SBT Hoá học 12 Bài 31: Sắt | Giải SBT Hoá học lớp 12

77 lượt xem

Chúng tôi 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

$n_{H_{2}} = \frac{0, 56}{22, 4} = 0, 025 m o l$

Theo phương trình, $n_{X} = n_{H_{2}} = 0, 025 m o l$

$\to M_{X} = \frac{1, 4}{0, 025} = 56$

$\to$ 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:

$n_{H_{2}} = \frac{5, 6}{22, 4} = 0, 25 (m o l) \Rightarrow n_{H} = 0, 5 m o l$

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:

$\begin{aligned} \bar{M} + 4 H N O_{3} \to \bar{M} {(N O_{3})}_{3} + N O + 2 H_{2} O \\ 0, 1 0, 1 (m o l) \\ 2 A l + 6 H C l \to 2 A l C l_{3} + 3 H_{2} \\ x \frac{3 x}{2} (m o l) \\ F e + 2 H C l \to F e C l_{2} + H_{2} \\ y y (m o l) \\ x + y = 0, 1 \Rightarrow 3 x + 3 y = 0, 3 (1) \\ \frac{3 x}{2} + y = \frac{2, 8}{22, 4} \Rightarrow 3 x + 2 y = 0, 25 (2) \end{aligned}$

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 ?

A. Fe dễ nhường 2 electron ở phân lớp 4s trở thành ion Fe²⁺ và có thể nhường thêm 1 electron ở phân lớp 3d để trở thành ion Fe³⁺

B. Fe là kim loại có tính khử trung bình : Fe có thể bị oxi hoá thành Fe²⁺ hoặc Fe³⁺.

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

D. Fe là kim loại có tính khử mạnh : Fe có thể bị oxi hoá thành Fe²⁺ hoặc Fe³⁺

Phương pháp giải:

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

Lời giải:

Fe là kim loại có tính khử trung bình: Fe có thể bị oxi hóa thành Fe²⁺ hoặc Fe³⁺

$\to$ Chọn D

Bài 31.10 trang 72 SBT Hoá học 12: Tính chất đặc biệt của Fe là:

A. nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao.

B. dẫn điện yà dẫn nhiệt tốt.

C. kim loại nặng, dẻo, dễ rèn.

D. tính nhiễm từ

Phương pháp giải:

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

Lời giải:

Tính chất đặc biệt của Fe là tính nhiễm từ

$\to$ Chọn D.

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

$\begin{aligned} A . 3 F e + 2 O_{2} \overset{t^{0}}{⟶} F e_{3} O_{4} \\ B . 2 F e + 3 C l_{2} \to 2 F e C l_{3} \\ C . F e + 2 S \overset{t^{0}}{⟶} F e S_{2} \\ D . 3 F e + 4 H_{2} O \overset{< 570^{0} C}{⟶} F e_{3} O_{4} + 4 H_{2} \end{aligned}$

Phương pháp giải:

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

Lời giải:

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

$\to$ 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:

A. mọi kim loại đều có thể tác dụng với dung dịch muối của nó.

B. Fe có thể khử ion Fe³⁺ xuống ion Fe²⁺.

C. Ion Fe²⁺ có tính oxi hoá mạnh hơn ion Fe³⁺.

D. Ion Fe²⁺ có tính khử mạnh hơn Fe.

Phương pháp giải:

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

Lời giải:

Fe tác dụng được với dung dịch muối FeCl₃ do Fe có thể khử ion Fe³⁺ xuống ion Fe²⁺

$\to$ Chọn B.

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.

$\begin{aligned} \Leftrightarrow m_{d d} = 56 x + 24 y + 73 (x + y) . \frac{100}{20} - 2 (x + y) \\ = 419 x + 387 y (g a m) \end{aligned}$

Ta có:

$\begin{aligned} C % (F e C l_{2}) = \frac{127 x}{419 x + 387 y} = 15, 76 \\ \Leftrightarrow x \approx y \\ \Rightarrow C % (M g C l_{2}) = \frac{95 y}{419 x + 387 y} .100 \\ = \frac{95 x}{419 x + 387 x} .100 = 11, 79 % \end{aligned}$

$\to$ 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:

$2 F e + 3 C l_{2} \to 2 F e C l_{3}$

$F e + I_{2} \to F e I_{2}$

$F e + 4 H N O_{3} \to F e (N O_{3})_{3} + N O + 2 H_{2} O$

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) Cl₂thu được $\frac{32, 5}{M + 32, 5 n}$ muối

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

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) $\overset{t^{0}}{⟶}$ 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) $\overset{t^{0}}{⟶}$ 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.

Lời giải:

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

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

→ x= 0,02 , y= 0,03

$% m_{F e} = \frac{56.0, 02}{3, 04} .100 = 36, 8 %$

%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 :

$F e \overset{H_{2} S O_{4} (l)}{⟶} F e^{2 +}$

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_Fe²⁺ = n_Fe ³⁺= 0,05 (mol)

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

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

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

$\begin{aligned} \overset{+ 5}{N} O_{3}^{-} + 1 e \to N O_{2} \\ 0, 03 \leftarrow 0, 03 (m o l) \\ \overset{+ 5}{N} O_{3}^{-} + 3 e \to N O \\ 0, 06 \leftarrow 0, 02 (m o l) \end{aligned}$

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

Giải SGK, SBT, Chuyên đề Hóa Học Lớp 12