Tailieumoi.vn giới thiệu Giải sách bài tập Hoá học lớp 12 Bài 31: Sắt chi tiết giúp học sinh xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập trong SBT Hoá học 12. Mời các bạn đón xem:

Bài giảng Hóa học 12 Bài 31: Sắt

Giải SBT Hoá học 12 Bài 31: Sắt

Bài 31.1 trang 71 SBT Hoá học 12: Fe có số hiệu nguyên tử là 26. Ion Fe³⁺ có cấu hình electron là

A. [Ar]3d⁶4s².                 B. [Ar]3d⁶.

C. [Ar]3d³4s²                  D. [Ar]3d⁵.

Phương pháp giải:

Viết cấu hình electron của Fe

Từ đó suy ra cấu hình electron của Fe³⁺

Lời giải:

Fe (z = 26): [Ar]3d⁶4s²

$\to$ Fe³⁺: [Ar]3d⁵

$\to$ Chọn D.

Bài 31.2 trang 71 SBT Hoá học 12: Fe có thể tác dụng hết với dung dịch chất nào sau đây ?

A. AlCl₃.                    B. FeCl₃.

C. FeCl₂.                   D. MgCl₂.

Phương pháp giải:

Áp dụng tính chất của Fe

Lời giải:

Fe + 2FeCl₃ $\to$ 3FeCl₂

$\to$ Chọn B.

Bài 31.3 trang 71 SBT Hoá học 12: Cho 1,4 g kim loại X tác dụng với dung dịch HCl thu được dung dịch muối trong đó kim loại có số oxi hoá +2 và 0,56 lít H₂ (đktc). Kim loại X là

A. Mg.                                   B. Zn.

C. Fe.                                    D. Ni.

Phương pháp giải:

Viết phương trình phản ứng

Tính số mol của kim loại X theo H₂

Suy ra nguyên tử khối của X và kết luận.

Lời giải:

X + 2HCl $\to$ XCl₂ + H₂

$n_{H_2}={\displaystyle \frac{0,56}{22,4}}=0,025mol$

Theo phương trình, $n_X=n_{H_2}=0,025mol$

$\to M_X={\displaystyle \frac{1,4}{0,025}}=56$

$\to$ X là Fe

$\to$ Chọn C.

Bài 31.4 trang 71 SBT Hoá học 12: Cho m gam Fe tác dụng với dung dịch HNO₃ loãng, dư thu được 0,448 lít khí NO duy nhất (đktc). Giá trị của m là

A. 11,2.                              B. 1,12.

C. 0,56.                              D. 5,60.

Phương pháp giải:

Áp dụng bảo toàn electron tìm số mol của Fe

Tính khối lượng của Fe

Lời giải:

Fe $\to$ Fe³⁺                  N⁺⁵ + 3e $\to$ N⁺²

Áp dụng bảo toàn electron: 3.n_Fe = 3n_NO

$\to$ n_Fe = n_NO = 0,02 mol

$\to$ m = 0,02.56 = 1,12 gam

$\to$ Chọn B.

Bài 31.5 trang 71 SBT Hoá học 12: Cho 8 g hỗn hợp bột kim loại Mg và Fe tác dụng hết với dung dịch HCl thấy thoát ra 5,6 lít H₂ (đktc). Khối lượng muối tạo ra trong dung dịch là

A. 22,25 g.                       B. 22,75 g.

C. 24,45 g.                       D. 25,75 g.

Phương pháp giải:

Ta thấy số mol nguyên tử H trong H₂ = số mol Cl^- tạo muối

Áp dụng bảo toàn khối lượng: m_muối = m_KL + m_{gốc axit}

Lời giải:

$n_{H_2}=\frac{5,6}{22,4}=0,25\left(mol\right)\Rightarrow n_H=0,5mol$

Khi có 0,5 mol nguyên tử H thoát ra thì cũng có 0,5 mol ion Cl^- tạo muối.

m_muối = m_{kim loại} + m_{gốc axit}

m_muối = 8 + 35,5. 0,5 = 25,75 (g)

$\to$ Chọn D.

