Với tóm tắt lý thuyết Hóa học lớp 12 Hợp chất của sắt hay, chi tiết cùng với 15 câu hỏi trắc nghiệm chọn lọc có đáp án giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Hóa học lớp 12.

Hóa học 12 Bài 32: Hợp chất của sắt

A. Lý thuyết Hợp chất của sắt

I. SẮT (II)

1. Oxit FeO

    - Là chất rắn, đen, không tan trong nước.

    - FeO tác dụng với dung dịch HNO₃ được muối sắt (III).

    - Phương trình ion rút gọn như sau:

3FeO + NO₃^- + 10H⁺ → 3Fe³⁺ + NO + 5H₂O

    Điều chế: dùng H hay CO khử sắt (III) oxit ở 500⁰C:

2. Hidroxit Fe(OH)₂

    Tác dụng với dung dịch kiềm tạo kết tủa màu trắng hơi xanh, rồi hóa nâu đỏ.

Fe²⁺ + 2OH^- → Fe(OH)₂↓ (trắng xanh)

    Chú ý: Muốn có Fe(OH)₂ tinh khiết phải điều chế trong điều kiện không có không khí.

3. Muối sắt (II)

    Muối sắt (II) dễ bị oxi hóa thành muối sắt (III) bởi các chất oxi hóa.

FeCl₂ + Cl₂ → 2FeCl₃

    Điều chế: cho Fe (hoặc FeO, Fe(OH)₂) tác dụng với HCl hoặc H₂SO₄ loãng:

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

FeO + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

    Chú ý: dung dịch muối sắt (II) điều chế được cần dùng ngay, vì trong không khí muối sắt (II) sẽ chuyển dần thành muối sắt (III).

II. SẮT (III)

1. Oxit Fe₂O₃

    - Sắt (III) oxit là bazơ nên dễ tan trong các dung dịch axit mạnh.

    Ở nhiệt độ cao, Fe₂O₃ bị CO khử hoặc H₂ khử thành Fe.

    Điều chế: phân hủy Fe(OH)₃ ở nhiệt độ cao.

2. Hidroxit Fe(OH)₃

    Fe(OH)₃ không tan trong nước nhưng dễ tan trong dung dịch axit.

2Fe(OH)₃ + 3H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 6H₂O

    Điều chế: cho dung dịch kiềm tác dụng với muối sắt (III).

FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃ + 3NaCl

3. Muối sắt (III)

    Các muối sắt (III) có tính oxi hóa, dễ bị khử thành muối sắt (II).

Fe + 2FeCl₃ → 3FeCl₂

    Bột đồng tan trong dung dịch muối sắt (III).

Cu + 2FeCl₃ (vàng nâu) → CuCl₂ + FeCl₂

    ⇒ Dung dịch CuCl₂ (màu xanh) và dung dịch FeCl₂ (không màu) nên dung dịch thu được có màu xanh.

B. Trắc nghiệm Hợp chất của sắt

Bài 1: Hòa tan hoàn toàn x mol CuFeS₂ bằng dung dịch HNO₃ đặc, nóng (dư) sinh ra y mol NO₂ (sảm phẩm khử duy nhất). Liên hệ đúng giữa x và y là:

A. y = 17x      B. x = 15y

C. x = 17y      D. y = 15x

Đáp án: A

x mol CuFeS₂ + HNO₃ đặc, nóng → y mol NO₂

Ta có các quá trình nhường, nhận electron:

CuFeS₂ → Cu⁺² + Fe⁺³ + 2S⁺⁶ + 17e

N⁺⁵ + 1e → N⁺⁴

Bảo toàn e ta có: 17x = y

Bài 2: Cho hỗn hợp gồm 2,8g Fe và 3,2g Cu vào dung dịch HNO₃ thu được dung dịch A, V lit khí NO₂ ở đktc (sản phẩm khử duy nhất) và còn dư 1,6g kim loại. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Khối lượng muối thu được khi cô cạn dung dịch A và giá trị của V là:

A. 10,6g và 2,24 lit.

B. 14,58g và 3,36 lit

C. 16.80g và 4,48 lit.

D. 13,7g và 3,36 lit

Đáp án: D

Dư 1,6g kim loại ⇒ m_{Cu dư} = 1,6g; ddA gồm: Fe(NO₃)₂; Cu(NO₃)₂

Bảo toàn electron → n_NO2 = 2n_Fe + 2n_{Cu pư} = 2. 0,05 + 2. 0,025 = 0,15 mol → V = 3,36 lit

m_muối = 0,05. 180 + 0,025. 188 = 13,7 gam.

