Chương 7 – Bài 45: Luyện tập: Tính chất của crom, sắt và những hợp chất của chúng

Bài 4 (trang 222 sgk Hóa 12 nâng cao): Viết các phương trình hóa học cho những chuyển đổi sau :

Lời giải:

1) Cr + 2HCl → 2CrCl₂ + H₂

2) CrCl₂ + 2NaOH → Cr(OH)₂ + 2NaCl

3) 4Cr(OH)₂ + 2H₂O + O₂ → 4Cr(OH)₃.

4) Cr(OH)₃ + NaOH → Na[Cr(OH)₄ ]

5) 2CrCl₂ + Cl₂ → 2CrCl₃

6) Cr(OH)₃ + 3HCl → CrCl₃ + 3H₂O

Bài 5 (trang 222 sgk Hóa 12 nâng cao): Sự ăn mòn sắt, thép là một quá trình oxi hóa – khử.

a. Giải thích và viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra khi sắt thép bị ăn mòn.

b. Kẽm hoặc thiếc tráng ngoài vật bằng sắt, thép có tác dụng bảo vệ chống ăn mòn. Hãy giải thích một thực tế là sau một thời gian sử dụng thì vật được tráng bằng kẽm lại có hiệu quả bảo vệ tốt hơn

c. Vì sao thiếc lại được dùng nhiều hơn kẽm để bảo vệ những đồ hộp đựng thực phẩm. Còn lại kẽm lại được dùng nhiều hơn để bảo vệ ống dẫn nước, xô, chậu…?

Lời giải:

a. Sự ăn mòn sắt thép là quá trình ăn mòn điện hóa với anot bị ăn mòn là sắt, catot là cacbon

Tại anot Fe → Fe²⁺ + 2e

Fe²⁺→ Fe³⁺ + e

Tại catot 2H₂O + 2e → 2OH^– + H₂

Sau đó Fe²⁺ + 2OH^–→ Fe(OH)₂

Fe³⁺ + 32OH^– → Fe(OH)₃

Fe(OH)₂, Fe (OH)₃ →Fe₂O₃.nH₂O (Gỉ sắt)

b. Tráng kẽm, thiếc ngoài vật bằng sắt, thép thì kẽm có hiệu quả bảo vệ tốt hơn do:

– Kẽm là kim loại có tính khử mạnh hơn sắt, nếu xảy ra hiện tượng ăn mòn thì kẽm bị ăn mòn trước

– Thiếc là kim loại có tính khử yếu hơn sẳt, nếu xảy ra hiện tượng ăn mòn thì sắt bị ăn mòn trước.

c. Thiếc được dùng nhiều hơn kẽm trong việc sản xuất đồ hộp thực phẩm bởi vì các hợp chất của thiếc an toàn hơn, không gây độc cho con người như hợp chất của kẽm. Tuy nhiên để bảo vệ ông nước, xô, chậu, mái tôn thì kẽm được ưu tiên hơn thiếc vì kẽm bảo vệ sắt chống ăn mòn điện hóa tốt hơn thiếc.

Bài 6 (trang 223 sgk Hóa 12 nâng cao): a. Từ Fe hãy trình bày 3 phương pháp điều chế trực tiếp muối FeSO₄.Viết các phương trình hóa học.

b. Từ hỗn hợp Ag và Cu, hãy trình bày 3 phương pháp hóa học tách riêng Ag và Cu. Viết các phương trình hóa học.

Lời giải:

a. Fe + H₂SO₄ loãng → FeSO₄ + H₂

Fe + CuSO₄ → FeSO₄+ Cu

Fe + Fe₂(SO₄)₃ → 3FeSO₄

b. 3 phương pháp tách riêng Ag và Cu từ hỗn hợp:

Hòa tan hỗn hợp bằng muối Fe(III); Cu tan còn Ag không tan, tách riêng Cu + 2Fe³⁺→Cu²⁺+ 2Fe²⁺

Cho sắt kim loại vào dung dịch thu được đồng.

Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu

Bài 7 (trang 223 sgk Hóa 12 nâng cao): Có 3 lọ, mỗi lọ đựng một trong 3 hỗn hợp sau: Fe và FeO; Fe và Fe₂O₃: FeO và Fe₂O₃. Hãy dẫn ra cách nhận biết hỗn hợp chất đựng trong mỗi lọ bằng phương pháp hóa học và viết các phương trình hóa học.

