Bài 32: Hợp Chất Của Sắt

I. Hợp chất của sắt (II)
II. Hợp chất của sắt (III)
III. Bài tập hợp chất của sắt của trường Nguyễn Khuyến

I. Hợp chất của sắt (II)

Tính chất hóa học đặc trưng của hợp chất sắt (II) là tính khử.

1. Sắt (II) oxit – FeO

♦ FeO là chất rắn màu đen và không có trong tự nhiên.

bai-32-hop-chat-cua-sat-1

(Nguồn Internet)

♦ FeO là oxit bazơ và có tính khử.

FeO + 2HCl FeCl₂ + H₂O

$õ$

$ñ ë$

♦ Điều chế FeO.

Fe₂O₃ + CO 2FeO + CO₂

Fe(OH)₂ FeO + H₂O (môi trường không có oxi)

2. Sắt (II) hiđroxit – Fe(OH)₂

♦ Fe(OH)₂ nguyên chất là chất rắn, màu trắng hơi xanh, không tan trong nước.

♦ Fe(OH)₂ là một bazơ và có tính khử.

Fe(OH)₂ + 2HCl FeCl₂ + 2H₂O

$ñ ë$

♦ Trong không khí, Fe(OH)₂ bị oxi hóa thành Fe(OH)₃ màu nâu đỏ.

trắng xanh nâu đỏ

♦ Điều chế Fe(OH)₂ trong điều kiện không có không khí.

bai-32-hop-chat-cua-sat-2

3. Muối sắt (II)

♦ Phần lớn muối sắt(II) tan trong nước, khi kết tinh thường ở dạng ngậm nước.

bai-32-hop-chat-cua-sat-3

♦ Vì có tính khử, muối sắt(II) dễ bị oxi hóa thành muối sắt(III)

lục nhạt vàng nâu

♦ Điều chế muối sắt(II) bằng cách cho Fe, FeO, Fe(OH)₂,…tác dụng với dung dịch HCl, H₂SO₄ loãng trong điều kiện không có oxi.

Fe + 2HCl FeCl₂ + H₂↑

FeO + H₂SO₄ FeSO₄ + H₂O

♦ Lưu ý: muối sắt(II) để lâu trong không khí sẽ chuyển thành muối sắt(III).

II. Hợp chất của sắt (III)

Tính chất hóa học đặc trưng của hợp chất sắt (III) là tính oxi hóa.

1. Sắt (III) oxit – Fe₂O₃

♦ Fe₂O₃ là chất rắn màu đỏ nâu, không tan trong nước.

(Nguồn Internet)

♦ Fe₂O₃ là một oxit bazơ và có tính oxi hóa.

Fe₂O₃ + 6HCl 2FeCl₃ + 3H₂O

♦ Điều chế Fe₂O₃

2Fe(OH)₃ Fe₂O₃ + 3H₂O

4FeS₂ + 11O₂ 2Fe₂O₃ + 8SO₂

♦ Sắt(III) oxit có trong tự nhiên dưới dạng quặng hematit dùng để luyện gang.

2. Sắt (III) hiđroxit – Fe(OH)3

♦ Fe(OH)₃ là chất rắn, màu nâu đỏ, không tan trong nước.

♦ Fe(OH)₃ là một bazơ.

Fe(OH)₃ + 3HCl FeCl₃ + 3H₂O

Fe(OH)₃ + 3HNO₃ Fe(NO₃)₃ + 3H₂O

♦ Điều chế Fe(OH)3.

FeCl₃ + 3KOH Fe(OH)₃ ↓ + 3KCl

nâu đỏ

bai-32-hop-chat-cua-sat-5

3. Muối sắt (III)

♦ Phần lớn muối sắt(III) tan trong nước, khi kết tinh thường ở dạng ngậm nước.

bai-32-hop-chat-cua-sat-6

♦ Vì có tính oxi hóa, muối sắt(III) dễ bị khử thành muối sắt(II).

♦ Điều chế muối sắt(III) bằng phản ứng của sắt với Cl₂, HNO₃, H₂SO₄ đặc, nóng hoặc phản ứng của các hợp chất sắt(III) với axit.

