Một số bài toán hay về sắt và oxit sắt

MỘT SỐ BÀI TOÁN VỀ SẮT VÀ CÁC OXIT SẮT

I - Một số điểm cần chú ý:
1) Hóa trị của sắt :
- Nếu đặt CTTQ của oxit sắt : FexOy ( hóa trị Fe : t =
( t = 2,3, hoặc
).
- Hóa trị Fe trong Fe3O4 là hóa trị TB của 2 ng.tử Fe(III) và 1ng.tử Fe(II).
2) Phương pháp qui đổi .
* Để giải bài toán hỗn hợp nhiều oxit sắt thì nên quy đổi:
+) Fe3O4 ( hỗn hợp (FeO + Fe2O3) tỷ lệ mol 1 : 1 ( đúng cả 2 chiều ).
+) Hỗn hợp FeO , Fe2O3 với tỷ lệ mol ( 1 : 1 thì không thể quy đổi thành Fe3O4.
3) Phương pháp bảo toàn nguyên tố:
Thường gặp 2 trường hợp sau đây:
* Trường hợp 1: Fe

hoặc NO2 ( ...)
(
=
( bđ )

( muối) +
( các sp khí ) =
( các sp khí ).


* Trường hợp 2 : Fe


(
=
( bđ )

( muối) +
( các sp khí ) =
( các sp khí ).


.v.v. ( còn nhiều trường hợp khác)

Nhận xét: Nếu biết khối lượng của các khí sản phẩm và hỗn hợp A ( hoặc muối Fe) thì có thể áp dụng định luật BTKL.
Ví dụ : Trường hợp 1 : giả sử biết m1 (g) ( Fe + FexOy) ; biết b (mol) khí NO sinh ra.
Áp dụng định luật BTKL ta có :

( trong đó :
)
II- Một số bài toán minh họa

1) Để hòa tan hoàn toàn 34,8 gam hỗn hợp gồm Fe3O4 , FeO, Fe2O3 ( số mol FeO = số mol Fe2O3 ) thì phải dùng một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 4,9 % ( loãng).
a) Tính khối lượng của dung dịch H2SO4 4,9% .
b) Tính nồng độ % của các chất trong dung dịch thu được.

Hướng dẫn: Vì số mol FeO = số mol Fe2O3 nên xem như Fe3O4.
Vậy hỗn hợp được coi như chỉ có một oxit là Fe3O4


Fe3O4 + 4H2SO4 ( Fe2(SO4)3 + FeSO4 + 4H2O
0,15 0,6 0,15 0,15 mol
Khối lượng dung dịch H2SO4 4,9% :

Khối lượng dung dịch thu được : 1200 + 34,8 = 1234,8 gam
( dễ dàng tìm được C% của mỗi muối trong dung dịch thu được)
2) Cho m(g) hỗn hợp FeO, Fe3O4, Fe2O3 tan vừa hết trong V (lít) dung dịch H2SO4 loãng thì thu được một dung dịch A. Chia đung dịch A làm 2 phần bằng nhau.
Phần 1: tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc lấy kết tủa nung nóng trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 8,8 gam chất rắn.
Phần 2: làm mất màu vừa đúng 100ml dung dịch KMnO4 0,1M trong môi trường H2SO4 loãng dư.
a) Viết các phương trình hóa học xảy ra.
b) Tính m , V ( nếu dung dịch H2SO4 có nồng độ 0,5M).
Hướng dẫn:

Xem Fe3O4 như hỗn hợp FeO và Fe2O3
Vậy hỗn hợp xem như chỉ có FeO và Fe2O3 : số mol lần lượt x,y.
Các phương trình hóa học xảy ra:
FeO + H2SO4 ( FeSO4 + H2O
x x x (mol)
Fe2O3 + 3H2SO4 ( Fe2(SO4)3 + 3H2O
y 3y y (mol)
dung dịch A

Pư phần 1:
FeSO4 + 2NaOH ( Fe(OH)2 ( + Na2SO4
0,5x 0,5x (mol)
Fe2(SO4)3 + 6NaOH ( 2Fe(OH)3 ( + 3Na2SO4
0,5y y (mol)
2Fe(OH)2 + ½ O2
Fe2O3 + 2H2O
0,5x 0,25x (mol)
2Fe(OH)3
Fe2O3 + 3H2O
y 0,5y (mol)
Ta có : 0,25x + 0,5y =

Pư phần 2:
10FeSO4 + 2KMnO4 + 8 H2SO4 ( 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8 H2O
0,5x ( 0,1x (mol)
Ta có : 0,1x = 0,