Giải Hóa 12 SGK nâng cao Chương 7 Bài 40 Sắt

Hãy cho biết:

a. Vị trí của sắt trong bảng tuần hoàn.

b. Cấu hình electron nguyên tử và các ion sắt.

c. Tính chất hóa học cơ bản của sắt (dẫn ra những phản ứng minh hoạ, viết phương trình hóa học).

Hướng dẫn giải:

Câu a:

Vị trí của sắt trong bảng tuần hoàn

- Sắt là kim loại chuyển tiếp ở nhóm VIIIB, chu kỳ 4, ô 26.

Câu b:

Cấu hình electron nguyên tử và các ion sắt

- Cấu hình electron nguyên tử: ls²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s² hoặc viết gọn [Ar]3p⁶4s².

→ Sắt thuộc nhóm nguyên tố d

Câu c:

- Tính chất hóa học cơ bản của sắt

- Sắt có tính khử trung bình. Các số oxi hóa phổ biến của sắt là +2 và +3.

Fe + S → FeS   (đk: nhiệt độ)

2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃   (đk: nhiệt độ)

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

---

Đốt nóng một ít bột sắt trong bình đựng khí oxi. Sau đó để nguội và cho vào bình đựng dung dịch HCl. Lập luận về các trường hợp có thể xảy ra và viết các phương trình phản ứng hóa học.

Hướng dẫn giải:

3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄

Nếu oxi dư 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃

* Sản phẩm có Fe₃O₄ và có thể có Fe dư cho vào dung dịch HCl.

Fe₃O₄ + 8HCl → FeCl₂ + 2FeCl₃ + 4H₂O

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑

* Nếu lượng O₂ trong bình dư chất rắn sau phản ứng có Fe₂O₃cho vào dung dịch HCl dư.

Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O

---

Hãy dùng thuốc thử tự chọn để có thể phân biệt được hai kim loại sau: Al, Fe, Mg, Ag. Trình bày cách nhận biết và viết các phương trình phản ứng hóa học.

Hướng dẫn giải:

Thuốc thử: dung dịch HCl và dung dịch NaOH

- Hòa tan kim loại bằng dd NaOH nhận ra nhôm do nhôm tan ra:

2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂

- Hòa tan 3 kim loại còn lại bằng dung dịch HCl, nhận ra Ag vì không tan còn Fe, Mg tan ra.

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂

- Nhỏ dd NaOH vào 2 dung dịch thu được:

+ Nhận ra dd MgCl₂ do tạo thành kết tủa màu trắng.

    MgCl₂ + 2NaOH → Mg(OH)₂↓ + 2NaCl

+ Nhận ra dung dịch FeCl₂ do tạo kết tủa trắng xanh chuyển dần sang màu đỏ nâu:

    FeCl₂ + 2NaOH → Fe(OH)₂↓ trắng xanh + 2NaCl

    4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂0 → 4Fe(OH)₃↓ nâu đỏ

---

Cho một hỗn hợp gồm có 1,12 g Fe và 0,24 g Mg tác dụng với 250 ml dung dịch CuSO₄. Phản ứng thực hiện xong, người ta thu được kim loại có khối lượng là 1,88 g. Tính nồng độ mol của dung dịch CuSO₄ đã dùng.

Hướng dẫn giải:

Trước phản ứng có 1,12 + 0,24 = 1,36 gam kim loại, sau phản ứng có l,88g.

Mg + CuSO₄ → MgSO₄ + Cu (1)

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu (2)

Theo (1) 24 g Mg phản ứng tạo 64 g Cu khối lượng tăng 40 g.

⇒ 0,24 g Mg phản ứng tạo 0,64 g Cu khối lượng tăng 0.4 g

⇒ n_Cu = 0,64/64 = 0,01 mol

Theo bài cho từ 1.36 gam kim loại sau phản ứng thu được 1.88 g tăng 0.52 g

→ Fe đã phản ứng và làm khối lượng tăng thêm 0,12 gam nữa.

Theo (2) 1 mol (56 g) Fe phản ứng tạo ra 1 mol(64 g) Cu khối lượng tăng 8 g.

→ n_Cu = 0,12/8 = 0,015 mol

n_CuSO4 = 0,01 + 0,015 = 0,025 mol

C_{M CuSO4} = 0,025/0,25 = 0,1 M

---

Hòa tan 58 gam muối CuSO₄.5H₂O trong nước, được 500 ml dung dịch.

a. Tính nồng độ mol của dung dịch CuSO₄ đã pha chế.

b. Cho dần mạt sắt đến dư vào dung dịch trên. Trình bày hiện tượng quan sát được và giải thích. Viết phương trình hóa học dạng phân tử và dạng ion rút gọn. Cho biết vai trò của các chất tham gia phản ứng. Khối lượng kim loại sau phản ứng tăng hay giảm là bao nhiêu gam?

Hướng dẫn giải:

1 mol CuSO₄.5H₂O (250 g) có 1 mol CuSO₄ (160 g)

⇒ 58 g CuSO₄.5H₂O có 0,232 mol CuSO₄

Câu a:

C_{M CuSO4} = 0,232 : 0,5 = 0,464 M

Câu b:

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

Hiện tượng: mạt sắt tan dần, màu xanh của dung dịch nhạt dần có chất màu đỏ xuất hiện

Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu

Fe → Fe²⁺ + 2e

Fe là chất khử

Cu²⁺ + 2e → Cu

Cu²⁺ là chất oxi hóa

* Theo phương trình phản ứng :

1 mol Fe(56) phản ứng với 1 mol CuSO₄ tạo ra 1 mol Cu(64) khối lượng tăng 8 g.

⇒ Fe phản ứng với 0,232 mol CuSO₄ tạo ra 0,232 mol Cu(64) khối lượng tăng 1,856 g.

 

Trên đây là nội dung chi tiết Giải bài tập nâng cao Hóa 12 Chương 7 Sắt, với hướng dẫn giải chi tiết, rõ ràng, trình bày khoa học. Hoc247 hy vọng đây sẽ là tài liệu hữu ích giúp các bạn học sinh lớp 12 học tập thật tốt!