Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Sắt và hợp chất của sắt (Hóa học Lớp 12)

Đáp án C

▶ Quy X về Fe và S với số mol lần lượt là x và y.

m${}_X$ = 56x + 32y = 7,52(g) || Bảo toàn electron:

3x + 6y = 0,96 mol ⇒ giải hệ có: x = 0,06 mol; y = 0,13 mol.

▶ Rắn gồm 0,03 mol Fe${}_2$O${}_3$ và 0,13 mol BaSO${}_4$.

⇒ m${}_{r\acute{\stackrel{˘}{a}}n}$ = 0,03 × 160 + 0,13 × 233 = 35,09(g)

Đáp án C

n${}_{Fe}$ = 0,15 mol; n${}_{H^{+}}$ = 0,2 mol ∥ Fe + 2H${}^{+}$ → Fe${}^{2+}$ + H${}_2$↑ ⇒ Fe dư ⇒ n${}_{Fephảnứng}$ = 0,1 mol

∥⇒ m${}_{mu\acute{\hat{o}}ikhan}$ = m${}_{Fephảnứng}$ + m${}_{Cl}$ + m${}_{SO4}$ = 0,1 × 56 + 0,1 × 35,5 + 0,05 × 96 = 13,95(g) ⇒ chọn C.

Ps: nếu không so sánh Fe và H${}^{+}$ mà mặc định cho Fe hết thì sẽ chọn đáp án sai!.

Cụ thể: m${}_{mu\acute{\hat{o}}ikhan}$ = m${}_{Fe}$ + m${}_{Cl}$ + m${}_{SO4}$ = 8,4 + 0,1 × 35,5 + 0,05 × 96 = 16,75(g)

Đáp án C

Đặt n${}_{CO}$ = x; n${}_{CO2}$ = y ⇒ n${}_{kh\acute{ı}}$ = x + y = 0,5 mol ∥ m${}_{kh\acute{ı}}$ = 28x + 44y = 0,5 × 20,4 × 2.

∥⇒ giải hệ cho: x = 0,1 mol; y = 0,4 mol. Lại có: CO + [O] → CO${}_2$ ⇒ n${}_{Om\acute{\hat{a}}tđi}$ = n${}_{CO2}$ = 0,4 mol.

▶ m = m${}_Y$ + m${}_{Om\acute{\hat{a}}tđi}$ = 64 + 0,4 × 16 = 70,4(g)

Chọn B.
- Hoà tan hoàn toàn X thì: $n_{HCl(t\acute{\hat{o}}ithiểu)}=2n_{FeC{l}_2}=2(n_{Fe}+2n_{F{e}_2{O}_3})=0,52$ mol $\Rightarrow V_{HCl}=\frac{0,52}{2}=\boxed{0,26(l)}$
- Khi cho dung dịch Y tác dụng với $AgN{O}_3$ thì: $\{\begin{array}{l}\stackrel{\text{BT:e}}{\to }{n}_{Ag}=n_{FeC{l}_2}=0,26\text{ mol}\\ n_{AgCl}=n_{HCl(t\acute{\hat{o}}ithiểu)}=0,52\text{ mol}\end{array}$
- Khi đó: $m_{\downarrow }=108n_{Ag}+143,5n_{AgCl}=\boxed{102,7(g)}$

Đáp án C

Đáp án C

Sơ đồ phản ứng:

$$\{\begin{array}{l}FeO\\ F{e}_2{O}_3\\ F{e}_3{O}_4\end{array}\iff H_{2}S{O}_4\{\begin{array}{l}F{e}^{2+}\\ F{e}^{3+}\\ S{O}_4^{2-}\end{array}-\stackrel{C{l}_2}{\to }-\{\begin{array}{l}F{e}^{3+}\\ S{O}_4^{2-}\\ C{l}^{-}\end{array}$$

Khối lượng muối tăng là do có thêm lượng Cl-.

$\Rightarrow n_{C{l}^{-}}=\frac{97,5-90,4}{35,5}=0,2$

Ta thấy, $F{e}^{2+}$ phản ứng với $C{l}_2$.

$\Rightarrow n_{F{e}^{2+}}=n_{C{l}^{-}}=0,2$

Trong 90,4 gam muối khan có FeSO${}_4$ và Fe${}_2$(SO${}_4$)${}_3$.