III. Bài tập hợp chất của sắt của trường Nguyễn Khuyến

Câu 1: Công thức hóa học của sắt(II) sunfua là

A. FeSO₄.

B. FeCl₂.

C. FeCO₃.

D. FeS.

ĐÁP ÁN

FeSO₄: sắt(II) sunfat ; FeCO₃: sắt(II) cacbonat.

FeS: sắt(II) sunfua ; FeCl₂: sắt(II) clorua.

⇒ Đáp án D

Câu 2: Ion kim loại nào sau đây có tính oxi hóa mạnh nhất?

A. Fe²⁺.

B. Mg²⁺.

C. Cu²⁺.

D. Fe³⁺.

ĐÁP ÁN

Tính oxi hóa theo chiều tăng dần: Mg²⁺ ; Fe²⁺ ; Cu²⁺ ; Fe³⁺.

Đáp án D

Câu 3: Kim loại Cu phản ứng với dung dịch chất nào sau đây ?

A. Al₂(SO₄)₃.

B. Fe(NO₃)₃.

C. FeSO₄.

D. HCl.

ĐÁP ÁN

Cu + 2Fe(NO₃)₃ Cu(NO₃)₂ + 2Fe(NO₃)₂

Đáp án B

Câu 4: Chất nào sau đây phản ứng với dung dịch FeCl₃ tạo thành kết tủa?

A. NaOH.

B. HNO₃.

C. Fe.

D. CuSO₄.

ĐÁP ÁN

FeCl₃ + 3NaOH Fe(OH)₃ ↓ + 3NaCl

Đáp án A

Câu 5: Sắt có số oxi hóa +3 trong hợp chất nào sau đây ?

A. FeSO₄.

B. Fe₂O₃.

C. Fe(NO₃)₂.

D. Fe(OH)₂.

ĐÁP ÁN

Đáp án B

Câu 6: Dung dịch KOH tác dụng với dung dịch X tạo kết tủa trắng xanh hóa nâu trong không khí. Dung dịch X chứa chất nào sau đây?

A. FeCl₃.

B. CuCl₂.

C. FeSO₄.

D. MgCl₂.

ĐÁP ÁN

FeCl₃ + 3KOH Fe(OH)₃ ↓ + 3NaCl

nâu đỏ

FeSO₄ + 2NaOH Fe(OH)₂ ↓ + Na₂SO₄

trắng xanh

CuCl₂ + 2NaOH Cu(OH)₂ ↓ + 2NaCl

xanh lam

MgCl₂ + 2NaOH Mg(OH)₂ ↓ + 2NaCl

trắng

Đáp án C

Câu 7: Nhiệt phân sắt(II) hiđroxit trong không khí đến khi khối lượng không đổi thu được chất rắn là

A. FeO.

B. Fe.

C. Fe₂O₃.

D. Fe₃O₄.

ĐÁP ÁN

4Fe(OH)₂ + O₂ 2Fe₂O₃ + 4H₂O

Đáp án C

Câu 8: Hợp chất nào sau đây không phản ứng với dung dịch HCl?

A. Fe₂(SO₄)₃.

B. FeO.

C. Fe(OH)₂.

D. Fe(NO₃)₂.

ĐÁP ÁN

B. FeO + 2HCl FeCl₂ + H₂O

C. Fe(OH)₂ + 2HCl FeCl₂ + 2H₂O

D. 3Fe²⁺ + 4H⁺ + 3Fe³⁺ + NO↑ + 2H₂O

Đáp án A

Câu 9: Cặp chất không xảy ra phản ứng hóa học là

A. Fe và dung dịch HCl.

B. Cu và dung dịch FeCl₂.

C. Cu và dung dịch FeCl₃.

D. Fe và dung dịch FeCl₃.

ĐÁP ÁN

Cu có tính khử yếu hơn Fe ⇒ Cu không thể khử được Fe²⁺ ra khỏi dung dịch muối.

Đáp án B

Câu 10: Thí nghiệm nào sau đây thu được hợp chất sắt(II) ?

