50 bài tập về sắt và hợp chất của sắt tác dụng với HNO3 hoặc H2SO4 đặc (có đáp án 2024) – Hoá học 12

Các dạng bài tập về sắt và hợp chất của sắt tác dụng với HNO₃ hoặc H₂SO₄ đặc hay nhất – Hoá học lớp 12

A. Lý thuyết trọng tâm

- Fe thụ động với H₂SO₄ đặc nguội và HNO₃ đặc nguội → có thể dùng thùng làm bằng Fe chuyên chở axit HNO₃ đặc nguội và H₂SO₄ đặc nguội.

- Với dung dịch HNO₃ loãng: tạo muối sắt (III) + NO + H₂O

Fe + 4HNO₃(loãng) → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

- Với dung dịch HNO₃ đậm đặc: tạo muối muối sắt (III) + NO₂ + H₂O

Fe + 6HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O

- Với dung dịch H₂SO₄ đậm đặc, nóng: tạo muối sắt (III) + SO₂ + H₂O

2Fe + 6H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

(**) Chú ý: Sản phẩm sinh ra trong phản ứng của Fe với HNO₃ hoặc H₂SO₄ đậm đặc là muối sắt (III), nhưng nếu sau phản ứng có Fe dư hoặc có Cu thì tiếp tục xảy ra phản ứng:

2Fe³⁺ + Fe → 3Fe²⁺

hoặc 2Fe³⁺ + Cu → 2Fe²⁺ + Cu²⁺

B. Phương pháp giải

Phương pháp giải các bài tập dạng này chủ yếu là sử dụng định luật bảo toàn electron. Ngoài ra có thể sử dụng định luật bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố, bảo toàn điện tích, phương pháp đường chéo và tính toán theo phương trình phản ứng.

Fe khi tác dụng với các chất oxi hóa mạnh như dung dịch HNO₃, H₂SO₄ đặc nóng, nếu kim loại dư thì muối sắt tạo thành trong dung dịch là muối sắt (II).

C. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho a gam Fe tác dụng với dung dịch HNO₃ thu được 2,24 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc), dung dịch X và còn dư 5,6 gam Fe. Cô cạn X thu được b gam muối khan. Giá trị của a, b lần lượt là

A. 14,0; 27,0.

B. 8,4; 27,0.

C. 14,0; 36,3.

D. 11,2; 27,0.

Lời giải chi tiết

${\mathrm{n}}_{\mathrm{NO}}=\frac{2,24}{22,4}=0,1\mathrm{mol}$

Do sau phản ứng còn dư Fe nên muối thu được là muối sắt (II)

Quá trình cho nhận electron:

Bảo toàn electron: 2n_{Fe phản ứng} = 3n_NO

$\to {\mathrm{n}}_{\mathrm{Fe}\mathrm{phan}\mathrm{ung}}=\frac{3.0,1}{2}=0,15\mathrm{mol}$

Ta có: a = m_{Fe phản ứng} + m_{Fe dư} = 0,15.56 + 5,6 = 14 gam

Bảo toàn nguyên tố:

${\mathrm{n}}_{\mathrm{Fe}{\left({\mathrm{NO}}_3\right)}_2}={\mathrm{n}}_{\mathrm{Fe}\mathrm{phan}\mathrm{ung}}=0,15\mathrm{mol}$

$\to \mathrm{b}={\mathrm{m}}_{\mathrm{Fe}{\left({\mathrm{NO}}_3\right)}_2}=0,15.180=27\mathrm{gam}$

Chọn A.

Ví dụ 2: Cho a gam Fe vào 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm HNO₃ 0,8M và Cu(NO₃)₂ 1M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 0,92a gam hỗn hợp kim loại và khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N⁺⁵). Giá trị của a là

A. 8,4.

B. 11,0.

C. 11,2.

D. 5,6.

Lời giải chi tiết

$$\begin{gathered} {\mathrm{n}}_{{\mathrm{HNO}}_3}=0,08\mathrm{mol}; \\ {\mathrm{n}}_{{\mathrm{Cu}}^{2+}}=0,1\mathrm{mol} \end{gathered}$$

$\to {\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}^{+}}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{NO}}_3^{-}}=0,08\mathrm{mol}$

Gọi số mol của Fe phản ứng là x mol

Quá trình cho nhận electron:

Bảo toàn electron: 2x = 0,06 + 0,2

→ x = 0,13

Ta có: m_giảm = a – 0,92a = 0,08a gam

Lại có m_giảm = m_{Fe phản ứng} – m_Cu = 0,13.56 – 0,1.64 = 0,88 gam

→ 0,08a = 0,88

→ a = 11

Chọn B.

Ví dụ 3: Cho m gam bột Fe vào dung dịch HNO₃ lấy dư, ta được hỗn hợp gồm hai khí NO₂ và NO có thể tích 8,96 lít (đktc) và tỉ khối đối với O₂ bằng 1,3125. Thành phần phần trăm theo thể tích của NO, NO₂ và khối lượng m của Fe đã dùng là

A. 25% và 75%; 1,12 gam.

B. 25% và 75%; 11,2 gam.

C. 35% và 65%; 11,2 gam.

D. 45% và 55%; 1,12 gam.

Lời giải chi tiết

Đặt số mol của NO₂ và NO là x và y

$$\begin{gathered} \left\{\begin{array}{l}46\mathrm{x}+30\mathrm{y}=1,3125.32.0,4\\ \mathrm{x}+\mathrm{y}=0,4\end{array}\right. \\ \to \left\{\begin{array}{l}\mathrm{x}=0,3\\ \mathrm{y}=0,1\end{array}\right. \\ \to \left\{\begin{array}{l}\%{\mathrm{NO}}_2=75\%\\ \%\mathrm{NO}=25\%\end{array}\right. \end{gathered}$$

Áp dụng định luật bảo toàn electron cho các chất khử và oxi hóa ta có:

$$\begin{gathered} 3{\mathrm{n}}_{\mathrm{Fe}}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{NO}}_2}+3{\mathrm{n}}_{\mathrm{NO}} \\ \to {\mathrm{n}}_{\mathrm{Fe}}=0,2\mathrm{mol} \\ \to {\mathrm{m}}_{\mathrm{Fe}}=0,2.56=11,2\mathrm{gam} \end{gathered}$$

Chọn B.