Ta có: $152n_{FeS{O}_4}+400n_{F{e}_2(S{O}_4{)}_3}=90,4\iff n_{F{e}_2(S{O}_4{)}_3}=0,15$

Quy đổi hỗn hợp đầu về FeO và Fe${}_2$O${}_3$.

Khối lượng hỗn hợp là: m = 0,2×72 + 0,15×160 = 38,4

Chọn đáp án C
Giải thích:

$\{\begin{array}{l}F{e}_x{O}_y\\ Cu,CuO\end{array}\stackrel{+0,3\text{ mol HCl}}{\to }\{\begin{array}{l}F{e}^{2+}\\ C{u}^{2+}\\ C{l}^{-}:0,3\end{array}\stackrel{+AgN{O}_3}{\to }\{\begin{array}{l}AgCl:0,3\text{ mol}\\ Ag:\frac{51,15-0,3\cdot 143,5}{108}=0,075\text{ mol}\end{array}$

$\Rightarrow n_{F{e}^{2+}}=n_{A{g}^{+}\text{ phản ứng}}=n_{Ag}=0,075$ mol $\Rightarrow n_{C{u}^{2+}}=(0,3-0,075\cdot 2):2=0,075$ mol.

+ $2\cdot n_{O^{2-}}=n_{C{l}^{-}}=0,3$ mol $\Rightarrow n_{O^{2-}}=0,15$ mol.

$\Rightarrow m_X=3,2+0,075\cdot 56+0,075\cdot 64+0,15\cdot 16=3,2+4,2+4,8+2,4=14,6$ gam, gần nhất với 14,5.

Chất rắn X có thể gồm Fe và Fe${}_2$(SO${}_4$)${}_3$.
PTHH:
Fe + Fe${}_2$(SO${}_4$)${}_3$ → 3FeSO${}_4$
→ Dung dịch Y chứa 1 chất tan duy nhất là FeSO${}_4$.
FeSO${}_4$ + Ba(OH)${}_2$ → BaSO${}_4$ ↓ + Fe(OH)${}_2$ ↓
→ Hai chất rắn thu được sau phản ứng gồm BaSO${}_4$ và Fe(OH)${}_2$.

(AI giải đề cho tôi)
Khối lượng Cu tan = khối lượng Cu ban đầu − 2,4 g. Gọi khối lượng Fe2O3 là $m$ gam thì Cu ban đầu là $8-m$ gam, Cu tan là $8-m-2,4=5,6-m$ gam.

Các phản ứng:
$$F{e}_2{O}_3+6HCl\to 2FeC{l}_3+3H_{2}O$$
$$Cu+2FeC{l}_3\to CuC{l}_2+2FeC{l}_2$$

Số mol Fe^{3+} sinh ra = $2\cdot \frac{m}{160}=\frac{m}{80}$ mol. Số mol Cu tan = $\frac{5,6-m}{64}$ mol.

Theo phản ứng $Cu+2F{e}^{3+}$: $2n_{Cu}=n_{F{e}^{3+}}$
$$2\cdot \frac{5,6-m}{64}=\frac{m}{80}\Rightarrow \frac{5,6-m}{32}=\frac{m}{80}$$
$$80(5,6-m)=32m\Rightarrow 448=112m\Rightarrow m=4\text{ gam}$$

Kiểm tra: Fe2O3 = 4 g (0,025 mol) → Fe^{3+} = 0,05 mol → Cu tan = 0,025 mol = 1,6 g; Cu ban đầu 4 g, còn dư 2,4 g ✓ khớp đề bài.

$\%F{e}_2{O}_3=\frac{4}{8}\cdot 100\%=50\%$. Khớp đáp án nguồn A.

(AI giải đề cho tôi)
Khí CO khử oxit sắt, phần oxy của oxit chuyển thành CO${}_2$; sắt (cả Fe tự do lẫn Fe trong oxit) ở lại dạng Fe kim loại.

CO${}_2$ hấp thụ bởi nước vôi trong dư: $C{O}_2+Ca(OH{)}_2\to CaC{O}_3\downarrow +H_{2}O$

$n_{CaC{O}_3}=\frac{10}{100}=0,1$ mol $\Rightarrow n_{C{O}_2}=0,1$ mol.