Bài 3: Hòa tan hết 4 gam hỗn hợp A gồm Fe và 1 oxit sắt trong dung dịch axit HCl (dư) thu được dung dịch X. Sục khí Cl₂ cho đến dư vào X thu được dung dịch Y chứa 9,75 gam muối tan. Nếu cho 4 gam A tác dụng với dung dịch HNO3 loãng dư thì thu được V lít NO (sản phẩm khử duy nhất, đktc). Tính V ?

A. 0,896      B. 0,726

C. 0,747      D. 1,120

Đáp án: C

n_FeCl3 = 9,75 : 162,5 = 0,06 mol

Coi A có Fe và O

n_Fe = n_FeCl3 = 0,06 mol ⇒ n_O = (4 – 0,06. 56)/16 = 0,04 mol

Bảo toàn e: 3n_NO = 3n_Fe - 2n_O ⇒ n_NO = 0,33 ⇒ V = 0,747

Bài 4: Dung dịch A gồm 0,4 mol HCl và 0,05 mol Cu(NO₃)₂. Cho m gam bột Fe vào dung dịch, khuấy đều cho đến khi phản ứng kết thúc thu được chất rắn X gồm hai kim loại có khối lượng 0,8m gam. Giả sử sản phẩm khử HNO₃ duy nhất chỉ có NO. Giá trị của m bằng:

A. 20 gam      B. 30 gam

C. 40 gam      D. 60 gam

Đáp án: C

Sau phản ứng thu được hỗn hợp gồm 2 kim loại Fe, Cu ⇒ H⁺ và NO₃^-, Cu²⁺ hết.

Dung dịch chỉ chứa FeCl₂: 0,2 mol (bảo toàn Cl^- = 0,4mol), Cu: 0,05 mol

⇒ m_{Fe pư} = 0,2. 56 = 11,2 gam

→ 0,8m gam kim loại gồm Fe dư: m - 11,2 (gam) và Cu: 0,05. 64 = 3,2 gam

→ 0,8m = 3,2 + m - 0,2.56 → m = 40 gam.

Bài 5: Ion nào sau đây tác dụng với ion Fe²⁺ tạo thành Fe³⁺ ?

A. Cu²⁺      B. Ag⁺

C. Al³⁺      D. Zn²⁺

Đáp án: B

Bài 6: Hòa tan hết m gam Fe bằng 400ml dung dịch HNO₃ 1M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch chứa 26,44 gam chất tan và khí NO (sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của m là:

A. 7,84    B. 6,12    C. 5,60    D. 12,24

Đáp án: A

n_HNO3 = 0,4 mol ⇒ m_HNO3 = 0,4.63 = 25,2 gam

Fe + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + H₂O (1)

Phản ứng (1) xảy ra, khối lượng chất tan giảm đi, mà theo đề bài, khối lượng chất tan là 26,44 gam > 25,2 gam nên xảy ra phản ứng hoà tan Fe dư

2Fe³⁺ + Fe → 3Fe²⁺ (2)

⇒ phản ứng (1) xảy ra hoàn toàn,

⇒ m_Fe(1) = 5,6 gam ⇒ m_Fe(2) = 26,44 – 0,1.242 = 2,24 gam

m_Fe = 5,6 + 2,24 = 7,84 gam

Bài 7: Cho 5,8 gam FeCO₃ tác dụng với dung dịch HNO₃ vừa đủ, thu được dung dịch X và hỗn hợp khí gồm CO₂, NO. Cho dung dịch HCl dư vào dung dịch X được dung dịch Y, dung dịch Y hòa tan tối đa m gam Cu, sinh ra sản phẩm khử NO duy nhất. Giá trị của m là:

A. 9,6    B. 11,2    C. 14,4    D. 16

Đáp án: D

m_Cu = (0,025 + 0,225).64 = 16 gam

Bài 8: Đốt 5,6 gam Fe trong V lít khí Cl₂ (đktc), thu được hỗn hợp X. Cho X vào dung dịch AgNO₃ dư, thu được 39,5 gam kết tủa. giá trị của V là:

