhanh hơn, chính xác hơn do đó điểm kiểm tra, điểm
thi THPT Quốc gia cao hơn trước đó.

19


- Học sinh yêu thích môn học hơn, đề nghị giáo viên xây dựng nhiều chuyên đề tương
tự để giúp học sinh làm tốt các dạng bài khác trong chương trình THPT cũng như trong
đề thi THPT quốc gia.

Bình Xuyên, tháng 5 năm 2017
Người viết chuyên đề

Phạm Văn Hoạt

20