Bài tập Hóa học - Dạng 1: Xác định công thức của oxit sắt

Bài tập Hóa học - Dạng 1: Xác định công thức của oxit sắt gồm có 2 phần lý thuyết và ví dụ minh họa kèm theo lời giải chi tiết nhằm giúp các bạn nắm được phương pháp giải bài tập.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài tập Hóa học - Dạng 1: Xác định công thức của oxit sắtDẠNG 1: XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC CỦA OXIT SẮTĐể xác định công thức của oxit sắt (FexOy) ta có thể làm như sau:nxxhoặc Fe , hoặcnO yy12 (FeO) ;  (Fe 2 O 3 ) ; 13n Fecó các trường hợp sau:nOnx3hoÆc Fe(Fe 3 O 4 )ynO4Cách 2: Xác định khối lượng mol phân tử Fe x O yCách 1: Lập tỉ lệOxit Fe x O y tác dụng với H2SO4 hoặc HNO3 cho sản phẩm khử  Oxit là FeO hoặc Fe3O403Fe OFe  1e8 / 33Fe 3 O 43Fe  1enFexOy =  nelectron nhuong  nelectron nhan M FexO y =mFexO ynelectron nhuong ( hoac nhan )FeO (M = 72đvc) ; Fe2O3 (M = 160) ; Fe3O4 (M = 232)VÍ DỤ MINH HỌABài 1. Để hoà tan 4gam oxit Fe x O y cần 52,14ml dung dịch HCl 10% (d = 1,05 g/ml).Vậy công thức oxit là:A. FeOB. Fe3O4C. Fe2O3D. Fe2O3 hoặc FeOBài giảiCách 1: Phương pháp đại sốCách 1.1:Đặt số mol của oxit sắt là a  (56x + 16y)a = 4Từ phản ứng:Fe x O y + 2yHCl  xFeCl 2 y / x + yH2Oa2aySố mol:Ta có:52,14.1,05.10 0,15  ay = 0,075  ax = 0,0536,5.100ax x0,052x  2  (Fe2O3) (Đáp án C)ay y 0,075 3y  3n HCl  2ay Cách 1.2:Từ phản ứng:Fe x O y + 2yHCl  xFeCl 2 y / x + yH2OTa có:40,15x 2 (Fe 2 O 3 ) (Đáp án C)56x  16y2yy 3Cách 2: Xét 3 oxit sắt là FeO, Fe3O4, Fe2O3- Trường hợp 1: oxit là FeOTừ phản ứng:FeO + 2HCl  FeCl2 + H2O0,5/91/9Số mol: nHCl = 1/9  0,15 (loại)- Trường hợp 2: oxit là Fe3O4Từ phản ứng:Fe3O4 + 8HCl  FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O1/584/29Số mol: nHCl = 4/29  0,15 (loại)- Trường hợp 3: oxit là Fe2O3Từ phản ứng:Fe2O3 + 6HCl  2FeCl3 + 3H2O0,0250,15Số mol: nHCl = 0,15 (thoả mãn)Vậy oxit sắt là Fe2O3 (Đáp án C)Cách 3: Bảo toàn số mol nguyên tửCách 3.1:Ta có:n O ( Oxit )  n H 2 O n HCl4  16.0,075 0,075  n Fe  0,05256n Fe0,052 (Fe 2 O 3 ) (Đáp án C)nO0,075 3Cách 3.2:Ta có:n O (Oxit )  n H 2 O n HCl0,075160 0,075  n Fe x O y  M Fe x O y y2y3 y = 3 ; x = 2 (Fe2O3) (Đáp án C)Cách 4: Bảo toàn điện tích:2 n O2   n Cl   0,15  n O2   0,075  n Fe 4  16.0,075 0,0556n Fe0,052 (Fe 2 O 3 ) (Đáp án C)nO0,075 3Bài 2. Dẫn luồng khí CO dư đi qua ống sứ đựng 16gam bột FexOy nung nóng, sau khiphản ứng kết thúc (giả sử xảy ra phản ứng