Bài 31.6 trang 71 SBT Hoá học 12: Cho m gam hỗn hợp Al và Fe phản ứng hoàn toàn với dung dịch HNO₃ loãng thu được 2,24 lít NO duy nhất (đktc). Mặt khác cho m gam hỗn hợp này phản ứng với dung dịch HCl thu được 2,80 lít H₂ (đktc). Giá trị của m là

A. 8,30.                         B. 4,15.                  

C. 4,50.                         D. 6,95.

Phương pháp giải:

Gọi số mol Al và Fe lần lượt là x và y mol

Lập phương trình số mol NO

Lập phương trình số mol H₂

Giải hệ phương trình, tìm được số mol Al và Fe

Từ đó tính được khối lượng hỗn hợp kim loại

Lời giải:

$\begin{array}{rl}& \overline{M}+4HN{O}_3\to \overline{M}{\left(N{O}_3\right)}_3+NO+2H_{2}O\\ & 0,10,1\left(mol\right)\\ & 2Al+6HCl\to 2AlC{l}_3+3H_2\\ & x\frac{3x}{2}\left(mol\right)\\ & Fe+2HCl\to FeC{l}_2+H_2\\ & yy\left(mol\right)\\ & x+y=0,1\Rightarrow 3x+3y=0,3\left(1\right)\\ & \frac{3x}{2}+y=\frac{2,8}{22,4}\Rightarrow 3x+2y=0,25\left(2\right)\end{array}$

Từ (1) và (2) ⟹ y = 0,05; x = 0,05

m = 27. 0,05 + 56. 0,05 = 4,15 (g)

$\to$ Chọn B.

Bài 31.7 trang 72 SBT Hoá học 12: Phát biểu nào dưới đây không đúng ?

A. Fe là kim loại chuyển tiếp, thuộc chu kì 4, nhóm VIIIB, ô số 26 trong bảng tuần hoàn.

B. Fe là nguyên tố d, cấu hình electron là [Ar]3d⁶4s².

C. Khi tạo ra các ion sắt, nguyên tử Fe nhường electron ở phân lớp 3d trước phân lớp 4s.

D. Tương tự nguyên tố Cr, nguyên tử Fe khi tham gia phản ứng không chỉ nhường electron ở phân lớp 4s mà còn có thể nhường thêm electron ở phân lớp 3d.

Phương pháp giải:

Dựa vào lí thuyết về sắt và một số kim loại quan trọng

Lời giải:

Nguyên tắc khi tạo ra các ion dương là các nguyên tử nhường electron từ lớp ngoài cùng.

Vậy khi tạo ra các ion sắt, nguyên tử sắt nhường electron ở phân lớp 4s trước 3d

$\to$ Chọn C.

Bài 31.8 trang 72 SBT Hoá học 12: Cấu hình electron nào dưới đây viết đúng ?

A.₂₆Fe : [Ar]4s²3d⁶.   

B. ₂₆Fe²⁺ : [Ar]4s²3d⁴

C. ₂₆Fe²⁺ : [Ar]3d⁴4s².

D.₂₆Fe³⁺ : [Ar]3d⁵.

Phương pháp giải:

Dựa vào lý thuyết về sắt và các kim loại quan trọng

Lời giải:

Đáp án A và B sai thứ tự phân lớp 4s và 3d

Đáp án C sai do nguyên tử sắt nhường electron ở phân lớp 4s trước 3d

$\to$ Chọn D.

Bài 31.9 trang 72 SBT Hoá học 12: Nhận định nào dưới đây không đúng ?

Bài 31.11 trang 73 SBT Hoá học 12: Phương trình hoá học nào dưới đây viết sai ?

$\begin{array}{rl}& A.3Fe+2O_2\stackrel{t^0}{⟶}F{e}_3{O}_4\\ & B.2Fe+3C{l}_2\to 2FeC{l}_3\\ & C.Fe+2S\stackrel{t^0}{⟶}Fe{S}_2\\ & D.3Fe+4H_{2}O\stackrel{<{570}^{0}C}{⟶}F{e}_3{O}_4+4H_2\end{array}$

Phương pháp giải:

Dựa vào lý thuyết về sắt và các kim loại quan trọng.

Lời giải:

$F\text{e}+S\stackrel{t^0}{\to }F\text{eS}$

$\to$ Chọn C.

Bài 31.12 trang 73 SBT Hoá học 12: Nhận định nào dưới đây không đúng ?

A. Fe khử dễ dàng H⁺ trong dung dịch HCl, H₂SO₄ loãng thành H₂, Fe bị oxi hoá thành Fe²⁺.

B. Fe bị oxi hoá bởi HNO3, H₂S0₄ đặc nóng thành Fe³⁺.

C.  Fe không tác dụng với HNO3 và H₂S0₄ đặc, nguội

D. Fe khử được những ion kim loại đứng trước nó trong dãy điện hoá.

Phương pháp giải:

Dựa vào lí thuyết về sắt và các kim loại quan trọng

Lời giải:

Fe oxi hóa được những ion kim loại đứng trước nó trong dãy điện hóa

$\to$ Chọn D.