A. 3,36    B. 2,24    C. 2,80    D. 1,68

Đáp án: B

0,1 mol Fe + a mol Cl₂ → hh X → dd Fe(NO₃)₃ + (Ag, AgCl)

bảo toàn e: 2a + b = 0,3 (1)

khối lượng kết tủa: 143,5.2a + 108b = 39,5 (2)

giải hệ (1) và (2) ta được a = 0,1; b = 0,1

V = 0,1.22,4 = 2,24 lít

Bài 9: Hoà tan hoàn toàn m (g) Fe_xO_y bằng dd H₂SO₄ đặc nóng thu được 2,24lit SO₂ (đktc). Phần dd chứa 120(g) một loại muối sắt duy nhất. Công thức oxit sắt và khối lượng m là:

A. Fe₃O₄; m = 23,2(g).

B. FeO, m = 32(g).

C. FeO; m = 7,2(g).

D. Fe₃O₄; m = 46,4(g)

Đáp án: D

xFe^{2y/x +} → xFe³⁺ + (3x – 2y)e

S⁶⁺ + 2e (0,2) → S⁴⁺ (0,1 mol)

n_muối = n_Fe2(SO₄)₃ = 0,3 mol ⇒ n_Fe^{2y/x +} = 0,6 mol

Bảo toàn e: [0,6.(3x - 2y)]/2 = 0,2 ⇒ x : y = 3 : 4 ⇒ n_Fe3O₄ = 0,2 ⇒ m = 0,2. 232 = 46,4g

Bài 10: Hòa tan hoàn toàn 2,8 gam hỗn hợp FeO , Fe₂O₃ và Fe₃O₄ cần vừa đủ V ml dung dịch HCl 1M , thu được dung dịch X. Cho từ từ dung dịch NaOH dư vào dung dịch X thu được kết tủa Y. Nung Y trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 3 gam chất rắn. Tính V ?

A. 87,5ml      B. 125ml

C. 62,5ml      D. 175ml

Đáp án: A

FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄ -^+HCl→ FeCl₂, FeCl₃ -^{+NaOH, to}C Fe₂O₃

Coi hỗn hợp ban đầu gồm Fe, O.

n_Fe = 2n_Fe2O₃ = 0,0375 mol

⇒ n_O = (28 - 0,0375. 56) / 16 = 0,04375

Bảo toàn nguyên tố O → n_H2O = n_O = 0,04375

Bảo toàn nguyên tố H: n_HCl = 2n_H2O = 0,0875 mol → V = 87,5 ml.

Bài 11: Chất nào sau đây khí phản ứng với dung dịch HNO₃ đặc nóng sẽ không sinh ra khí ?

A. FeO    B. Fe₃O₄     C. Fe₂O₃    D. Fe(OH)₂

Đáp án: C

Bài 12: Cách nào sau đây có thể dùng để điều chế FeO ?

A. Dùng CO khử Fe₂O₃ ở 500°C.

B. Nhiệt phân Fe(OH)₂ trong không khí.

C. Nhiệt phân Fe(NO₃)₂

D. Đốt cháy FeS trong oxi.

Đáp án: A

Bài 13: Hòa tan một lượng FexOy bằng H₂SO₄ loãng dư được dung dịch X. Biết X vừa có khả năng làm mất màu dung dịch thuốc tím, vừa có khả năng hòa tan được bột Cu. Oxit sắt đó là:

A. FeO     B. Fe₂O₃    C. Fe₃O₄    D. A hoặc B

Đáp án: C

Bài 14: Dung dịch muối nào sau đây sẽ có phản ứng với dung dịch HCl khi đun nóng?

A. FeBr₂    B. FeSO₄    C. Fe(NO₃)₂     D. Fe(NO₃)₃

Đáp án: C

Bài 15: Dung dịch loãng chứa hỗn hợp 0,01 mol Fe(NO₃)₃ và 0,15 mol HCl có khả năng hòa tan tối đa lượng Fe là:

A. 0,28 gam     B. 1,68 gam    C. 4,20 gam    D. 3,64 gam

Đáp án: D