Chuyên đề: Sắt và hợp chất của sắt

	 SẮT VÀ HỢP CHẤT CỦA SẮT.
Phần 1. Nội dung trọng tâm:
A. Lý thuyết: 	- Vị trí của Fe, cấu trúc e của Fe, của ion tương ứng.
	 - Tính chất hoá học của Fe.
	 - Tính chất hoá học, cách điều chế của các hợp chất của sắt: FeO, Fe2O3, Fe3O4, Fe(OH)2, Fe(OH)3.
	 - Hợp kim của Fe ( Gang , thép) + Sản xuất gang thép. 
I. Cấu tạo của Fe: 
	:1s2 2s2 2p6 3s23p63d6 4s2.
- Qua cấu tạo lớp vỏ e ta thấy sắt có hai e ở lớp vỏ ngoài cùng ® dễ nhường hai electron (ở lớp thứ 4) này
	Fe – 2e- ® Fe2+	. Cấu hình electron của Fe2+: :1s2 2s2 2p6 3s23p63d6 
- Xét phân lớp 3d6, để đạt cơ cấu bán bão hoà , phân lớp này sẽ cho đi một electron để đạt 3d5.
	Fe2+ - 1e- ® Fe3+	. Cấu hình electron của Fe3+: :1s2 2s2 2p6 3s23p63d5
Vì thế , sắt có hai hoá trị là (II) và (III).
II.Lý tính:Rắn , có màu trắng xám, dẻo , dễ rèn , dẫn điện , nhiệt tốt (sau Cu, Al), có từ tính.
III.Hoá tính :Có tính khử và sản phẩm tạo thành có thể Fe2+, Fe3+.
a.Phản ứng phi kim trung bình ,yếu(S,I2,)
 Fe + S t0 FeS
 Fe + I2 FeI2
* Phản ứng với phi kim mạnh (Cl2,Br2. . .)
2Fe + 3Cl2 2FeCl3
2Fe + 3Br2 2FeBr3
-Khi phản ứng với oxy trong không khí ẩm hoặc nước giàu oxy, Fe tạo thành Fe(OH)3:
	4Fe + 6H2O + 3O2 4Fe(OH)3
- Khi đốt cháy sắt trong không khí :
	3Fe + 2O2 Fe3O4
b.Phản ứng axit (khác HNO3, H2SO4đ)
Fe + 2HCl FeCl2 + H2
Fe + H2SO4 loãng FeSO4 + H2
Phản ứng với HNO3 và H2SO4 đặc
2Fe + 6H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3SO2+ 6H2O.
Fe + 4HNO3 loãng Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
Phản ứng với hơi H2O ở nhiệt độ cao:
Fe + H2O FeO + H2
3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2
	d. Phản ứng với dung dịch muối: luôn tạo muối Fe2+.
	Fe + CuSO4 ® FeSO4 + Cu	Fe + 2FeCl3 ® 3FeCl2
	e. Phản ứng với oxit: Chỉ phản ứng CuO.
	2Fe + 3CuO Fe2O3 + 3Cu.
	Chú ý: Fe, Al,( Cr, Ni ) không phản ứng được với HNO3 đặc nguội và H2SO4 đặc nguội.
	IV. Điều chế:
	a. Trong phòng thí nghiệm: Dùng phương pháp thủy luyện( dùng kim loại có tính khử mạnh hơn Fe để 	khử muối Fe2+, Fe3+).
	FeCl2 + Mg ® Fe + MgCl2.	FeCl3 + Al ® AlCl3 + Fe
	b. Trong công nghiệp: Sắt được điều chế ở dạng gang thép qua quá trình phản ứng sau đây:
oxi hoá
tạp chất
O2
t0
+CO
8000C
+CO
600t0C
+CO
4000C
 Quặng Sắt Fe2O3 Fe3O4 FeO Fe( gang) Fe( thép).
Tên các quặng sắt: 	- Hê matic đỏ: Fe2O3 khan.	Xiđeric : FeCO3 
Hêmatic nâu: Fe2O3.nH2O Nhóm A 	Pirit : FeS2. Nhóm B ( muối)
Manhêtit : Fe3O4.	( Oxit)
- Các quặng ở nhóm A không cần oxi hóa ở giai đoạn đầu.
- Các quặng ở nhóm B ta phải oxi hoá ở gian đoạn đầu để tạo ra oxit.
 	4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2.
 	4FeCO3 + O2 2Fe2O3 + 4CO2.
V. HỢP CHẤT SẮT:
Hợp chất Fe2+: Có tính khử và tính oxi hoá ( vì có số oxi hoá trung gian).
Tính khử:
	Fe2+ ® Fe3+: 2FeCl2 + Cl2 ® 2FeCl3.
Tính oxi hoá: Fe2+ ® Fe.
FeCl2 + Mg ® Fe + MgCl2.
FeO + CO Fe + CO2
FeO + H2 Fe + H2O.
Hợp chất Fe3+. ( có số oxi hoá cao nhất) nên bị khử về Fe2+ hay Fe thuỳ thuộc vào chất khử mạnh hay chất khử yếu.
	a. Fe3+ ® Fe2+: Cho Fe3+ phản ứng với kim loại từ Fe cho đến Cu trong dãy hoạt động của kim loại.
	 · 2FeCl3 + Fe ® 3FeCl2.
	 · 2FeCl3 + Cu ® 2FeCl2 + CuCl2.
 	b. Fe3+ ® Fe: Cho Fe3+ phản ứng pứ với kim loại từ Mg đến Cr ( kim loại đứng trước Fe : không phải kim loại kiềm, Ba và Ca).
