Bài 1 : Sắt có những tính chất hóa học nào ? Viết các phương trình hóa học minh họa.
Giải :
a) Tác dụng với phi kim :
Tác dụng với oxi : 3Fe + 2O2 → Fe3O4(to)
Tác dụng với clo : 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3(to)
Lưu ý: Fe tác dụng với clo chỉ cho Fe (III) clorua (không cho Fe(II) clorua).
b) Tác dụng với dung dịch axit: Sắt tác dụng với dung dịch HCl, H2SO4 loãng cho muối sắt (II) và giải phóng H2.
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 ↑
Lưu ý: Fe tác dụng với dung dịch HCl chỉ cho Fe (II) clorua (không cho Fe(III) clorua).
Fe không tác dụng với HNO3 đặc, nguội và H2SO4 đặc, nguội.
c) Tác dụng với dung dịch muối:
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Sắt tác dụng với dung dịch muối sắt (II) và giải phóng kim loại mới.
Bài 2 : Từ sắt và các hóa chất cần thiết, hãy viết các phương trình hóa học để thu được các oxit riêng biệt: Fe3O4, Fe2O3 và ghi rõ điều kiện phản ứng, nếu có:
Giải :
Các PTHH:
∗ Fe3O4
3Fe + 2O2 to→ Fe3O4
∗ Fe2O3
Sơ đồ: Fe + Cl2→ FeCl3 + NaOH→ Fe(OH)3 to→ Fe2O3
2Fe + 3Cl2 to→ 2FeCl3
FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3 + 3NaCl
2Fe(OH)3 to→ Fe2O3 + 3H2O
Bài 3 : Có bột kim loại sắt lẫn tạp chất nhôm. Hãy trình bày phương pháp làm sạch sắt.
Giải :
Cho bột kim loại sắt có lẫn nhôm vào dung dịch NaOH dư, sau khi hết khí bay ra thì lọc ta được Fe:
2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2 ↑
Bài 4 : Sắt tác dụng được với chất nào sau đây?
a) Dung dịch muối Cu(NO3)2
b) H2SO4 đặc, nguội
c) Khí Cl2
d) Dung dịch ZnSO4.
Viết các phương trình hóa học và ghi điều kiện, nếu có:
Giải :
Sắt tác dụng với dung dịch muối Cu(NO3)2 (a) và khí Cl2 (c):
Fe + Cu(NO3)2 → Fe(NO3)2 + Cu ↓
(kim loại mạnh đẩy kim loại yếu ra khỏi dung dịch muối)
2Fe + 3Cl2 to → 2FeCl3.
Lưu ý: Sắt bị thụ động hóa trong môi trường H2SO4 đặc nguội và HNO3 đặc nguội.
Bài 5 : Ngâm bột sắt dư trong 10ml dung dịch đồng sunfat 1M. Sau khi phản ứng kết thúc, lọc được chất rắn A và dung dịch B.
a) Cho A tác dụng với dung dịch HCl dư. Tính khối lượng chất rắn còn lại sau phản ứng.
b) Tính thể tích dung dịch NaOH 1M vừa đủ để kết tủa hoàn toàn dung dịch B.
Giải :
a) nCuSO4 = CM .V = 1. 0,01 = 0,01 (mol)
PTHH: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu (1)
Chất rắn A gồm sắt dư và đồng, dung dịch B là FeSO4.
nCu = nCuSO4 = 0,01 mol
PTHH cho A + dd HCl:
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 ↑ (2)
Cu + HCl → không phản ứng.
Khối lượng chất rắn còn lại sau phản ứng với HCl chỉ có Cu
mCu = 0,01 x 64 = 0,64g.
b) Dung dịch B chỉ có FeSO4:
FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2 ↓ + Na2SO4 ( 3)
Theo pt (1) nFeSO4 = nCuSO4 = 0,01 mol
Theo pt (3) nNaOH = 2. nFeSO4 = 2. 0,01 = 0,02 mol
VNaOH = n / CM = 0,02 /1 = 0,02 lít.