khử trực tiếp oxit sắt thành Fe kim loại), toànbộ khí thoát ra được dẫn vào bình đựng nước vôi trong dư thấy có 30gam kết tủa trắng.Vậy công thức oxit FexOy là:A. FeOB. Fe3O4C. Fe2O3Bài giảiCách 1: Phương pháp đại sốĐặt số mol FexOy là a  (56x + 16y)a = 16Xảy ra các phản ứng:FexOy + yCO xFe + yCO2aayCO2+ Ca(OH)2  CaCO3ayayCó n CaCO3  ay D. Fe2O3 hoặc FeO30x 2 0,3  ax  0,2   (Fe 2 O 3 )100y3Cách 2:Cách 2.1: Bảo toàn khối lượngn CO ( p )  n CO 2 16  28.0,3  56.n Fe  44.0,3  n Fe  0,2m Fe x O y  m CO ( p )  m Fe  m CO 2n0,2 2 (Fe 2 O 3 ) m O  16  56.0,2  4,8  n O  0,3  Fe nO0,3 3Cách 2.2: Bảo toàn khối lượng + Bảo toàn số mol nguyên tử Fen CO ( p )  n CO 2 16  28.0,3  56.n Fe  44.0,3  n Fe  0,2m Fe x O y  m CO ( p )  m Fe  m CO 20,216n Fe x O y  M Fe x O y .x  80.x  x  2 ; y  3 (Fe 2 O 3 )x0,2Cách 3:Trong phản ứng khử Oxit sắt bằng khí CO ta luôn có:n O  n CO 2  0,3  m Fe  16  16.0,3  11,2  n Fe  0,2Cách 3.1:n Fe0,2 2 (Fe 2 O 3 )nO0,3 3Cách 3.2: Bảo toàn số mol nguyên tử OTa có:n Fe x O y 0,316160 M Fe x O y .y .y  y = 3 ; x = 2 (Fe2O3)y0,33Cách 3.3: Bảo toàn số mol nguyên tử OTa có:n Fe x O y 0,30,3x 2 (56x  16y). 16  ( Fe 2 O 3 )yyy 3Bài 3. Hoà tan 16,4gam hỗn hợp bột X gồm Fe kim loại và một oxit sắt bằng dung dịchHCl dư, thu được 3,36lít khí (đktc) và dung dịch A. Cho A tác dụng với lượng dư dungdịch NaOH, sau đó đun nóng trong không khí đến phản ứng hoàn toàn thu được kết tủaB. Nung B ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi thu được 20gam chất rắn. Vậy côngthức oxit FexOy là:A. FeOB. Fe3O4C. Fe2O3D. Fe2O3 hoặc FeOBài giảiCách 1: Phương pháp đại sốĐặt số mol các chất trong 16,4gam hỗn hợp X { Fe: a ; Fe x O y : b } 56a + (56x + 16y)b = 16,4X + HCl xảy ra các phản ứng:Fe x O y + 2yHCl  xFeCl 2 y / x + yH2ObbxFe+ 2HCl  FeCl2+ H2aaan H2  a 3,36 0,15  a  0,1522,4Dung dịch A gồm { FeCl2: 0,15 ; FeCl 2 y / x : bx ; HCl dư }Từ các phản ứng:H++OH   H2OFe2+ + 2 OH   Fe(OH)20,150,15Fe2yx+2yOH   Fe(OH ) 2 y / xxbxbxNung kết tủa xảy ra các phản ứng:4Fe(OH)2+O2  2Fe2O3 + 4H2O0,150,0754x Fe(OH ) 2 y / x + (3x - 2y)O2  2xFe2O3 + 4yH2Obx0,5bxChất rắn thu được là Fe2O3: (0,5bx + 0,075) 160.(0,5bx + 0,075) = 20  bx = 0,1 ; by = 0,15 x0,12 (Fe 2 O 3 )y 0,15 3Cách 2: Bảo toàn electron + Bảo toàn số mol nguyên tửĐặt số mol các chất trong 16,4gam hỗn hợp X { Fe: a ; Fe x O y : b } 56a + (56x + 16y)b = 16,4(I)Bảo toàn số mol electron: 2.n Fe  2.n H 2 ...