	 · FeCl3 + Al ® AlCl3 + Fe
	 · 2FeCl3 + 3Mg ® 3MgCl2 + 2Fe.
Một số hợp chất quan trọng của Fe.
Fe3O4 là một oxit hỗn hợp của FeO và Fe2O3, vì thế khi phản ứng với axit ( không phải là H2SO4 đặc, hay HNO3) ta lưu ý tạo cả hai muối Fe2+ và Fe3+.
	Fe3O4 + 8HCl ® FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O.
Fe(OH)2: kết tủa màu trắng xanh, để lâu ngoài không khí hoặc khi ta khoáy kết tủa ngoài không khí thì phản ứng tạo tủa đỏ nâu Fe(OH)3.
	4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3.
nung trong 
chân không
Khi nung Fe(OH)2 tuỳ theo điều kiện phản ứng:
	Fe(OH)2 	 FeO + H2O.
nung trong 
không khí
	4Fe(OH)2 + O2	 3Fe2O3 + 4H2O
Phản ưng với axit có tính oxi hoá ( HNO3, H2SO4 đặc)
FeO	NO
Fe3O3	HNO3	NO2
Fe(OH)2 + 	H2SO4 Fe3+ + H2O + 	SO2
FeCO3	
VI. HỢP KIM CỦA SẮT: 
Gang: Là hợp kim sắt –cabon và một số nguyên tố khác: Hàm lượng Cacbon từ 2% à 5%.
Sản xuất Gang: 
	* Nguyên tắc: Khử Fe trong oxit bằng CO ở nhiệt độ cao ( phương pháp nhiệt luyện).
	Và quá trình này diễn ra nhiều giai đoạn: Fe2O3 ® Fe3O4 ® FeO ® CO.
	* Các giai đoạn sản xuất gang: 
	GĐ 1: phản ứng tạo chất khử. 
	- Than cốc được đốt cháy hoàn toàn: (1) C + O2 ® CO2 	; (2). CO2 + C CO.
	GĐ 2: * Oxit Fe bị khử bởi CO về Feo.
	(3) CO + 3Fe2O3 2Fe3O4 + CO2	
	(4) CO + Fe3O4 FeO + CO2
	(5) CO + FeO Fe + CO2.
	* Phản ứng tạo sỉ: ( tạo chất chảy – chất bảo vệ không cho Fe bị oxi hoá).
	(6) CaCO3 CaO + CO2	(7) CaO + SiO2 CaSiO3.
	GĐ 3:	Sự tạo thành gang: 
	Fe có khối lượng riêng lớn nên chảy xuống phần đáy. Sỉ nổi trên bề mặt của gang có tác dụng bảo vệ Fe ( Không cho Fe bị oxi hoá bởi oxi nén vào lò).
	- Ở trạng thái nóng chảy: Fe có khả năng hoà tan được C và lượng nhỏ các nguyên tố Mn, Si tạo thành gang.
	2. Thép: Thép là hợp kim Fe – C ( Hàm lượng C : 0,1 à 2%).
	* Sản xuất thép: 
	( Trong một số ứng dụng: Tính chất vật lí của gang không phù hợp khi sản suất các vật dụng như dòn, độ cứng cao, dễ bị gãy Nguyên nhân chính là do tỉ lệ C, Mn, S, P  trong gang cao vì vậy cần phải giảm hàm lượng của chúng bằng cách oxi hoá C, Mn , P, S thành dạng hợp chất , Khi hàm lượng của các tạp chất này thấp thì tính chất vật lí được thay đổi phù hợp với mục đích sản xuất, hợp chất mới được gọi là thép).
	* Nguyên tắc: Oxi hoá các tạp chất có trong gang ( Si, Mn, C, S, P) thành Oxit nhằm làm giảm hàm lượng của chúng.
	* Các giai đoạn sản xuất thép: 
	- Nén oxi vào lò sản suất ( Gang, sắt thép phế liệu) ở trạng thái nóng chảy.
	- * GĐ 1: Oxi cho vào oxi hoá các tạp chất có trong gang theo thứ tự sau:
	(1) 	Si + O2 SiO2	
	 	(2) 	Mn + O2 MnO2	Mn + FeO ® MnO + Fe
	 	(3) 	2C + O2 2CO	CaO + SiO2 ® CaSiO3
	 	(4)	S + O2 SO2	3CaO + P2O5 ® Ca3(PO4)2
	 	(5) 	4P + 5O2 2P2O5.
	* Phản ứng tạo sỉ: ( Bảo về Fe không bị oxi hoá)
	CaO + SiO2 ® CaSiO3
	3CaO + P2O5 ® Ca3(PO4)2
	Khi có phản ứng 2Fe + O2 ® 2FeO thì dừng việc nén khí.
GĐ 2: Cho tiếp Gang có giàu Mn vào.
	Lượng FeO vừa mới tạo ra sẽ bị khử theo phản ứng: 
	Mn + FeO MnO + Fe.
	Mục đích: hạ đến mức thấp nhất hàm lượng FeO trong thép.
GĐ 3: Điều chỉnh lượng C vào thép để được loại thép theo đúng ý muốn.
III. MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP VẬN DỤNG 
1. Dạng hỗn hợp sắt và các oxit phản ứng với chất oxi hóa mạnh:
Đề bài: Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được m gam muối khan. Tính m ?
