Cách giải bài tập Sắt tác dụng với phi kim (Cl, O, S) hay, chi tiết

Bài giảng: Bài tập tổng hợp về sắt và hợp chất của sắt - Cô Nguyễn Thị Thu (Giáo viên VietJack)

I. Phương pháp

Sắt tác dụng với hầu hết các phi kim khi đun nóng:

- Với halogen sắt tạo muối sắt (III) halogenua (trừ iot tạo muối sắt II)

2Fe + 3X2 t o 2FeX3 (t0)

2Fe0 + 3Cl2 t o 2Fe3+ + 3Cl20

Chú ý rằng kể cả khi dư sắt phản ứng vẫn tạo muối Fe3+ và Fe dư. Sau đó nếu cho vào nước mới xảy ra phản ứng tạo muối Fe2+.

- Với O2:

3Fe + 2O2 t o Fe3O4

Thực tế sắt thường tạo hỗn hợp các oxit và sắt dư. Với trường hợp này chúng ta thường dùng phương pháp quy đổi, phương pháp bảo toàn electron kết hợp với bảo toàn khối lượng để làm bài.

- Với S, sắt chỉ tạo hợp chất sắt (II):

Fe + S t o FeS

Nếu sau phản ứng hỗn hợp cho tác dụng với axit có tính oxi hóa mạnh thì nên áp dụng định luật bảo toàn e cho cả quá trình, ngoài ra cũng chú ý thêm bảo toàn nguyên tố.

II. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho a mol sắt tác dụng với 1,25a mol khí clo, thu được hỗn hợp chất rắn X. Cho X vào nước, thu được dung dịch Y. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Các chất trong dd Y là:

   A. FeCl2

   B. FeCl2, FeCl3

   C. FeCl2, Fe

   D. FeCl3

Chọn đáp án: B

Giải thích:

PTHH: 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3

            a mol    1,25a mol

Ta có: a/2 > (1,25a)/3 => Fe dư

Chất rắn X chứa:

nFeCl3 = 2. (1,25a/3) = 5a/6 mol; nFe dư = a - (5a/6) = a/6 mol

Khi cho X vào nước xảy ra phản ứng:

Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2

a/6      5a/6 mol

=> Sau phản ứng dung dịch Y có FeCl2 và FeCl3 dư.

Ví dụ 2: Cho a mol sắt tác dụng với a mol khí clo, thu được hỗn hợp rắn X. Cho X vào nước thu được dung dịch Y. Nhỏ dd AgNO3 dư vào dd Y thu được 79g kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của a là:

   A. 0,12 mol

   B. 0,15 mol

   C. 0,18 mol

   D. 0,2 mol

Chọn đáp án: D

Giải thích:

PTHH: 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3

Ta có: a/2 > a/3 => Fe dư

Chất rắn X chứa:

nFe pư = nFeCl3 = a/3 .nCl2 = (2a)/3 mol ; nFe dư = a - (2a)/3 = a/3 mol

Khi cho X vào nước xảy ra phản ứng:

Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2

a/3   2a/3 mol

=> Phản ứng hết, dd Y chỉ chứa FeCl2

nFeCl2 = 3. nFe = a mol

nFe2+ = a mol, nCl- = 2a mol

Fe2+ + Ag+ → Fe3+ +Ag

Cl- + Ag+ → AgCl

=> nAg = nFe2+ = a mol

và nAgCl = nCl- = 2a mol

m↓ = 108a + 143,5. 2a = 79

=> a = 0,2 mol

Ví dụ 3: Trộn 5,6 gam bột sắt với 3,2 gam bột lưu huỳnh rồi nung nóng trong điều kiện không có không khí, thu được hỗn hợp chất rắn Y. Cho Y tác dụng với lượng dư dung dịch HCl, giải phóng hỗn hợp khí Z và còn lại một phần không tan G. Để đốt cháy hoàn toàn Z và G cần vừa đủ V lít O2 (đktc). Giá trị của V là

   A. 1,12

   B. 3,36

   C. 6,72

   D. 4,48

Chọn đáp án: B

Giải thích:

nFe = nS = 0,1 mol dư

                           Fe                     FeCl2

Fe, SCách giải bài tập Sắt tác dụng với phi kim (Cl, O, S) hay, chi tiết | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án SCách giải bài tập Sắt tác dụng với phi kim (Cl, O, S) hay, chi tiết | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án H2S, H2Cách giải bài tập Sắt tác dụng với phi kim (Cl, O, S) hay, chi tiết | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án SO2, H2O

                           FeS                     S

Nung hỗn hơp Fe, S thu được hỗn hợp chất rắn Y gồm FeS, Fe dư, S dư

Y + HCl => Khí Z là H2S, H2; Chất rắn G là S.

Xét cả quá trình:

Fe → Fe2+ +2e

O2 +4e → O2-

S → S+ 4 + 4e

Bảo toàn electron: 4nO2 = 2nFe + 4nS

=> nO2 = 0,15 => V = 3,36 lít

Câu 4: Cho kim loại M tác dụng với Cl2 thu được muối X; tác dụng với dung dịch HCl thu được muối Y. Nếu cho M tác dụng với dung dịch muối X ta cũng thu được muối Y. Kim loại M là:

   A. Mg

   B. Cu

   C. Al

   D. Fe

Chọn đáp án: D

Giải thích:

2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

2FeCl3 + Fe → 2FeCl2

Bài giảng: Bài tập sắt, hợp chất của sắt tác dụng với chất oxi hóa mạnh - Cô Nguyễn Thị Thu (Giáo viên VietJack)

Xem thêm các dạng bài tập Hóa học lớp 12 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:

Giới thiệu kênh Youtube VietJack

Ngân hàng trắc nghiệm miễn phí ôn thi THPT Quốc Gia tại khoahoc.vietjack.com

CHỈ CÒN 250K 1 KHÓA HỌC BẤT KÌ, VIETJACK HỖ TRỢ DỊCH COVID

Tổng hợp các video dạy học từ các giáo viên giỏi nhất - CHỈ TỪ 399K tại khoahoc.vietjack.com

Tổng đài hỗ trợ đăng ký khóa học: 084 283 45 85

crom-sat-dong.jsp

Các loạt bài lớp 12 khác
2004 - Toán Lý Hóa