Khối lượng oxy bị lấy khỏi oxit (định luật bảo toàn nguyên tố O):
$$m_O=0,1\times 16=1,6\text{ gam}$$

Toàn bộ oxy này xuất phát từ oxit sắt trong X; sau khử, chất rắn còn lại chỉ là Fe. Do đó tổng khối lượng Fe có trong X (Fe tự do + Fe trong oxit):
$$m_{Fe}=m_X-m_O=2,6-1,6=1\text{ gam}$$

Vậy chọn đáp án A, phù hợp với đáp án của đề.

(AI giải đề cho tôi)
Gọi số mol Fe trong hỗn hợp là $n_{Fe}$ (tất cả Fe đều chuyển thành $F{e}^{3+}$ trong muối $Fe(N{O}_3{)}_3$ vì HNO${}_3$ đặc nóng dư) và số mol O trong hỗn hợp là $n_O$.

Bảo toàn khối lượng hỗn hợp ban đầu:
$$56n_{Fe}+16n_O=26$$

Bảo toàn electron: sản phẩm khử duy nhất là $N{O}_2$ ($N^{+5}\to N^{+4}$, nhận 1e), nên số electron nhường bởi Fe bằng $n_{N{O}_2}=0,25$ mol. Mặt khác, tổng số electron Fe nhường bằng tổng số oxi hóa đầu của Fe trừ đi phần 'mang' bởi O (mỗi O là $-2$):
$$3n_{Fe}-2n_O=0,25$$

Từ phương trình thứ hai: $n_O=\frac{3n_{Fe}-0,25}{2}$. Thay vào phương trình khối lượng:
$$56n_{Fe}+8(3n_{Fe}-0,25)=26\Rightarrow 80n_{Fe}=28\Rightarrow n_{Fe}=0,35\text{ mol}$$

Muối thu được là $Fe(N{O}_3{)}_3$ với $M=56+3\times 62=242$ g/mol:
$$m_{muoi}=0,35\times 242=84,7\text{ g}$$

Kết quả khớp với đáp án A (84,7g).

(AI giải đề cho tôi)
Khối lượng Fe2O3 = 48 gam nên $n_{F{e}_2{O}_3}=48/160=0,3$ mol, chứa $0,9$ mol O. Số H2O thu được = 10,8 gam → $n_{H_{2}O}=0,6$ mol, tức lượng H2 khử Fe2O3 là $n_{H_2}=0,6$ mol (H2 + O → H2O, lấy 0,6 mol O). Gọi $x=n_{C{O}_2}$, $y=n_{CO}$ trong X (từ phản ứng C + H2O → CO + H2 và C + 2H2O → CO2 + 2H2, nên $n_{H_2}=2x+y$). Khi khử: CO lấy đi $y$ mol O (CO → CO2), H2 lấy 0,6 mol O. Tổng O bị lấy: $y+0,6=0,9$ → $y=0,3$ mol. Từ $2x+y=0,6$ → $x=0,15$ mol. Tổng thể tích hỗn hợp X: $0,15+0,3+0,6=1,05$ mol. Phần trăm thể tích CO2 = $0,15/1,05\times 100\%=14,286\%$. Đáp án A.

Lời giải do AI bổ sung (nguồn chỉ có bảng đáp án 65-D ở trang 4, không có hướng dẫn giải chi tiết cho câu này):
- Fe + $CuS{O}_4$ (dư): $Fe+C{u}^{2+}\to F{e}^{2+}+Cu$ → muối sắt(II), không thỏa mãn.
- Fe + $H_{2}S{O}_4$ loãng (dư): $Fe+2H^{+}\to F{e}^{2+}+H_2\uparrow$ → muối sắt(II), không thỏa mãn.
- Fe + $AgN{O}_3$ (dư): $Fe+3A{g}^{+}\to F{e}^{3+}+3Ag$ (do $A{g}^{+}$ dư oxi hóa tiếp $F{e}^{2+}$ thành $F{e}^{3+}$) → muối sắt(III) $Fe(N{O}_3{)}_3$, thỏa mãn.
- Fe + $H_{2}S{O}_4$ đặc nóng (dư): $2Fe+6H_{2}S{O}_4\stackrel{t^o}{\to }F{e}_2(S{O}_4{)}_3+3S{O}_2\uparrow +6H_{2}O$ → muối sắt(III), thỏa mãn.
Vậy có 2 trường hợp sinh ra muối sắt(III) → chọn D.