Bài 31.13 trang 73 SBT Hoá học 12: Fe tác dụng được với dung dịch muối FeCl₃ theo phản ứng :Fe + 2FeCl₃→ 3FeCl₂ là do:

Bài 31.14 trang 73 SBT Hoá học 12: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm Fe và Mg bằng một lượng vừa đủ dung dịch HCl 20% thu được dung dịch Y. Nồng độ của FeCl₂ trong dung dịch Y là 15,76%. Nồng độ phần trăm của MgCl₂ trong dung dịch Y là

A. 24,24%          B. 28,21%

C. 15,76%          D. 11,79%

Phương pháp giải:

Đặt số mol của Fe và Mg lần lượt là x và y, suy ra số mol HCl phản ứng

Tính khối lượng dung dịch sau phản ứng theo x, y

Lập biểu thức tính nồng độ phần trăm của FeCl₂, từ đó suy ra mối quan hệ của x và y

Tính nồng độ phần trăm của MgCl₂

Lời giải:

Đặt số mol Fe và Mg lần lượt là x, y ⟹ số mol HCl phản ứng là 2(x + y).

Khối lượng dung dịch sau phản ứng gồm: m_KL + m_{dung dịch HCl} – m_H2.

$\begin{array}{rl}& \iff m_{dd}=56x+24y+73\left(x+y\right).\frac{100}{20}-2\left(x+y\right)\\ & =419x+387y\left(gam\right)\end{array}$ 

Ta có:

$\begin{array}{rl}& C\mathrm{\%}\left(FeC{l}_2\right)=\frac{127x}{419x+387y}=15,76\\ & \iff x\approx y\\ & \Rightarrow C\mathrm{\%}\left(MgC{l}_2\right)=\frac{95y}{419x+387y}.100\\ & =\frac{95x}{419x+387x}.100=11,79\mathrm{\%}\end{array}$

$\to$ Chọn D.

Bài 31.15 trang 73 SBT Hoá học 12: Cho các chất sau : (1) Cl₂, (2) I₂, (3) HNO₃, (4) H₂SO₄ đặc nguội. Khi cho Fe tác dụng với chất nào trong số các chất trên đều tạo được hợp chất trong đó sắt có hóa trị (III) ?

A. (1), (2).         B. (1), (2), (3).                   

C. (1), (3).         D. (1), (3), (4).

Phương pháp giải:

Dựa vào tính chất hóa học của sắt.

Lời giải:

 $2F\mathrm{e}+3C{l}_2\to 2F\mathrm{e}C{l}_3$

 $F\mathrm{e}+I_2\to F\mathrm{e}{I}_2$

$Fe+4HN{O}_3\to F\mathrm{e}(N{O}_3{)}_3+NO+2H_{2}O$

Fe + H₂SO₄ đặc nguội $\to$ không phản ứng

$\to$ Chọn C.

Bài 31.16 trang 74 SBT Hoá học 12: Đốt một kim loại trong bình kín đựng khí clo thu được 32,5 g muối clorua và nhận thấy thể tích khí clo trong bình giảm 6,72 lít (đktc). Hãy xác định tên của kim loại đã dùng.

Phương pháp giải:

Gọi kim loại cần tìm là M, có hóa trị n

Viết phương trình phản ứng

Từ số mol khí Cl₂ giảm chính là số mol Cl₂ phản ứng, suy ra số mol kim loại M

Tìm được nguyên tử khối của kim loại M

Biện luận hóa trị của M, suy ra kim loại M

Lời giải:

Gọi kim loại là M, có hoá trị n.

2M + nCl₂ → 2MCl_n

Theo phương trình hoá học, cứ :

n mol Cl₂ thu được 2 mol muối

Vậy $\frac{6,72}{22,4}$ = 0,3 (mol) Cl₂ thu được  $\frac{32,5}{M+32,5n}$ muối

Do đó ta có : $n.\frac{32,5}{M+32,5n}=2.0,3\to M=\frac{56n}{3}$

Vì n là số nguyên, dương nên chỉ có n = 3 và M = 56 là hợp lí. Vậy kim loại đã dùng là Fe.

Bài 31.17 trang 74 SBT Hoá học 12: Sắt tác dụng như thế nào với dung dịch đặc và loãng của các axit HCl, H₂SO₄, HNO₃ ở nhiệt độ thường và nhiệt độ cao ? Viết phương trình hoá học của các phản ứng.

Phương pháp giải:

Dựa vào tính chất hóa học của sắt

Lời giải:

Fe + 2HCl(l) → FeCl₂ +  H₂

Fe + H₂SO₄(l) → FeSO₄ + H₂

2Fe + 6H₂SO₄(đ)$\stackrel{t^0}{⟶}$  Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 3H₂O

Fe + H₂SO₄ (đ, nguội) → không phản ứng

Fe+ 4HNO₃ (l) → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

Fe + HNO₃ (đ, nguội) → không phản ứng

Fe + HNO₃(đ)$\stackrel{t^0}{⟶}$ Fe(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O.

