Toptailieu.vn biên soạn và giới thiệu Cách xác định công thức oxit sắt, hợp chất của sắt hay, chi tiết, từ cơ bản đến nâng cao giúp học sinh nắm vững kiến thức về Cách xác định công thức oxit sắt, hợp chất của sắt, từ đó học tốt môn Hoá.

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

A. Lý thuyết ngắn gọn

Trong các phản ứng hóa học, ion Fe²⁺ dễ nhường 1e để thành ion Fe³⁺ : Fe²⁺  →  Fe³⁺  +  1e  . Như vậy, tính chất hóa học đặc trưng của hợp chất sắt (II) là tính khử (song vẫn có tính oxi hóa)

Trong các phản ứng hóa học, ion Fe³⁺ có khả năng nhận 1 hoặc 3e để trở thành ion Fe²⁺ hoặc Fe:  Fe³⁺ + 1e  → Fe²⁺; Fe³⁺ + 3e → Fe. Như vậy, tính chất hóa học đặc trưng của hợp chất sắt (III) là tính oxi hóa.

B. Phương pháp giải

Bước 1: Đặt công thức tổng quát Fe_xO_y

Bước 2: Viết phương trình hóa học

Bước 3: Lập phương trình toán học dựa vào các ẩn số theo cách đặt

Bước 4: Giải phương trình toán học

Các phương pháp sử dụng: Bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng, tăng giảm khối lượng.

C. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Fe_xO_y và FeS vừa đủ trong 180 ml HNO₃ 1M thu được dung dịch Y không chứa muối sunfat và 2,016 lít khí NO₂ (đktc). Cho dung dịch Ba(OH)₂ dư vào dung dịch Y để tạo ra kết tủa Z. Lọc lấy phần kết tủa Z và nung trong không khí đến khối lượng không đổi thì thu được 4,73 gam chất rắn. Phần trăm khối lượng Fe_xO_y trong hỗn hợp X là

A. 64,5%.

B. 78,43%.

C. 32,25%.

D. 21,57%.

Lời giải chi tiết

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố đối với N ta có:

$$\begin{gathered} {\mathrm{n}}_{{\mathrm{HNO}}_3}=3{\mathrm{n}}_{\mathrm{Fe}{\left({\mathrm{NO}}_3\right)}_3}+{\mathrm{n}}_{{\mathrm{NO}}_2} \\ \to {\mathrm{n}}_{\mathrm{Fe}{\left({\mathrm{NO}}_3\right)}_3}=0,03\mathrm{mol} \end{gathered}$$

$\to \left\{\begin{array}{l}{\mathrm{n}}_{{\mathrm{Fe}}_2{\mathrm{O}}_3}=0,015\mathrm{mol}\\ {\mathrm{n}}_{{\mathrm{BaSO}}_4}=0,01\mathrm{mol}\end{array}\right.$

Quy đổi hỗn hợp X thành

$\left\{\begin{array}{l}\mathrm{Fe}:0,03\mathrm{mol}\\ \mathrm{S}:0,01\mathrm{mol}\\ \mathrm{O}:\mathrm{a}\mathrm{mol}\end{array}\right.$

→ 3.0,03 + 0,01.6 = 2a + 0,09

→ a = 0,03

→ Fe₂O₃

Phần trăm khối lượng Fe₂O₃ trong hỗn hợp X là

$\frac{0,02.56+0,03.16}{0,03.56+0,01.32+0,03.16}.100\%=64,5\%$

Chọn A.

Ví dụ 2: Oxi hóa hoàn toàn 5,6 gam Fe, sau phản ứng thu được 8 gam một oxit. Công thức oxit sắt thu được là

A. FeO.

B. Fe₃O₄.

C. Fe₂O₃.

D. không xác định.

Lời giải chi tiết

${\mathrm{n}}_{\mathrm{Fe}}=\frac{5,6}{56}=0,1\mathrm{mol}$

Theo bảo toàn khối lượng ta có: m_Fe + m_O = m_oxit

→ 5,6 + m_O = 8

→ m_O = 2,4 gam

${\mathrm{n}}_{\mathrm{O}}=\frac{2,4}{16}=0,15\mathrm{mol}$

→ n_Fe : n_O = 0,1 : 0,15 = 2 : 3

Vậy công thức phân tử của oxit là Fe₂O₃

Chọn C.

Ví dụ 3: Khử hoàn toàn 4,06 gam một oxit sắt bằng CO ở nhiệt độ cao thành kim loại. Dẫn toàn bộ lượng khí sinh ra vào bình đựng dung dịch Ca(OH)₂ dư thấy tạo thành 7 gam kết tủa. Công thức của oxit sắt là

A. FeO.

B. Fe₃O₄.

C. Fe₂O₃.

D. không xác định.

Lời giải chi tiết

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

Theo phương trình hóa học ta có:

_{${\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{CaCO}}_3}=\frac{7}{100}=0,07\mathrm{mol}$}

${\mathrm{n}}_{\mathrm{O}\left(\mathrm{oxit}\right)}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}=0,07\mathrm{mol}$

→ m_{O (oxit)} = 0,07.16 = 1,12 gam

→ m_Fe = 4,06 – m_{O (oxit)} = 2,94 gam

$\to {\mathrm{n}}_{\mathrm{Fe}}=\frac{2,94}{56}=0,052\mathrm{mol}$

$\to \frac{{\mathrm{n}}_{\mathrm{Fe}}}{{\mathrm{n}}_{\mathrm{O}\left(\mathrm{oxit}\right)}}=\frac{0,052}{0,07}=\frac{3}{4}$

Vậy oxit sắt có công thức phân tử là Fe₃O₄

Chọn B.