(AI giải đề cho tôi) Xét từng chất với dung dịch Fe(NO₃)₂:
- Na₂CO₃: phản ứng trao đổi tạo kết tủa FeCO₃: Fe²⁺ + CO₃²⁻ → FeCO₃↓. (tác dụng)
- Cl₂: oxi hóa Fe²⁺ thành Fe³⁺: 2Fe²⁺ + Cl₂ → 2Fe³⁺ + 2Cl⁻. (tác dụng)
- Cu: Fe²⁺ không oxi hóa được Cu, không phản ứng.
- HCl: không có phản ứng (FeCl₂ tan tốt, không tạo kết tủa/khí).
- AgNO₃: Ag⁺ (E° = 0,80 V) về nguyên tắc có thể oxi hóa Fe²⁺ (E°(Fe³⁺/Fe²⁺) = 0,77 V) nhưng chênh lệch rất nhỏ, thực tế không phản ứng đáng kể.
Vậy về mặt hóa học chỉ có 2 chất (Na₂CO₃, Cl₂) tác dụng rõ ràng → đáp án hóa học hợp lý là C (2). LƯU Ý MÂU THUẪN NGUỒN: bảng ĐÁP ÁN của nguồn (trang 4, Mã đề 666) ghi Câu 12 = A (4), mâu thuẫn với phân tích hóa học trên; theo quy tắc, đáp án nguồn (A) được giữ nguyên.

(AI giải đề cho tôi)
Xét từng phát biểu:
(a) Đúng. Fe${}^{2+}$ khử Ag${}^{+}$ (E° Ag${}^{+}$/Ag = 0,80 V > E° Fe${}^{3+}$/Fe${}^{2+}$ = 0,77 V): $F{e}^{2+}+A{g}^{+}\to F{e}^{3+}+Ag\downarrow$, thu được kết tủa Ag.
(b) Sai. Khi sắt tác dụng với axit, Fe là chất khử, còn ion H${}^{+}$ bị khử (không bị oxi hóa) thành H${}_2$: $Fe+2H^{+}\to F{e}^{2+}+H_2$. Phát biểu nói 'oxi hóa được ion H${}^{+}$ thành H${}_2$' là sai về mặt hóa học vì H${}^{+}$ bị khử, không bị oxi hóa.
(c) Đúng. CrO${}_3$ (Cr${}^{+6}$) là chất oxi hóa rất mạnh, có khả năng làm bốc cháy các chất khử như S, P, C${}_2$H${}_5$OH khi tiếp xúc.
(d) Đúng. Nước cứng tạm thời chứa Ca(HCO${}_3$)${}_2$, Mg(HCO${}_3$)${}_2$ có thể được làm mềm bằng Na${}_2$CO${}_3$ (tạo CaCO${}_3$, MgCO${}_3$ kết tủa) hoặc NaOH: $Ca(HC{O}_3{)}_2+2NaOH\to CaC{O}_3\downarrow +N{a}_{2}C{O}_3+2H_{2}O$.
(e) Sai. CrO${}_3$ là oxit axit, tác dụng với NaOH dư chỉ tạo một muối: $Cr{O}_3+2NaOH\to N{a}_{2}Cr{O}_4+H_{2}O$. Không tạo Na${}_2$Cr${}_2$O${}_7$ trong môi trường kiềm dư (dichromat chỉ tồn tại trong môi trường axit).
Vậy có 3 phát biểu đúng: (a), (c), (d) → chọn A, phù hợp với đáp án nguồn.