Phân tích đề: Ta coi như trong hỗn hợp X ban đầu gồm Fe và O. Như vậy xét cả quá trình chất nhường e là Fe chất nhận e là O và . Nếu chúng ta biết được số tổng số mol Fe trong X thì sẽ biết được số mol muối Fe(NO3)3 trong dung dịch sau phản ứng. Do đó chúng ta sẽ giải bài toán này như sau:
Giải: Số mol NO = 0,06 mol.
Gọi số mol Fe và O tương ứng trong X là x và y ta có: 56x + 16y = 11,36 (1).
Quá trình nhường và nhận e: 
Chất khử	Chất oxi hóa
y
2y
y
3x
x
Tổng electron nhường: 3x (mol)	Tổng electron nhận: 2y + (mol)
 Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x = 2y + (2)
Từ (1) và (2) ta có hệ 
Giải hệ trên ta có x = 0,16 và y = 0,15 
Như vậy mol vậy m = 38,72 gam.
Với bài toán này ta cũng có thể quy về bài toán kinh điển: Đốt m gam sắt sau phản ứng sinh ra 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 . Hỗn hợp này phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). 
Chúng ta sẽ tính m rồi từ suy ra số mol Fe và từ đó tính số mol của sắt.
 Phát triển bài toán: 
Trường hợp 1: Cho nhiều sản phẩm sản phẩm khử như NO2, NO ta có vẫn đặt hệ bình thường tuy nhiên chất nhận e bây giờ là HNO3 thì cho 2 sản phẩm. 
Trường hợp 2: Nếu đề ra yêu cầu tính thể tích hoặc khối lượng của HNO3 thì ta tính số mol dựa vào bảo toàn nguyên tố N khi đó ta sẽ có:
2. Dạng đốt cháy Sắt trong không khí rồi cho sản phẩm phản ứng với chất oxi hóa 
Đề bài 1: Nung nóng 12,6 gam Fe ngoài không khí sau một thời gian thu được m gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 . Hỗn hợp này phản ứng hết với dung dịch H2SO4 đặc nóng (dư), thu được 4,2 lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Tính m?
Phân tích đề: Sơ đồ phản ứng
Fe phản ứng với Oxi cho 3 sản phẩm oxit và lượng sắt dư, sau đó hỗn hợp oxit này phản ứng với H2SO4 đặc nóng đưa lên sắt +3. Trong quá trình Oxi nhận e để đưa về O2- có trong oxit và H2SO4(+6) nhận e để đưa về SO2 (+4). 
Như vậy: 	+ Khối lượng oxit sẽ là tổng của khối lượng sắt và oxi. 
	+ Cả quá trình chất nhường e là Fe chất nhận là O và H2SO4.
Giải:Ta có , nFe = 0,225 mol
Gọi số mol oxi trong oxit là x ta có:
Chất khử	Chất oxi hóa
x
2x
0,225 x 3
0,225
Tổng electron nhường: 0,675 mol	Tổng electron nhận: 2x + 0,375 (mol)
Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 0,675 = 2x + 0,375 x = 0,15
Mặt khác ta có: nên: m = 12,6 + 0,15x16 = 15 (gam).
ĐS: 15 gam.
Đề Bài 2: Nung nóng m gam bột sắt ngoài không khí, sau phản ứng thu được 20 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 . Hòa tan hết X trong dung dịch HNO3 loãng thu được 5,6 lít hỗn hợp khí Y gồm NO và NO2 có tỉ khối so với H2 là 19. Tính m và thể tích HNO3 1M đã dùng?
Phân tích đề: sơ đồ phản ứng
+ Hỗn hợp X gồm Fe và O trong oxit.
+ Xét cả quá trình ta thấy chỉ có Fe nhường e, Chất nhận e là Oxi và HNO3 .
+ HNO3 nhận e để cho NO và NO2.
+ Số mol HNO3 ban đầu bằng số mol HNO3 trong muối và chuyển về các khí.
Giải: Theo đề ra ta có: 
Gọi số mol Fe và O tương ứng trong X là x và y ta có: 56x + 16y = 20 (1).
Quá trình nhường và nhận e: 
Chất khử	Chất oxi hóa
x
3x
y
2y
y
Tổng electron nhường: 3x mol	 Tổng electron nhận: 2y + 0,125+ 0,125x3 (mol)
Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x = 2y + 0,5 (2) Từ (1) và (2) ta có hệ 
Giải hệ trên ta có x = 0,3 và y = 0,2 
Như vậy nFe = 0,3 mol vậy m = 16,8 gam.
Theo định luật bảo toàn nguyên tố ta có: 
nên mol.
Vậy 
3. Dạng khử không hoàn toàn Fe2O3 sau cho sản phẩm phản ứng với chất oxi hóa mạnh là HNO3 hoặc H2SO4 đặc nóng:
Đề ra: Cho một luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m gam Fe2O3 nung nóng. Sau một thời gian thu được 10,44 gam chất rắn X gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 . Hòa tan hết X trong dung dịch HNO3 đặc, nóng thu được 4,368 lít NO2 (sản phẩm khử duy nhất ở đktc). Tính m ?
Phân tích đề: Sơ đồ phản ứng
Trong trường hợp này xét quá trình đầu và cuối ta thấy chất nhường e là CO, chất nhận e là HNO3. Nhưng nếu biết tổng số mol Fe trong oxit ta sẽ biết được số mol Fe2O3. Bởi vậy ta dùng chính dữ kiện bài toán hòa tan x trong HNO3 đề tính tổng số mol Fe. 
Giải: Theo đề ra ta có: 
Gọi số mol Fe và O tương ứng trong X là x và y ta có: 56x + 16y = 10,44 (1).