Lời giải:

– Lấy chất trong từng lọ đem hòa tan bằng dung dịch HCl nhận ra hỗn hợp có chứa FeO và Fe₂O₃ và tan nhưng không sinh ra khí. 2 hỗn hợp kia tan và kèm theo hiện tượng thoát khi:

FeO + 2HCl → FeCl₂ + H₂0

Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂ ↑

– Lấy phần dung dịch của hai hỗn hợp chưa nhận được, nhỏ từ từ dung dịch NaOH vào

+ Nhận ra hỗn hợp ban đầu là Fe và FeO do tạo dung dịch FeCl₂ khi tác dụng với NaOH tạo ra kết tủa màu trắng xanh

FeCl₂ + 2NaOH → Fe(OH)₂ + 2NaCl

+ Nhận ra hỗn hợp ban đầu là Fe và Fe₂O₃ do tạo dung dịch hỗn hợp FeCl₂ và FeCl₃khi tác dụng với NaOH tạo kết tủa trắng xanh lẫn nâu đỏ

FeCl₂ + 2NaOH → Fe(OH)₂ ↓ + 2NaCl

FeCl₂ + 3NaOH → Fe(OH)₃ ↓ nâu đỏ + 3NaCl

Bài 8 (trang 223 sgk Hóa 12 nâng cao): Khử 2,4 gan hỗn hợp CuO và một oxit sắt có tỉ lệ số mol 1:1. Sau phản ứng thu được 1,76 gam chất rắn, đcm hòa tan vào dung dịch HCl dư thấy thoát ra 0,448 lít khí (đktc). Xác định công thức của oxit sắt.

Lời giải:

Sản phẩm khử CuO và oxi săt là Cu và Fe với tổng khối lượng hai kim loại là 1,76 gam

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

n_Fe = n_H2 = 0,448 : 22,4 = 0,02 mol

=> m_Fe = 0,02. 56 = 1,12 => m_Cu = 1,76 – 1,12 = 0,64 gam

n_Cu = 0,01 mol = n_CuO

Trong hỗn ban đẩu có 0,01 mol CuO chiếm 0,8 gam

0,01 mol Fe_xO_y chiếm 1,6 gam

m_FexOy = 1,6 : 0,01 = 160 => Oxit sắt là Fe₂O₃

Bài 9 (trang 223 sgk Hóa 12 nâng cao): Dung dịch A là FeS04 có lẫn tạp chất Fe₂(S04)₃. Để xác định nồng độ mol cua mỗi chất trong dung dịch A, người ta tiến hành những thí nghiệm sau:

Thí nghiệm 1: Thêm dần dần dung dịch NaOH vào 20ml dung dịch A cho đến dư, đun nóng. Lọc lấy kết tủa, nung ở nhiệt độ cao đến khi khối lượng không đổi, được chất rắn duy nhất có khối lượng 1,2 gam.

Thí nghiệm 2: Thêm vài giọt dung dịch H₂SO₄ vào 20 ml dung dịch A. rồi nhỏ dần dần từng giọt dung dịch KMnO₄ vào dung dịch trên lắc nhẹ. Khi đun dung dịch có màu hồng thì ngừng thí nghiệm, người ta đã dùng hết 10 ml dung dịch KMnO₄ 0,2 M.

a. Giải thích quá trình thí nghiệm và viết các phương trình hóa học.

b. Tính nồng độ mol của mỗi chất có trong dung dịch A ban đầu.

c. Bằng phương pháp hóa học nào có thể loại bỏ được tạp chất trong dung dịch A ban đầu. Viết phương trình hóa học của phản ứng đã dùng.

Lời giải:

a.Thí nghiệm 1

FeSO₄ + 2NaOH → Fe(OH)₂ + Na2SO₄ (1)

Fe₂(SO₄)₃ + 6NaOH → 2Fe(OH)₃ + 3NaCl (2)

4Fe(OH)₂ + O₂ (to)→ 2Fe₂O₃ + 4H₂O (3)

2Fe(OH)₂ (to)→ Fe₂O₃ + 3H₂O (4)

Thí nghiệm 2 :

10FeSO₄ + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ → 5Fe₂(SO₄)₃ + K2SO₄ + 2MnSO₄ + 8H₂O(5)

n_FeSO4 = 5n_KMnO4 = 5.0,01.0,2 = 0,01 mol

Theo các phương trình hóa học (1,3) => n_Fe2O3(3) = 1/2 x n_FeSO4 = 0,005

=> n_Fe2(SO4)3 trong dung dịch đã cho = n_Fe2O3 – n_Fe2O3(3) = 0,0025 mol

b.Xác định nồng độ mol

C_{M FeSO4} = 0,01 : 0,02 = 0,5M

C_{M Fe2(SO4)3} = 0,0025 : 0,02 = 0,125 M

c.Ngâm một đinh sắt vào A sẽ loại được Fe₂(SO₄)₃

Fe + Fe₂(SO₄)₃ → 3FeSO₄