Hướng dẫn giải
Đáp số 124.
Khối lượng sắt có trong 8 m${}^3$ mẫu nước là: 8.10${}^3$.0,3.10${}^{-3}$.30 = 72 gam
$$\{\begin{array}{l}F{e}^{3+}:3x\\ F{e}^{2+}:2x\end{array}\stackrel{\text{Theo phương trıˋnh phản ứng (1)(2)}}{\to }\{\begin{array}{l}{n}_{Ca(OH{)}_2}=1,5.n_{F{e}^{3+}}+n_{F{e}^{2+}}=6,5x\\ x=\frac{9}{35}\end{array}$$
(72 gam)
⟶ m${}_{Ca(OH{)}_2}$ = 123,686 gam ≈ 124 gam

Chọn B.
$$4Fe(N{O}_3{)}_2\stackrel{t^o}{\to }2F{e}_2{O}_3+8N{O}_2+O_2$$
x 2x 0,25x
$$4Fe{S}_2+11O_2\stackrel{t^o}{\to }2F{e}_2{O}_3+8S{O}_2$$
y 2,75y 2y
$$4FeC{O}_3+O_2\stackrel{t^o}{\to }2F{e}_2{O}_3+4C{O}_2$$
z 0,25z z
Áp suất không thay đổi nên số mol khí phản ứng bằng số mol khí sản phẩm
$\Rightarrow 2,75y+0,25z=2,25x+2y+z$
$\Rightarrow 2,25x+0,75z=0,75y$
$\Rightarrow 3x+z=y$

$n_{Fe}=0,15$; $n_{Cu}=0,1$; $n_{NO}=0,15$

Dễ thấy $2n_{Fe}<3n_{NO}<2n_{Fe}+2n_{Cu}$ nên Fe phản ứng hết, Cu phản ứng một phần.

Bảo toàn electron: $2n_{Fe}+2n_{Cu\text{ phản ứng}}=3n_{NO}$

$\to n_{Cu\text{ phản ứng}}=0,075$

Muối gồm $Fe(N{O}_3{)}_2$ (0,15) và $Cu(N{O}_3{)}_2$ (0,075)

$\to$ m muối = 41,1 gam

(AI giải đề cho tôi) KOH dư kết tủa $Fe(OH{)}_2$ và $Fe(OH{)}_3$, đồng thời tạo $KCl$ trong dung dịch; kết tủa X gồm $Fe(OH{)}_2$ và $Fe(OH{)}_3$. Khi cho X tác dụng với $H_{2}S{O}_4$ đặc, nóng (lượng dư), $H_{2}S{O}_4$ đặc nóng có tính oxi hóa mạnh, oxi hóa $F{e}^{2+}$ thành $F{e}^{3+}$: $2Fe(OH{)}_2+4H_{2}S{O}_4(đặc,n\acute{o}ng)\to F{e}_2(S{O}_4{)}_3+S{O}_2\uparrow +6H_{2}O$; $2Fe(OH{)}_3+3H_{2}S{O}_4\to F{e}_2(S{O}_4{)}_3+6H_{2}O$. Vì KOH dư nên muối $K_{2}S{O}_4$ cũng có trong dung dịch. Vậy dung dịch chứa muối $F{e}_2(S{O}_4{)}_3$ và $K_{2}S{O}_4$.

(AI giải đề cho tôi)
Fe${}_3$O${}_4$ + 8HCl → FeCl${}_2$ + 2FeCl${}_3$ + 4H${}_2$O, nên dung dịch X chứa Fe${}^{2+}$, Fe${}^{3+}$, Cl${}^{-}$. Xét từng chất: (1) Ca(OH)${}_2$ phản ứng với Fe${}^{3+}$, Fe${}^{2+}$ tạo kết tủa Fe(OH)${}_3$, Fe(OH)${}_2$ → có phản ứng. (2) Cu khử Fe${}^{3+}$: 2FeCl${}_3$ + Cu → 2FeCl${}_2$ + CuCl${}_2$ → có phản ứng. (3) AgNO${}_3$ phản ứng với Cl${}^{-}$: AgNO${}_3$ + HCl(dư trong muối) thực chất Ag${}^{+}$ + Cl${}^{-}$ → AgCl kết tủa trắng → có phản ứng. (4) Na${}_2$SO${}_4$ không phản ứng với FeCl${}_2$/FeCl${}_3$ (không tạo kết tủa, không phản ứng oxi hóa khử) → không phản ứng. Vậy có 3 chất gây phản ứng, đáp án C, khớp đáp án nguồn (64. C).