Giải Hóa học 9 Bài 19: Sắt

Đỗ Hương Ly Ngày: 12-05-2022 Lớp 9

2.1 K

Tailieumoi.vn giới thiệu Giải bài tập Hóa học 9 Bài 19: Sắt chính xác, chi tiết nhất giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Sắt lớp 9.

Giải bài tập Hóa học lớp 9 Bài 19: Sắt

Câu hỏi và bài tập (trang 60 sgk Hóa học lớp 9)

Bài 1 trang 60 sgk hoá học 9: Sắt có những tính chất hoá học nào ? Viết các phương trình hoá học minh hoạ.

Phương pháp giải:

Dựa vào kiến thức đã học trang 59-60 sgk 9 để liệt kê các tính chất hóa học của Fe

Lời giải:

1. Tác dụng với phi kim

a) Tác dụng với oxi.

3Fe + 2O₂ $\overset{t^{0}}{\to}$ Fe₃O₄ (oxit sắt từ, sắt có hóa trị II và III)

b) Tác dụng với phi kim khác.

2Fe + 3Cl₂ $\overset{t^{0}}{\to}$ 2FeCl₃

Lưu ý: Fe tác dụng với clo chỉ cho Fe(III) clorua (không cho Fe(II) clorua)

2. Tác dụng với dung dịch axit:

Sắt tác dụng với HCl, H₂SO₄ loãng tạo thành muối sắt (II) và giải phóng H₂.

Fe + 2HCl → FeCl₂, + H₂↑

Chú ý:

+ Fe tác dụng với dung dịch HCl chỉ cho Fe(II) clorua (không cho Fe(III) clorua)

+ Sắt không tác dụng với HNO₃, H₂S0₄đặc, nguội.

3. Tác dụng với dung dịch muối của kim loại yếu hơn sắt.

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu↓

Bài 2 trang 60 sgk hoá học 9: Từ sắt và các hoá chất cần thiết, hãy viết các phương trình hoá học để thu được các oxit riêng biệt:

Fe₃O₄ , Fe₂O₃ và ghi rõ điều kiện phản ứng, nếu có.

Lời giải:

Phương trình hóa học điều chế Fe₃0₄từ Fe và O₂

a) 3Fe + 2O₂ $\overset{t^{0}}{\to}$ Fe₃0₄

Phương trình hóa học điều chế Fe₂0₃từ Fe, Cl₂và NaOH

2Fe + 3Cl₂ $\overset{t^{0}}{\to}$ 2FeCl₃

FeCl₃ + 3NaOH → 3NaCl + Fe(OH)₃↓

2Fe(OH)₃ $\overset{t^{0}}{\to}$ Fe₂O₃ + 3H₂O

Bài 3 trang 60 sgk hoá học 9: Có bột kim loại sắt lẫn tạp chất nhôm. Hãy nêu phương pháp làm sạch sắt.

Phương pháp giải:

Cách 1: Có thể dùng nam châm hút sắt => tách riêng lấy Fe

Cách 2: có thể dùng dung dịch NaOH tác dụng với hỗn hợp Al, Fe. Khi đó chỉ có Al phản ứng, Fe không phản ứng, còn lại chất rắn sau phản ứng => lọc bỏ dung dịch ta thu được Fe tinh khiết.

Lời giải:

+ Cách 1: Có thể dùng nam châm hút sắt => tách riêng lấy Fe

+ Cách 2: Bột sắt kim loại có lẫn tạp chất là nhôm. Phương pháp làm sạch sắt là hòa tan trong dung dịch NaOH dư, Al sẽ tan và còn lại là Fe nguyên chất

2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂↑

Lọc bỏ dung dịch, chất rắn thu được là Fe.

Bài 4 trang 60 sgk hoá học 9: Sắt tác dụng được với chất nào sau đây ?

a) Dung dịch muối Cu(NO₃)₂ ;

b) H₂SO₄ đặc, nguội;

c) Khí Cl₂ ;

d) Dung dịch ZnSO₄.

Viết các phương trình hoá học và ghi điều kiện, nếu có.

Phương pháp giải:

Chú ý: Fe thụ động với H₂SO₄ đặc, nguội;

Lời giải:

Sắt không tác dụng với: H₂SO₄ đặc, nguội và dung dịch ZnSO₄.

Sắt tác dụng với dung dịch Cu(N0₃)₂ và khí Cl₂.