Bài 31.18 trang 74 SBT Hoá học 12: Đốt nóng một lượng bột sắt trong bình đựng khí O₂, sau đó để nguội và cho vào bình một lượng dư dung dịch HCl. Viết phương trình hoá học của các phản ứng có thể xảy ra

Phương pháp giải:

Dựa vào lý thuyết về sắt và hợp chất của sắt.

Đốt Fe trong khí O₂, sản phẩm có thể là FeO, Fe₃O₄, Fe₂O₃ và Fe (dư).

Cho dd HCl vào có các phản ứng:

FeO + 2HCl → FeCl₂ + H₂O

Fe + 2HCl(l) → FeCl₂ +  H₂

Fe₃O₄  + 8HCl → FeCl₂ + 2FeCl₃ + H₂O

Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₂ +  3H₂O

Fe + 2FeCl₃ → 3FeCl₂

Bài 31.19 trang 74 SBT Hoá học 12: Cho 3,04 g hỗn hợp bột kim loại sắt và đồng tác dụng hết với dung dịch HNO₃ loãng, thu được 0,896 lít khí NO duy nhất (đktc). Xác định thành phần phần trăm khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp.

Phương pháp giải:

Đặt x và y là số mol Fe và Cu trong hỗn hợp

Lập phương trình tổng khối lượng 2 kim loại trong hỗn hợp ban đầu

Lập phương trình số mol khí NO theo x, y

Giải hệ phương trình, suy ra số mol và khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu

Tính % khối lượng mỗi kim loại.

Lời giải:

Fe+ 4HNO₃ (l) → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O (1)

3Cu  + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O     (2)

Đặt x và y là số mol Fe và Cu trong hỗn hợp ta có hệ pt:

56x + 64y = 3,04

$x+\frac{2y}{3}=0,04$

→ x= 0,02 , y= 0,03

$\mathrm{\%}{m}_{Fe}=\frac{56.0,02}{3,04}.100=36,8\mathrm{\%}$

%m _Cu= 100 – 36,8= 63,2%.

Bài 31.20 trang 74 SBT Hoá học 12: Hoà tan 4 gam một đinh sắt đã bị gỉ trong dung dịch H₂SO₄ loãng, dư tách bỏ phần không tan được dung dịch A. Dung dịch A này phản ứng vừa hết với 100 ml dung dịch KMnO₄ 0,1M. Tính % tạp chất trong đinh sắt giả sử gỉ sắt không phản ứng với dung dịch axit.

Phương pháp giải:

Áp dụng bảo toàn electron để tìm số mol Fe phản ứng, suy ra khối lượng của Fe trong đinh sắt

Tìm được khối lượng của tạp chất, suy ra % tạp chất trong đinh sắt.

Lời giải:

Giả sử phần oxit không phản ứng, vậy chỉ có sắt nguyên chất phản ứng, thứ tự phản ứng như sau :

$Fe\stackrel{H_{2}S{O}_4(l)}{⟶}F{e}^{2+}$

phương trình cho - nhận e :

Fe²⁺→ Fe³⁺ + 1e           Mn⁷⁺O₄^- + 5e → Mn²⁺

Số  mol KMnO₄ là 0,01mol ⟹ n _Fe³⁺ = 0,05

⟹ n_Fe = n_Fe ²⁺ = n_Fe ³⁺ = 0,05 (mol)

⟹ n_Fe = 56.0,05 = 2,8 (gam) ⟹ m _{tạp chất} = 1,2 (gam)

⟹ % tạp chất =  $\frac{1,2}{4}.100\mathrm{\%}=30\mathrm{\%}$.

Bài 31.21 trang 74 SBT Hoá học 12: Cho Fe tác dụng với dung dịch HNO₃ thấy sinh ra hỗn hợp khí gồm 0,03 mol NO₂ và 0,02 mol NO. Xác định khối lượng Fe đã phản ứng.

Phương pháp giải:

Áp dụng bảo toàn electron tìm được số mol Fe

Từ đó tính được khối lượng Fe phản ứng

Lời giải:

Sử dụng phương trình cho - nhận e và áp dụng ĐLBTĐT, ta có :

Fe→ Fe³⁺ + 3e                                    

0,03 ←     0,09    

$\begin{array}{rl}& \stackrel{+5}{N}{O}_3^{-}+1\mathrm{e}\to N{O}_2\\ & 0,03\leftarrow 0,03\left(mol\right)\\ & \stackrel{+5}{N}{O}_3^{-}+3\mathrm{e}\to NO\\ & 0,06\leftarrow 0,02\left(mol\right)\end{array}$          

⟹  Khối lượng Fe phản ứng : m_Fe = 1,68 (g).