Quá trình nhường và nhận e: 
Chất khử	Chất oxi hóa
x
3x
y
2y
y
Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x = 2y + 0,195 (2)
Từ (1) và (2) ta có hệ 
Giải hệ trên ta có x = 0,15 và y = 0,1275 
Như vậy nFe = 0,15 mol nên m = 12 gam.
Nhận xét: 
Dĩ nhiên trong bài toán trên ta cũng có thể giải theo cách tính số mol O bị CO lấy theo phương trình: 
 và 
Sau đó dựa vào định luật bảo toàn khối lượng ta có: m = 10,44 + mO. 
4. Dạng hỗn hợp oxit sắt phản ứng với axit thường: H+
Tổng quan về dạng này:
Đây không phải là phản ứng oxi hóa khử mà chỉ là phản ứng trao đổi. Trong phản ứng này ta coi đó là phản ứng của: và tạo ra các muối Fe2+ và Fe3+ trong dung dịch. Như vậy nếu biết số mol H+ ta có thể biết được khối lượng của oxi trong hỗn hợp oxit và từ đó có thể tính được tổng số mol sắt trong hỗn hợp ban đầu.
Đề ra: 
Cho 7,68 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 tác dụng vừa hết với 260 ml HCl 1M thu được dung dịch X. Cho X phản ứng với dung dịch NaOH dư thu được kết tủa Y. Nung Y ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được đến khối lượng không đổi được m(g) chất rắn. Tính m
Phân tích đề: Sơ đồ 
+ Ta coi H+ của axit chỉ phản ứng với O2- của oxit
	+ Toàn bộ Fe trong oxit chuyển về Fe2O3
	+ Từ số mol H+ ta có thể tính được số mol O trong oxit từ đó có thể tính được lượng Fe có trong oxit.
	+ Nung các kết tủa ngoài không khí đều thu được Fe2O3
Giải: Ta có 
Theo phương trình: trong O2- là oxi trong hỗn hợp oxit
	 0,26 0,13
 mà theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: mFe + mO =7,68 
Nên mFe = 7.68 – 0,13x16 =5,6(gam) nFe = 0,1 mol
Ta lại có 2FeFe2O3
	 0,1 0,05
Vậy m = 0,05x160 = 8 gam. 
Nhận xét: Ngoài cách giải trên ta cũng có thể quy hỗn hợp về chỉ còn FeO và Fe2O3 vì Fe3O4 coi như là hỗn hợp của FeO.Fe2O3 với số mol như nhau. 
5. Dạng sắt và hỗn hợp oxit sắt phản ứng với axit thường: H+
Tổng quan về dạng này:
Dạng này cơ bản giống dạng thứ 4 tuy nhiên sản phẩm phản ứng ngoài H2O còn có H2 do Fe phản ứng. Như vậy liên quan đến H+ sẽ có những phản ứng sau:
Như vậy chúng ta có thể dựa vào tổng số mol H+ và số mol H2 để tìm số mol của O2- từ đó tính được tổng số mol của Fe.
Đề ra: 
Cho 20 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 tác dụng vừa hết với 700 ml HCl 1M thu được dung dịch X và 3,36 lít khí H2 (đktc). Cho X phản ứng với dung dịch NaOH dư thu được kết tủa Y. Nung Y ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được đến khối lượng không đổi được m(g) chất rắn. Tính m
Phân tích đề: Sơ đồ 
+ Ta coi H+ của axit vừa nhận electron để thành H2 và phản ứng với O2- của oxit
+ Toàn bộ Fe trong oxit cuối cùng chuyển về Fe2O3
+ Từ tổng số mol H+ và số mol H2 ta có thể tính được số mol O trong oxit từ đó tính được lượng Fe có trong oxit.
Giải: Ta có 
Ta có phương trình phản ứng theo H+.
Từ (1) ta có (vì số mol H2=0,15mol) như vậy số mol H+ phản ứng theo phản ứng (2) là 0,4 mol( tổng 0,7 mol). Vậy số mol O2- là: 0,2 mol.
mà theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: mFe + mO =7,68 
Nên mFe = 20 – 0,2x16 =16,8 (gam) nFe = 0,3 mol
Ta lại có 2FeFe2O3
	 0,3 0,15
Vậy m = 0,15x160 = 24 gam. 
6. Dạng chuyển đổi hỗn hợp tương đương:
Tổng quan:
Trong số oxit sắt thì ta coi Fe3O4 là hỗn hợp của FeO và Fe2O3 có số mol bằng nhau. Như vậy có thể có hai dạng chuyển đổi. Khi đề ra cho số mol FeO và Fe2O3 có số mol bằng nhau thì ta coi như trong hỗn hợp chỉ là Fe3O4. còn nếu không có dữ kiện đó thì ta coi hỗn hợp là FeO và Fe2O3. Như vậy hỗn hợp từ 3 chất ta có thể chuyển thành hỗn hợp 2 chất hoặc 1 chất tương đương.
Bài 1: Hỗn hợp A gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 (trong đó số mol FeO bằng số mol Fe2O3). Hòa tan 4,64 gam trong dung dịch H2SO4 loãng dư được 200 ml dung dịch X . Tính thể tích dung dịch KMnO4 0,1M cần thiết để chuẩn độ hết 100 ml dung dịch X?
Phân tích đề:
Theo để ra số mol FeO bằng số mol của Fe2O3 nên ta coi như hỗn hợp chỉ có Fe3O4. Sau khi phản ứng với H2SO4 sẽ thu được 2 muối là FeSO4 và Fe2(SO4)3. Dung dịch KMnO4 tác dụng với FeSO4 trong H2SO4 dư. Như vậy từ số số mol của Fe3O4 ta có thể tính được số mol của FeSO4 từ đó tính số mol KMnO4 theo phương trình phản ứng hoặc phương pháp bảo toàn electron.