A. Nhiệt phân Fe(OH)₃ trong không khí.

B. Đốt dây sắt trong bình chứa khí Cl₂.

C. Cho lá sắt vào dung dịch CuSO₄.

D. Cho Fe(OH)₂ vào dung dịch HNO₃ loãng.

ĐÁP ÁN

A. 2Fe(OH)₃ Fe₂O₃+ 3H₂O

B. 2Fe + 3Cl₂ 2FeCl₃

C. Fe + CuSO₄ FeSO₄ + Cu

D. 3Fe(OH)₂ + 10HNO₃ 3Fe(NO₃)₃ + NO + 8H₂O

Đáp án C

Câu 11: Đốt cháy a mol Fe trong bình kín có chứa a mol khí Cl₂, thu được hỗn hợp rắn X. Cho X vào nước, thu được dung dịch Y. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Phát biểu nào sau đây đúng ?

A. Dung dịch Y chứa FeCl₂ và FeCl₃.

B. Dung dịch Y có màu vàng.

C. Chất rắn X gồm Fe và FeCl₃.

D. Dung dịch Y hòa tan được Cu.

ĐÁP ÁN

2Fe + 3Cl₂ 2FeCl₃

← a → ⇒ Rắn X chứa: FeCl₃ ( mol) và Fe dư ( mol)

Khi cho rắn X vào H₂O

Fe + 2FeCl₃ → 3FeCl₂

→ ⇒ Dung dịch Y chỉ chứa FeCl₂

Đáp án C

Câu 12: Hỗn hợp E gồm a mol X và a mol Y. Hòa tan hoàn toàn E bằng lượng dư dung dịch H₂SO₄ đặc, đun nóng thu được a mol khí SO₂. Hỗn hợp E gồm hai chất nào sau đây ?

A. Fe(OH)₂, Fe₃O₄.

B. Fe, Fe₂O₃.

C. Fe(OH)₂, Fe₂O₃.

D. Fe, FeO.

ĐÁP ÁN

Ta có bán phản ứng: + 2e →

2a ← a

Nhận thấy số mol electron nhận bằng 2a mol ⇒ X và Y mỗi chất phải nhường 1 electron.

A. Fe(OH)₂: Fe₃O₄:

B. Fe₂O₃ không nhường electron

C. Fe(OH)₂: Fe₂O₃ không nhường electron

D. FeO:

Đáp án A

Câu 13: Cho m gam oxit sắt từ (Fe₃O₄) tác dụng với dung dịch HCl dư, cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 73,45 gam muối khan. Giá trị của m là

A. 37,700.

B. 34,95.

C. 52,432.

D. 37,12.

ĐÁP ÁN

Fe₃O₄ + 8HCl FeCl₂ + 2FeCl₃ + 4H₂O

a (mol) → a 2a

Đáp án A

Câu 14: Cho 16,24 gam hỗn hợp gồm FeO và Fe₂O₃ (có số mol bằng nhau) tác dụng với dung dịch HNO₃ đặc nóng, dư. Kết thúc phản ứng thu được V lít NO₂ (đktc) là sản phẩm khử duy nhất. Giá trị của V là

A. 1,568.

B. 4,704.

C. 3,136.

D. 0,784.

ĐÁP ÁN

Đặt

BT e: lít

Đáp án A

Câu 15: Cho m gam hỗn hợp X gồm CuO, Fe₂O₃, FeO tác dụng vừa đủ với 100 ml dung dịch chứa H₂SO₄1M và HCl 1M. Để khử hoàn toàn m gam hỗn hợp X (nung nóng) cần tối thiểu V lít khí CO (đktc). Giá trị của V là

A. 3,36.

B. 2,24.

C. 4,48.

D. 6,72.

ĐÁP ÁN

Ta có:

Khi cho oxit kim loại tác dụng với dung dịch axit thì:

2H⁺ + O/oxit → H₂O

0,3 → 0,15

Khi cho oxit kim loại tác dụng với CO (nung nóng) thì:

CO + O/oxit → CO₂

0,15 ← 0,15

lít

Đáp án A

Câu 16: Hòa tan hoàn toàn 27,2 gam hỗn hợp X gồm Fe và FeO trong dung dịch H₂SO₄ loãng, sau đó làm bay hơi dung dịch người ta thu được 111,2 gam muối FeSO₄.7H2 Cho 6,8 gam X tác dụng với dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng, dư thì số mol H₂SO₄ tham gia phản ứng là