D. Bài tập tự luyện

Câu 1: Khử hoàn toàn 11,6 gam oxit sắt bằng CO ở nhiệt độ cao. Sản phẩm khí dẫn vào dung dịch Ca(OH)₂ dư, tạo ra 20 gam kết tủa. Công thức của oxit sắt là

A. FeO

B. Fe₂O₃ 

C. Fe₃O₄

D. không xác định được

Câu 2: Cho 4,48 lít khí CO (ở đktc) từ từ đi qua ống sứ đựng 8 gam một oxit sắt đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Khí thu được sau phản ứng có tỉ khối so với hiđro bằng 20. Công thức của oxit sắt và phần trăm thể tích của khí CO₂ trong hỗn hợp khí sau phản ứng là

A. Fe₃O₄; 75%.

B. Fe₂O₃; 75%.

C. Fe₂O₃; 65%.

D. FeO; 75%.

Câu 3: Hòa tan hoàn toàn a gam một oxit sắt bằng H₂SO₄ đặc nóng thấy thoát ra khí SO₂ duy nhất. Trong thí nghiệm khác, sau khi khử hoàn toàn cũng a gam oxit đó bằng CO ở nhiệt độ cao rồi hòa tan lượng sắt tạo thành bằng H₂SO₄ đặc nóng thì thu được lượng khí SO₂ nhiều gấp 9 lần lượng khí SO₂ ở thí nghiệm trên. Công thức của oxit sắt là

A. FeO.

B.  Fe₂O₃ .

C. Fe₃O₄.

D. FeCO₃.

Câu 4: Cho 0,01 mol một hợp chất của sắt tác dụng hết với H₂SO₄ đặc nóng, dư, chỉ thoát ra khí SO₂ với thể tích 0,112 lít (ở đktc là sản phẩm khử duy nhất). Công thức của hợp chất sắt đó là

A. FeS.

B. FeO.

C. FeS₂. 

D. FeCO₃.

Câu 5: Cho hỗn hợp gồm bột nhôm và oxit sắt. Thực hiện hoàn toàn phản ứng nhiệt nhôm (giả sử chỉ có phản ứng oxit sắt thành Fe) thu được hỗn hợp rắn B có khối lượng 19,82g. Chia hỗn hợp B thành 2 phần bằng nhau.

- Phần 1: cho tác dụng với một lượng dư dung dịch NaOH thu được 1,68 lít khí H₂ ( đktc).  

- Phần 2: cho tác dụng với một lượng dư dung dịch HCl thì có 3,472 lít khí H₂ ( đktc) thoát ra.   

Công thức của oxit sắt là

A. Fe₂O₃

B. Fe₃O₄

C. FeO

D. Không xác định được

Câu 6: Khử hoàn toàn 4,06g oxit kim loại bằng CO ở nhiệt độ cao tạo kim loại và khí. Khí sinh ra cho hấp thụ hết vào dung dịch Ca(OH)₂ dư  tạo 7 g kết tủa. kim loại sinh ra cho tác dụng hết với dung dịch HCl dư thu được 1,176l khí H₂ (đktc).

Oxit kim loại là

A. Fe₂O₃

B. ZnO

C. Fe₃O₄ 

D. đáp án khác

Câu 7: X là một oxit sắt. Biết 16 gam X tác dụng vừa đủ với 300 ml dung dịch HCl 2M.  X là:

A. FeO

B. Fe₂O₃ 

C. Fe₃O₄ 

D. Không xác định được

Câu 8: Dùng CO dư để khử hoàn toàn m gam bột oxit sắt thành sắt, dẫn toàn bộ lượng khí sinh ra đi thật chậm vào 1,0 lít dung dịch Ba(OH)₂ 0,1M; thu được 9,85g kết tủa. Mặt khác hòa tan hết sắt thu được ở trên bằng dung dịch HCl dư rồi cô cạn thì thu được 12,7g muối khan. Công thức của oxit ban đầu là

A. FeO.

B. Fe₃O₄. 

C. Fe₂O₃. 

D. Cả A và C đúng.

Câu 9: Khử 2,4g hỗn hợp gồm CuO và một oxit sắt có tỉ lệ số mol 1 : 1. Sau phản ứng thu được 1,76g chất rắn, đem hòa tan vào dung dịch HCl thấy bay ra 0,448 lít khí (đktc). Oxit sắt đó là

A. FeO.

B. Fe₂O₃.

C. Fe₃O₄.

D. Cả A và B đều đúng.

Câu 10: Đốt cháy hoàn toàn 16,8 gam Fe trong khí O₂ cần vừa đủ 4,48 lít O₂ (đktc) tạo thành một oxit sắt. Công thức phân tử của oxit đó là công thức nào sau đây?

A. FeO

B. Fe₂O₃

C. Fe_3­O₄

D. Không xác định được

ĐÁP ÁN

Xem thêm các dạng bài tập Hoá học 12 hay, chi tiết khác:

Trắc nghiệm lý thuyết Chương 7 Crom sắt đồng có lời giải

Các dạng bài tập về sắt và hợp chất của sắt tác dụng với HNO3 hoặc H2SO4 đặc hay nhất

Các dạng bài toán quy đổi và cách giải

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

Công thức tính khối lượng muối thu được khi cho hỗn hợp sắt và các oxit sắt tác dụng với dung dịch HNO3 hay nhất