Giải: Vì số mol của FeO bằng số mol của Fe2O3 nên ta coi hỗn hợp
Ta có 
Ptpư:	 Fe3O4 + 4H2SO4 FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O
	 0,02	0,02
Trong 100 ml X sẽ có 0,01 mol FeSO4 nên:
10FeSO4 + 2KMnO4 +8H2SO4 5Fe2(SO4)3 + K2SO4+2MnSO4+8H2O
0,01	0,002
Như vậy ta có hay 20 ml.
Bài tập 2: Cho m gam hỗn hợp oxit sắt gồm FeO, Fe3O4 và Fe2O3 tan vừa hết trong dung dịch H2SO4 tạo thành dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được 70,4 gam muối, mặt khác cho Clo dư đi qua X rồi cô cạn thì thu được 77,5 gam muối. Tính m?
Phân tích đề:
Cho oxit tác dụng với H2SO4 ta sẽ thu được 2 muối FeSO4 và Fe2(SO4)3. Do đó ta có thể coi hỗn hợp ban đầu chỉ gồm hai oxit FeO và Fe2O3. Ta thấy khối lượng muối tăng lên đó là do phản ứng:
2Fe2+ + Cl2 2Fe3+ + 2Cl- 
Như vậy khối lượng tăng lên đó là khối lượng của Clo. Vậy từ khối lượng của Clo ta có thể tính ra số mol của Fe2+ từ đó tính được số mol FeO, mặt khác ta có tổng khối lượng muối FeSO4 và Fe2(SO4)3 mà biết được FeSO4 vậy từ đây ta tính được Fe2(SO4)3 và như vậy biết được số mol của Fe2O3. 
Giải:
Coi hỗn hợp gồm FeO và Fe2O3 ta có phương trình phản ứng:
FeO + H2SO4 FeSO4 + H2O
Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3H2O
Khối lượng tăng lên đó chính là khối lượng của Cl- có trong muối theo phương trình:
2Fe2+ + Cl2 2Fe3+ + 2Cl- 
Vậy Như vậy số 
Mà vậy 
Nên 
Do đó 
Vậy m = 30,4 gam
Câu 1: Cho biết vị trí cấu tạo Fe, những tính chất vật lí của Fe.
Vị trí: Fe là nguyên tố thuộc phân nhóm VIII.
	Cấu tạo: 2656Fe:1s2 2s2 2p6 3s23p63d64s2 
+ Có bốn lớp electron , ở lớp thứ tư có hai electron ngoài cùng nên Fe có có phản ứng:
	Fe -2e ® Fe2+
	+ Lớp eletron thứ ba ( phân lớp d) có khuynh hướng mất đi một electron để đạt cấu hình bán bão hoà 3d5.
	Fe2+ -1e ® Fe3+.
Tính chất vật lí của Fe: Chất rắn màu trắng xám, dẻo dễ rèn, nóng chảy ở 15000C, có khối lượng riêng 7.9 gam/cm3, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, có tính nhiễm từ.
Câu 2: Tính chất hoá học cơ bản của Fe là gì? Nguyên nhân dẫn các phản ứng hoá học để minh họa.
Tính chất hoá học cơ bản của Fe là tính khử. Vì thế Fe có khả năng nhường elctrron tạo Fe2+, Fe3+.
	Fe ® Fe2+ : Fe + S 	 FeS
	 Fe + 2HCl 	® FeCl2 + H2­
	Fe ® Fe3+ : Fe + Cl2 	 ® FeCl3
	 Fe + 4HNO3 	® Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
Câu 3: So sánh tính khử cua Al và Fe, dẫn ra hai phản ứng hoá học để minh hoạ.
Al có tính khử mạnh hơn Fe, vì Al đứng trước Fe trong dãy điện hóa. Hai phản ứng minh họa sau:
Nhôm khử được oxit Fe tạo thành Fe.
2yAl + 3FexOy yAl2O3 + 3xFe
Nhôm đẩy được Fe ra khỏi dung dịch muối Fe.
Al + FeCl3 ® Fe + AlCl3. 
2Al + 3FeCl2 ® 3Fe + 2AlCl3.
Câu 4: Đốt nóng một ít bột Fe trong bình đựng oxi. Sau đó để nguội và cho vào bình đựng một ít dung dịch HCl. Viết các phương trình phản ứng minh họa.
	3Fe + 2O2 Fe3O4
	Hỗn hợp thu được có thể có Fe3O4 và Fe còn dư.
	Fe3O4 + 8HCl ® FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O
	Fe + 2HCl ® FeCl2 + H2 ­
Câu 5: Hãy dẫn ra các phản ứng hoá học để minh họa các oxit sắt là Bazơ, hiđrôxit sắt là Bazơ.
	Fe + 2HCl ® FeCl2 + H2O
	Fe2O3 + 6HCl ® 2FeCl3 + 2H2O
	Oxit Fe là oxit bazơ nên cho phản ứng với axit.
	Fe(OH)2 + 2HCl ® FeCl2 + 2HCl
	Fe(OH)3 + 3HCl ® FeCl3 + 3H2O
Câu 6: Tính chất hoá học của hợp chất Fe2+ là gì? Dẫn các phản ứng hoá học của phản ứng hoá học để minh họa.