Phương trình hóa học:

$F e + C u (N O_{3})_{2} ⟶ F e (N O_{3})_{2} + C u$

$2 F e + 3 C l_{2} \overset{t^{o}}{\to} 2 F e C l_{3}$

Bài 5 trang 60 sgk hoá học 9: Ngâm bột sắt dư trong 10 ml dung dịch đồng sunfat 1M. Sau khi phản ứng kết thúc, lọc được chất rắn A và dung dịch B.

a) Cho A tác dụng với dung dịch HCl dư. Tính khối lượng chất rắn còn lại sau phản ứng.

b) Tính thể tích dung dịch NaOH 1M vừa đủ để kết tủa hoàn toàn dung dịch B.

Phương pháp giải:

Tính số mol CuS0₄ = ?

Viết PTHH: Fe + CuS0₄ → FeS0₄ + Cu↓ (1)

Chất rắn A gồm Cu và Fe dư. Cho tác dụng với HCl dư thì chỉ còn lại chất rắn là Cu

Dựa vào PTHH (1) tính được mol Cu từ mol CuS0₄=> mrắn = mCu = ?

b) PTHH: FeSO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + Fe(OH)₂

Tính được số mol FeSO₄từ PTHH (1)

Dựa vào PTHH ( 2) tính được số mol của NaOH theo số mol của FeSO₄

Lời giải:

Số mol đồng sunfat = 1.0,01 = 0,01 mol

Phương trình hóa học giữa sắt dư với đồng sunfat:

Fe + CuS0₄ → FeS0₄ + Cu (1)

Phản ứng: 0,01 0,01 → 0,01 0,01 (mol)

a) Chắt rắn A gồm: Cu và Fe dư

Phương trình hóa học của phản ứng giữa A với dd HCl dư:

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂ (2)

Chất rắn còn lại sau phản ứng (2) là Cu

Lượng chất rắn còn lại sau phản ứng (2) là 0,01.64 = 0,64 gam

b) Dung dịch B chứa FeSO₄

Phương trình hóa học của phản ứng giữa dd B với dd NaOH 1M:

FeSO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + Fe(OH)₂(3)

Theo phương trình : số mol NaOH phản ứng = 0,02 mol

^{Thể tích dung dịch NaOH 1M} = $\frac{n}{C_{M}}$ = $\frac{0, 02}{1}$ = 0,02 lit=20ml

Lý thuyết Bài 19: Sắt

I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ:

- Sắt là kim loại, màu trắng xám, có tính dẻo, ánh kim, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt nhưng kém nhôm

- Sắt có tính nhiễm từ (bị nam châm hút)

- Sắt là kim loại nặng, khối lượng riêng 7,86g/cm³, nóng chảy ở nhiệt độ 1539⁰C

II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC:

Sắt là kim loại có hai hóa trị là II và III.

1. Tác dụng với phi kim

a) Tác dụng với oxi.

3Fe + 2O₂ Fe₃O₄ (oxit sắt từ, là oxit hỗn hợp: FeO.Fe₂O₃)

b) Tác dụng với phi kim khác.

- Tác dụng với Cl₂ tạo muối sắt (III): 2Fe + 3Cl₂ 2FeCl₃

- Tác dụng với S tạo muối sắt (II): Fe + S FeS

Ngoài oxi và lưu huỳnh, sắt có thể tác dụng được với nhiều phi kim khác như Cl₂, Br₂,… tạo thành muối

2. Tác dụng với dung dịch axit

- Sắt tác dụng với HCl, H₂SO₄ loãng tạo thành muối sắt (II) và giải phóng H₂.

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

Fe bị thụ động hóa trong axit HNO₃ đặc nguội và axit H₂SO₄ đặc nguội do tạo ra lớp oxit bảo vệ, ngăn cản kim loại tác dụng với axit

- Sắt tác dụng với HNO₃ đặc nóng, H₂SO₄ đặc nóng tạo thành muối sắt III, không giải phóng H₂

Fe + H₂SO_{4 đặc} Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

Fe + 6HNO_{3 đặc} Fe(NO₃)₃ + 3NO₂ + H₂O

3. Tác dụng với dung dịch muối

- Sắt tác dụng với dung dịch muối của những kim loại kém hoạt động hơn, tạo thành dung dịch muối sắt và giải phóng kim loại trong muối

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

Sơ đồ tư duy: Sắt

Phương pháp giải một số dạng bài tập về sắt và hợp chất của sắt có đáp án và lời giải chi tiết

Dạng 1: Lý thuyết về kim loại sắt

Ví dụ 1: Để chuyển FeCl₃ thành Fe(OH)₃, người ta dùng dung dịch:

A. HCl

B. H₂SO₄

C. NaOH

D. AgNO₃

Hướng dẫn giải chi tiết:

Từ muối tạo thành bazo ta cần cho muối tác dụng với bazo tan để tạo thành muối mới và bazo mới hoặc cho tác dụng với muối mà sản phẩm muối mới kém bền chuyển thành hidroxit

FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃ + 3NaCl

Đáp án C

Ví dụ 2: Thí nghiệm tạo ra muối sắt (III) sunfat là

A. Sắt phản ứng với dung dịch H₂SO₄ đặc nóng.

B. Sắt phản ứng với dung dịch H₂SO₄ loãng.

C. Sắt phản ứng với dung dịch CuSO₄.

D. Sắt phản ứng với dung dịch Al₂(SO₄)₃.

Hướng dẫn giải chi tiết:

A. Fe + H₂SO_{4 đặc} $\overset{t^{o}}{\to}$ Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

B. Fe + H₂SO₄→ FeSO₄+ H₂

C. Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

D. Fe không phản ứng với dung dịch Al₂(SO₄)₃.

Đáp án A

Ví dụ 3: Ngâm một cây đinh sắt sạch vào dung dịch bạc nitrat. Hiện tượng xảy ra là

A. sắt bị hòa tan một phần, bạc được giải phóng.

B. bạc được giải phóng nhưng sắt không biến đổi.

C. không có chất nào sinh ra, chỉ có sắt bị hòa tan.

D. không xảy ra hiện tượng gì.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Ngâm một cây đinh sắt sạch vào dung dịch bạc nitrat xảy ra phản ứng:

Fe + 2AgNO₃ → Fe(NO₃)₂ + 2Ag↓

=> Hiện tượng xảy ra là: sắt bị hòa tan một phần, bạc được giải phóng.

Đáp án A

Ví dụ 4: Kim loại Fe không phản ứng với chất nào sau đây trong dung dịch?

A. FeCl₃

B. CuSO₄

C. AgNO₃

D. MgCl₂

Dạng 2: Một số bài tập tính toán điển hình

Ví dụ 1: Hoà tan 16,8g kim loại hoá trị II vào dung dịch HCl dư, sau phản ứng thu được 6,72 lít khí H₂ (đktc). Kim loại đem hoà tan là:

Hướng dẫn giải chi tiết:

Gọi A là kim loại cần tìm

A + 2HCl → ACl₂ + H₂

n_H2= V_H2 : 22,4 = 6,72 : 22,4 = 0,3 mol

từ pthh ta có n_A = n_H2= 0,3 mol

=> M_A= m_A: n_A= 16,8 : 0,3 = 56g/mol => A là sắt

Ví dụ 2: Nhúng một thanh sắt vào dung dịch CuSO₄, sau một thời gian thấy khối lượng chất rắn tăng 1,6 gam. Số mol CuSO₄ đã tham gia phản ứng là:

Hướng dẫn giải chi tiết:

Gọi số mol của CuSO₄ phản ứng là x (mol)

PTPƯ: Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu↓

x ← x → x (mol)

Khối lượng tăng: m_tăng = m_Cu - m_Fe

=> 1,6 = 64x – 56x

=> 1,6 = 8x

=> x = 0,2 (mol)

Ví dụ 3: Cần 10,752 lít CO để khử hoàn toàn 27,84 gam oxit sắt thu được sắt và khí cacbonic. Công thức của oxit sắt là

Hướng dẫn giải chi tiết:

nCO = 0,48 mol

yCO + Fe_xO_y → xFe + yCO₂.

0,48 → 0,48/y

M_FexOy= 58y = 56x + 16y ⟹

\frac{x}{y} = \frac{3}{4}

⟹ Fe₃O₄.

Ví dụ 4: Nung hỗn hợp chứa FeCO₃ và Fe_xO_y cần dùng 1,12 lít O₂ (đktc) thu được 16 gam Fe₂O₃ và khí CO₂. Hấp thụ toàn bộ lượng khí CO₂ bằng dung dịch Ca(OH)₂ thấy khối lượng bình tăng 6,6 gam. Công thức của oxit sắt là

Hướng dẫn giải chi tiết:

n_Fe2O3 = 0,1, n_O2 = 0,05 mol

Khối lượng bình tăng là khối lượng CO₂ ⟹ m_CO2 = 6,6 gam, n_CO2 = 0,15 mol

FeCO₃ → FeO + CO₂.

0,15 0,15 ← 0,15

2FeO + 0,5O₂ → Fe₂O₃. (1)

0,15 →0,0375 0,075

2Fe_xO_y + (3x – 2y)/2 O₂ → xFe₂O₃. (2)

0,025.(3x – 2y)/2x ← 0,1 – 0,075 = 0,025

Từ (2) n_O2 = 0,05 – 0,0375

= $0, 0125 = \frac{0, 025. (3 x - 2 y)}{2 x}$ ⟹ $\frac{x}{y} = \frac{1}{1}$ ⟹ FeO