A. 0,075 mol.

B. 0,3 mol.

C. 0,225 mol.

D. 0,15 mol.

ĐÁP ÁN

Ta có:

Gọi a, b lần lượt là số mol của Fe và FeO

Có hệ

2Fe + 6H₂SO₄ Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

0,1 → 0,3

2FeO + 4H₂SO₄ Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 4H₂O

0,3 → 0,6

Đáp án C

Câu 17: Nung hỗn hợp gồm 2,7 gam Al và 10,8 gam FeO trong bình kín không có không khí, sau một thời gian thu được hỗn hợp X. Hòa tan hoàn toàn X cần vừa đủ V ml dung dịch H₂SO₄ 2M, thu được dung dịch muối trung hòa. Giá trị của V là

A. 150.

B. 300.

C. 75.

D. 200.

ĐÁP ÁN

Ta có: ; ;

Phản ứng: 2Al + 3FeO Al₂O₃ + 3Fe

Vì phản ứng sau một thời gian, nên hỗn hợp rắn X có thể chứa: Al₂O₃, Fe, FeO dư và Al dư.

Khi cho rắn X tác dụng với dung dịch H₂SO₄⇒ dung dịch chứa (BTNT)

BTĐT: lít

Đáp án A

Câu 18: Hòa tan m gam hỗn hợp gồm Cu và Fe₃O₄ trong dung dịch HCl dư sau phản ứng còn lại 8,32 gam chất rắn không tan và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được 61,92 gam chất rắn. Giá trị m là

A. 31,04.

B. 40,10.

C. 43,84.

D. 46,16.

ĐÁP ÁN

Có các phản ứng:

Fe₃O₄ + 8HCl FeCl₂ + 2FeCl₃ + 4H₂O (1)

a (mol) a 2a

Cu + 2FeCl₃ 2FeCl₂ + CuCl₂ (2)

a ← 2a 2a a

Như vậy sau khi kết thúc phản ứng (2) thì Cu còn dư 8,32 gam.

Vậy dung dịch thu được chứa các muối FeCl₂ (3a mol); CuCl₂ (a mol)

$đ$

Đáp án C

Câu 19: Nhúng thanh Fe vào 200 ml dung dịch FeCl₃ (x mol) và CuCl₂ (y mol). Sau khi kết thúc phản ứng, lấy thanh Fe ra lau khô cẩn thận, cân lại thấy khối lượng không đổi so với trước phản ứng. Biết lượng Cu sinh ra bám hoàn toàn vào thanh Fe. Tỉ lệ x : y là

A. 3 : 4.

B. 1 : 7.

C. 2 : 7.

D. 4 : 5.

ĐÁP ÁN

Fe + 2FeCl₃ 3FeCl₂

0,5x ← x

Fe + CuCl₂ FeCl₂ + Cu

y ← y y

Vì khối lượng thanh Fe không đổi sau phản ứng, nên:

Đáp án C

Câu 20: Đốt cháy m gam sắt trong bình chứa khí clo thu được chất rắn X. Hòa tan hoàn toàn X trong nước thu được dung dịch Y chứa hai chất tan có cùng nồng độ mol. Cho Y tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO₃ thu được 99,06 gam kết tủa. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là

A. 6,72.

B. 11,20.

C. 13,44.

D. 7,84.

ĐÁP ÁN

Dung dịch Y chứa

Ag⁺ + Fe²⁺ Fe³⁺ + Ag

a a

Ag⁺ + AgCl

5a 5a

BTNT Fe:

Đáp án C

Giáo viên biên soạn: Nguyễn Hoàng Vũ

Đơn vị: Trường THCS và THPT Nguyễn Khuyến

Bài 32: Hợp Chất Của Sắt

Table of Contents

I. Hợp chất của sắt (II)

1. Sắt (II) oxit – FeO

2. Sắt (II) hiđroxit – Fe(OH)2

3. Muối sắt (II)

II. Hợp chất của sắt (III)

1. Sắt (III) oxit – Fe2O3

2. Sắt (III) hiđroxit – Fe(OH)3

3. Muối sắt (III)

III. Bài tập hợp chất của sắt của trường Nguyễn Khuyến

2. Sắt (II) hiđroxit – Fe(OH)₂

1. Sắt (III) oxit – Fe₂O₃