	Fe2+ có tính chất hoá học đặc trưng là tính khử được thể hiện qua các phản ứng hoá học sau đây:
	2 FeCl2 + Cl2 2FeCl3
	3FeO + 10HNO3 ® 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O
	4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O ® 4Fe(OH)3¯
	10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 ® 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O.
Câu 7: Tính chất hoá học của Fe(III) là gì? Dẫn ra các phản hoá học của minh họa?
	Fe3+ có tính oxi hoá:
	3Zn + 2FeCl3 ® 3ZnCl2 + 2Fe
	Cu + 2FeCl3 ® CuCl2 + 2FeCl2
	2FeCl3 + 2KI ® 2FeCl2 + 2KCl + I2
	2FeCl3 + H2S ® 2FeCl2 + S + 2HCl
Câu 8: Nêu nguyên tắc sản xuất gang, thép và viết các phản ứng hoá học trong quá trình luyện gang thép.
- Như lý thuyết đã trình bày.
Phần 2. Tự luận ôn tập kiến thức cơ bản. 
	A. Lý thuyết: 
Câu 1: Viết phương trình phản ứng hoá học:
Khi cho Fe phản ứng với O2, S, HCl, H2SO4 loãng.
Khi cho Fe phản ứng với H2SO4 đặc, nóng ( sản phẩm khử lần lượt là SO2 và S).
Khi cho Fe phản ứng với HNO3 với các sản phẩm khử tương ứng là: NO, N2O, NO2, N2, NH4NO3.
Khi cho Fe phản ứng với dung dịch FeCl3, CuCl2, AgNO3, CuSO4.
Câu 2. Viết phương trình phản ứng hoá học khi cho:
FeO, Fe2O3, Fe3O4 cho tác dụng với HCl, H2SO4 loãng, H2SO4 đặc , HNO3 đặc, HNO3 loãng.
FeS2 với H2SO4 loãng, H2SO4 đặc, HNO3 loãng, HNO3 đặc.
Fe(OH)2, Fe(OH)3 HCl, H2SO4 loãng, H2SO4 đặc , HNO3 đặc, HNO3 loãng.
Câu 3. Hoàn thành sơ đồ phản ứng hoá học.
(4)
(5)
(3)
(2)
(1)
(6)
Sơ đồ 1: Fe3O4 FeCl3 Fe2(CO3)3 Fe(NO3)3 Fe(NO3)2 
(15)
(16)
(14)
(13)
(11)
(12)
(9) (10)
(8)
(18)
	 FeO 	 FeCl2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Fe2(SO4)3
(19)
(17)
(7)
	 Fe 	 Fe(NO3)2	
(5)
(4)
(3)
(2)
(1)
Sơ đồ 2:
(10)
(8) (9)
(6)
	 Fe FeO FeCl2	Fe(OH)2	 Fe(OH)3	Fe2O3
(12)
(11)
(7)
(13)
(16) (17)
	Fe2(SO4)3	FeCl3	Fe(OH)3
(17)
(16)
(15)
(14)
	Fe3O4	FeO	Fe(NO3)3	Fe(NO3)2	Ag
Sơ đồ 3. Viết ít nhất 1 phương trình phân tử cho sơ đồ chuyển hoá sau:
	Fe Fe2+ Fe3+ 
Câu 4. a. Đun nóng hỗn hợp Al với các oxit sắt FeO, Fe2O3 và Fe3O4 các phản ứng đều theo chiều hướng duy nhất là tạo thanh Fe. Cho hỗn hợp sau phản ứng hoà tan trong HCl dư. Viết các phương trình phản ứng hoá học xảy ra.
	b. Cho 3 oxit : FeO, Al2O3, MgO.
+. Hãy viết phương trình để chứng tỏ: FeO có tính khử và tính oxi hoá. Al2O3 có tính lưỡng tính, MgO có tính Bazơ.
+ Có 3 hộp đựng 3 chất rắn trên ở dạng bột bị mất nhãn. Bằng phương pháp hoá học hãy trình bày các bước để nhận biết các chất rắn trên. 
c. Trộn Al với lượng dư Fe3O4 sau đó đun nóng hỗn hợp đến phản ứng hoàn toàn được chất rắn A. Cho chất rắn A phản ứng với dung dịch HCl dư. Hãy viết các phương trình phản ứng xảy ra.
Câu 5. a. Một thanh kl bằng Fe nhúng trong dung dịch HCl. Sau một thời gian nhỏ thêm một vài giọt CuSO4.
	b. Nhỏ dần dung dịch KMnO4 cho dến dư vào cốc đựng hỗn hợp FeSO4 và H2SO4.
Viết phương trình phản ứng chứng minh 
 c. Fe(OH)2, FeO, FeSO4 có tính khử.	
d. Tính Oxi hoá của Ag+ mạnh hơn tính oxi hoá của Fe2+.
 e. Dùng những pứ hoá học nào để chứng minh rằng trong hỗn hợp có mặt của 3 kim loại: Fe, Ag, Cu.
Câu 6. Cho dung dịch FeCl2 phản ứng với lượng dư dung dịch NaOH. Lọc kết tủa đem ra ngoài không khí và nung đến khối lượng không đổi. Chất rắn thu được cho phản ứng với CO. 
	Cho biết màu săc của chất rắn theo đổi như thế nào? Viết ptpư xảy ra?