D. Bài tập tự luyện

Câu 1: Cho m gam Fe vào dung dịch chứa 1,38 mol HNO₃, đun nóng đến kết thúc phản ứng còn 0,75m gam chất rắn không tan và có 0,38 mol hỗn hợp NO, NO₂ (không còn sản phẩm khử khác) thoát ra ở đktc. Giá trị của m là

A. 70.

B. 56.

C. 84.

D. 112.

Câu 2: Cho 8,4 gam Fe vào dung dịch HNO₃ loãng. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 2,688 lít khí NO (đktc, là sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch A. Khối lượng Fe(NO₃)₃ trong dung dịch A là

A. 14,95 gam.

B. 21,95 gam.

C. 16,54 gam.

D. 14,52 gam.

Câu 3: Cho 27,75 gam hỗn hợp A gồm Fe, Fe₃O₄ tác dụng với 300 ml dung dịch HNO₃ aM. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 3,36 lít khí NO, là sản phẩm khử duy nhất (đktc), dung dịch B và 2,19 gam kim loại chưa tan. Giá trị của a là

A. 3,2.

B. 1,2.

C. 2,4.

D. 1,6.

Câu 4: Hòa tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu (tỉ lệ mol 1:1) bằng axit HNO₃, thu được V lít (đktc) hỗn hợp khí X (gồm NO và NO₂) và dung dịch Y (chỉ chứa hai muối và axit dư). Tỉ khối của X đối với H₂ bằng 19. Giá trị của V là

A. 2,24 lít

B. 4,48 lít

C. 5,60 lít

D. 3,36 lít

Câu 5: Cho 12 gam hỗn hợp hai kim loại Fe, Cu tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO₃ 63%. Sau phản ứng thu được dung dịch A và 11,2 lít khi NO₂ duy nhất (đktc). Nồng độ % các chất có trong dung dịch A là

A. 33,66% và 28,48%.

B. 27,19% và 21,12%.

C. 27,19% và 72,18%.

D. 78,88% và 21,12%.

Câu 6: Hòa tan hoàn toàn 11,2 gam Fe vào HNO₃ dư, thu được dung dịch A và 6,72 lít hỗn hợp khí B gồm NO và một khí X, với tỉ lệ thể tích là 1:1. Khí X là

A. NO₂.

B. N₂.

C. N₂O.

D. NO.

Câu 7: Cho hỗn hợp gồm 1,12 gam Fe và 1,92 gam Cu vào 400 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm H₂SO₄ 0,5M và NaNO₃ 0,2M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X và khí NO (sản phẩm khử duy nhất). Cho V ml dung dịch NaOH 1M vào dung dịch X thì khối lượng kết tủa thu được là lớn nhất. Giá trị tối thiểu của V là

A. 240.

B. 120.

C. 360.

D. 400.

Câu 8: Cho m gam Fe vào dung dịch chứa đồng thời H₂SO₄ và HNO₃ thu được dung dịch X và 4,48 lít NO (duy nhất). Thêm tiếp H₂SO₄ vào X thì lại thu được thêm 1,792 lít khí NO duy nhất nữa và dung dịch Y. Dung dịch Y hòa tan vừa hết 8,32 gam Cu không có khí bay ra (các khí đo ở đktc). Khối lượng của Fe đã cho vào là

A. 11,2 gam.

B. 16,24 gam.

C. 16,8 gam.

D. 9,6 gam.

Câu 9: Cho m gam bột Fe vào 800 ml dung dịch hỗn hợp gồm AgNO₃ 0,2M và HNO₃ 0,25M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 1,4m gam hỗn hợp kim loại và V lít khí NO (duy nhất, ở đktc). Giá trị của m và V lần lượt là

A. 21,50 và 1,12

B. 25,00 và 2,24

C. 8,60 và 1,12

D. 28,73 và 2,24

Câu 10: Hòa tan hoàn toàn một lượng hỗn hợp X gồm Fe₃O₄ và FeS₂ trong 63 gam HNO₃, thu được 1,568 lít NO₂ (đktc). Dung dịch thu được cho tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch NaOH 2M, lọc kết tủa đem đến khối lượng không đổi thu được 9,76 gam chất rắn. Nồng độ % của dung dịch HNO₃ có giá trị là

A. 47,2%

B. 46,2%

C. 46,6%

D. 44,2%

ĐÁP ÁN

Xem thêm các dạng bài tập và công thức Hoá học lớp 12 hay, chi tiết khác:

Cách xác định công thức oxit sắt, hợp chất của sắt hay nhất

Các dạng bài toán quy đổi và cách giải

Bài tập tổng hợp về Cu, Zn, Cr, Sn, Pb và cách giải

Trắc nghiệm lý thuyết Chương 8 Phân biệt một số hợp chất vô cơ có lời giải

Trắc nghiệm lý thuyết Chương 9 Hóa học và vấn đề Phát triển kinh tế, xã hội, môi trường có lời giải