Bài 7.15: Tính chất hoá học cơ bản của sắt là gì? Nguyên nhân? Lấy các thí dụ để minh hoạ.
Tính chất hoá học cơ bản của sắt là tính khử. Tuỳ thuộc vào chất oxi hoá mà sắt có thể bị oxi hoá đến số oxi hoá +2 hoặc +3. Nguyên nhân là sắt dễ nhường 2e ở phân lớp 4s để thành ion Fe2+ và có thể nhường thêm le ở phân lớp 3d để thành ion Fe3+, tuỳ thuộc vào khả năng thu electron của chất oxi hoá.
Ví dụ:
\(\matrix{{Fe{\rm{ }} + {\rm{ }}{I_2}\buildrel {{t^0}} \over
\longrightarrow Fe{I_2}} \hfill \cr
{2Fe{\rm{ }} + {\rm{ }}3C{l_2}\buildrel {{t^0}} \over
\longrightarrow 2FeC{l_3}} \hfill \cr}\)
Bài 7.16: 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.
Gọi kim loại là M, có hoá trị n.
2M + nCl2 → 2MCln
Theo phương trình hoá học, cứ :
n mol Cl2 thu được 2 mol muối
Vậy \({{6,72} \over {22,4}}\) = 0,3 (mol) Cl2 thu được \({{32,5} \over {M + 32,5n}}\) muối
Do đó ta có : \(n.{{32,5} \over {M + 32,5n}} = 2.0,3 \to M = {{56n} \over 3}\)
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 7.17: 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.
Fe + 2HCl(l) → FeCl2 + H2
2Fe + 3H2SO4(l) → Fe2(SO4)3 + 3H2
2Fe + 6H2SO4(đ)\(\buildrel {{t^0}} \over\longrightarrow \) Fe2(SO4)3 + 6SO2 + 3H2O
Advertisements (Quảng cáo)
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)\(\buildrel {{t^0}} \over\longrightarrow \) Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O.
Bài 7.18: 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
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
Advertisements (Quảng cáo)
Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl2 + 3H2O
Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2
Bài 7.19: 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.
Fe+ 4HNO3 (l) → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (1)
3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O (2)
Đặt x và y la số mol Fe và Cu trong hỗn hợp ta có hệ pt:
56x + 64y = 3,04
\(x + {{2y} \over 3} = 0,04\)
→ x= 0,02 , y= 0,03
\(\% {m_{Fe}} = {{56.0,02} \over {3,04}}.100 = 36,8\% \)
%m Cu= 100 – 36,8= 63,2%.
Bài 7.20: 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 hêt 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.
Giả sử phần oxit không phản ứng, vậy chỉ có sắt nguyên chất phản ứng, thứ tự phản ứng như sau :
\(Fe\buildrel {{H_2}S{O_4}(l)} \over
\longrightarrow F{e^{2 + }}\)
phương trình cho – nhận e :
Fe2+→ Fe3+ + le Mn7+O4– + 5e → Mn2+
Số mol KMnO4 là 0,01mol ⟹ n Fe3+ = 0,05
⟹ nFe = nFe 2+ = nFe 3+ = 0,05 (mol)
⟹ nFe = 56.0,05 = 2,8 (gam) ⟹ m tạp chất = 1,2 (gam)
⟹ % tạp chất = \({{1,2} \over 4}.100\% {\rm{ }} = {\rm{ }}30\% \).
Bài 7.21: 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.
Sử dụng phương trình cho – nhận e và áp dụng ĐLBTĐT, ta có :
Fe→ Fe3+ + 3e
0,03 ← 0,09
\(\eqalign{
& \mathop N\limits^{ + 5} O_3^ – + 1{\rm{e}} \to N{O_2} \cr
& \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,0,03 \leftarrow 0,03\left( {mol} \right) \cr
& \mathop N\limits^{ + 5} O_3^ – + 3{\rm{e}} \to NO \cr
& \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,0,06 \leftarrow 0,02\left( {mol} \right) \cr} \)
⟹ Khối lượng Fe phản ứng : mFe = 1,68 (g).