Câu 7. Hãy dẫn ra các phản ứng hoá học để chứng minh rằng: 
	a. Fe có thể bị khử thành Fe2+ và Fe3+.
	b. Hợp chất Fe(II) và hợp chất Fe(III) có thể chuyển hoá qua lại nhau.
	c. Hợp chất Fe(II), Fe(III) có thể bị khử thành Fe tự do.	d. Muối FeCl2 có phản ứng với HNO3 ( loãng) sinh ra khí NO, Làm mất màu nâu của dung dịch Brôm, tạo kết tủa trắng xanh với dung dịch NaOH, tạo tủa với muối Na2CO3. Hãy viết các phương trình phản ứng đó.
	B. Phần bài tập: 
Dạng 1: Dạng toán hỗn hợp.
Bài 1: Khử 9,6 gam hỗn hợp Fe2O3 và FeO bằng khí H2 ở nhiệt độ cao người ta thu được 2,88 gam nước và Fe.
Tính % khối lượng các chất trong hỗn hợp ban đầu.
Tính thể tích khí H2 ( đktc) biết dùng dư 10% sơ với lượng ban đầu.
Giả sử hiệu suất của quá trình khử trên bằng 80% ở 2 phản ứng. Thì khối lượng rắn trong lò sau khi nung là bao nhiêu gam?
Bài 2. Đem khử 14,4 gam một hỗn hợp gồm FeO và Fe2O3 bằng khí H2 ở nhiệt độ cao ta thu được Fe và 4,32 gam H2O.
Viết các phương trình phản ứng hoá học xảy ra.
Tính khối lượng và xác định thành phần % của mỗi chất trong hỗn hợp.
Tính thể tích Hiđrô cần thiết để khử hoàn toàn hỗn hợp trên đo ở 17oC và 725mmHg.
Bài 3: Một hỗn hợp bột Al, Cu và Fe. Nếu cho hỗn hợp này tác dụng với HCl ( dư) thì thu được 8,96 lít khí ( ở điều kiện tiêu chuẩn) và 9 gam chất rắn. Nếu cho hỗn hợp này tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH thì dùng hết 100 ml dung dịch NaOH 2M.
Viết các phương trình phản ứng xảy ra.
Tính thành phần %( theo khối lượng) của mỗi kim loại trong hỗn hợp.
Bài 4: Hoà tan 10 gam hỗn hợp bột Fe và Fe2O3 bằng một lượng dung dịch HCl vừa đủ thu được 1,12 lít khí H2 ( đktc) và dung dịch A.
Tính thành phần % theo khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp.
Cho dung dịch A tác dụng với NaOH có dư. Lấy kết tủa thu được đem nung ngoài không khí đến khi khối lượng không đổi được một chất rắn. Hãy xác định số gam chất rắn thu được.
Bài 5: Hoà tan hoàn toàn 10,72 gam gồm Fe, FeO, Fe2O3 vào dung dịch H2SO4 đặc nóng có dư (C%= 60%) thì thu được 0.672 lít khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn.
	Mặc khác nếu cho 1 nữa hỗn hợp tren phản ứng vừa đủ với 950 ml dung dịch H2SO4 loãng 0.1M thì thu được dung dịch A và V lít khí đó ở điều kiện tiêu chuẩn.
Tính % m các kim loại trong hỗn hợp ban đầu.
Tính khối lượng dung dịch H2SO4 60% đã dùng biết đã dùng dư 10%.
Tính thể tích V, và CM của dung dịch A.
Bài 6. Cho hỗn hợp A gồm Al và Fe2O3. Nung A trong môi trường không có Oxi đến khối lượng không đổi thì thu được hỗn hợp B. Hoà tan B trong dung dịch H2SO4 loãng thì thu được 2,24 lít khí hiđrô (đktc). Mặc khác nếu cho B tác dụng với NaOH thì còn lại một chất rắn không tan có khối lượng 8,8 gam. Biết trong hỗn hợp sản phẩm chỉ có một kim loại.
	Tính % theo khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu.
Bài 7. Cho hỗn hợp A gồm 3 kim loại Na, Al và Fe. Tiến hành 3 thí nghiệm sau:
	TN1: Hoà tan m gam A vào nước thấy thoát ra 1 mol khí H2. 
	TN2: hoà tan m gam A vào dung dịch NaOH dư thấy thoát ra 1.75 mol H2.
	TN3: Hoà tan m gam A vào dung dịch HCl thấy thoát ra 2,25 mol H2.
Viết các phương trình phản ứng hoá học đã xảy ra ở các thí ngiệm trên.
Cho biết chất rắn sau phản ứng ở thí nghiệm 1 còn lại mấy kim loại.
Xác định % theo khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp A.
Bài 8: Cho hỗn hợp gồm hai kim loại Fe và Mg có khối lượng m gam. Hoà tan hỗn hợp này trong lượng dư dung dịch HCl thì thu được 4,48 lít khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn. Mặc khác nếu lấy cùng lượng hỗn hợp trên hoà tan vừa đủ vào H2SO4 đặc nóng thì sinh ra chất khí duy nhất SO2 có thể tích là 5,6 lít ( đktc và dung dịch A.
	a. Tính % khối lượng các kim loại trong hỗn hợp ban đầu.
	b. Nếu lấy ½ dung dịch A phản ứng với dung dịch BaCl2 dư thì thu được bao nhiêu gam kết tủa.
Dạng 2: Lập công thức của Oxit Fe, hoặc muối Fe.
Bài 9: Một dung dịch có hoà tan 3,25 gam sắt Clorua tác dụng với dung dịch AgNO3 dư tạo ra 8,61 gam kết tủa màu trắng. Hãy xác định công thức hoá học của sắt Clorua.
Bài 10: Một dung dịch muối sắt sunfat có chứa 8 gam chất tan. Cho phản ứng với BaCl2 dư thu được một kết tủa có khối lượng 4,66 gam. Xác định công thức phân tử của muối sắt sunfat.
Bài 11. Khử hoàn toàn 16 gam bột oxit Fe bằng CO ở nhiệt độ cao. Sau khi phản ứng kết thúc khối lượng của chất rắn giảm 4,8% so với khối lượng ban đầu.
Cho biết công thức hoá học của oxit sắt đã dùng.
Chất khí sinh ra sau phản ứng đem vào bình đựng 200 ml dung dịch NaOH 0,2M. Cho biết muối nào được tạo thành và khối lượng là bao nhiêu gam.
Cho biết thể tích của CO cần đem vào để phản ứng trong thí nghiệm trên, nếu biết rằng đã đem vào dư 10% so với lượng cần phản ứng.
Bài 12. Khử 7,2 gam một oxit Fe ở nhiệt độ cao cần 3.024 lít khí H2 đktc. Xác định công thức hoá học của oxit Fe đã dùng.
Bài 13. Dùng CO để khử m gam oxit Fe ở nhiệt độ cao người ta 1.26gam và 1.32 gam CO2.
Xác định công thức hoá học của oxit Fe đã dùng.
Để hoà tan vừa đủ m gam oxit Fe trên cần V lít dung dịch HCl 1.5M. Tính V ( ml).
Bài 14. Đốt một kim loại M trong bình kín đựng đầy khí Clo thu được 48.75 gam muối clorua và nhận thấy thể tích của clo trong bình giảm 10.08 lít ở điều kiện tiêu chuẩn. Gọi tên kim loại M.
Bài 15. Ngâm một lá kim loại có khối lượng 50 gam trong dung dịch HCl sau khi thu đựoc 336 ml khí H2 (đktc) thì thấy khối lượng của lá kim loại giảm 1.68%. Gọi tên kim loại đã dùng.
Bài 16. Để hoàn tan 4.4 gam một oxit Fe. cần 57.91 ml dung dịch HCl 10% , d = 1.04g/ml. Gọi tên oxit Fe đã dùng.
Bài 17. Hoà tan một lượng oxit Fe bằng dung dịch HNO3 thu được 2.464 lít khí NO ( 27.3oC , 1atm) Cô cạn dung dịch thu được 72.6 gam muối khan.
	Tìm công thức hoá học của oxit Fe đã dùng.
Bài 18. Một dung dịch có hòa tan 6.5 gam FeClx tác dụng với dung dịch AgNO3 dư tạo ra 17.22 gam kết tủa trằng. Xác định công thứchoá học và gọi tên muối FeClx.
Phần 3. CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM:
 Câu 1. Nguyên tử của nguyên tố Fe có 
8 e ở lớp vỏ ngoài cùng.	B. 6 electron d.	C.2 electron hoá trị.	D. 56 hạt mang điện.
Câu 2. Tìm cấu hình electron đúng của Fe2+.
1s22s22p63s23p63d64s2.	B. [Ar]3d6.	C. 1s22s22p63s23p64s23d4	D. [Ar]d5.
Câu 3. Chất nào sau đây không thể oxi hoá được Fe thành Fe3+.
	A. S	B. Br2	C. AgNO3	D.H2SO4.
Câu 4. Cho Oxit Fe vào dung dịch H2SO4 loãng thu được dung dịch không thể hoà tan được Ni. Oxit Fe đó là:
	(1) FeO	(2) Fe2O3	(3). Fe3O4.
	A. (1).	B. (2),(3).	C. (1), (2), (3).	D.(2), (3).
Câu 5. Oxit Fe vào dung dịch HNO3 đặc nóng thu được dung dịch X và không thấy có khí thoát ra. Oxit Fe là:
	(1) FeO	(2) Fe2O3	(3). Fe3O4.
	A. (1).	B. (2),	C. (3).	D.(1), (2), (3).
Câu 6. Hoà tan oxit sắt từ vào dung dịch H2SO4 loãng dư thu được dugn dịch X. Tìm phát biểu sai.
Dung dịch X làm mất màu thuốc tím.	D.Dung dịch X không thể hòa tan Cu.
Cho NaOH dư vào dd X thu được kết tủa để lâu ngoài không khí kết tủa có khối lượng tăng lên.
Dung dịc X tác dụng đwocj với Ag2SO4.
Câu 7. Dung dịch nào sau đây cothể oxi hoá Fe thành Fe3+?
	A. HCl	B. H2SO4 loãng.	C. FeCl3	D. AgNO3
Câu 8. Trong các phản ứng hoá học sau đây, có bao nhiêu phản ứng hoá học sai.
	(1). Fe3O4 + HCl ® FeCl2 + FeCl3 + H2O.
	(2). Fe(OH)3 + H2SO4 đặc nóng ® Fe2(SO4)3 + SO2 + H2).
	(3). FeO + HNO3 ® Fe(NO3)3 + NO + H2O.
	(4). FeCl2 + HNO3 ® Fe(NO3)3 + HCl + NO + H2O.
	(5). Al + HNO3 ® Al(NO3)3 + H2
	(6). FeO + H2SO4 đặc nguội ® Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O.
	A. 1	B. 2	C. 3	D. 4
Câu 9. Có 3 chất rắn đã được nhuộm đồng màu: Fe, FeO, Fe2O3. Dung dịch nào sau đây có thể nhận biết đồng thời ba chất này.
	A. HCl	B. H2SO4 đặc.	C. HNO3 loãng.	D. Tất cả đúng.
Câu 10. Fe không tan trong nước ở nhiệt độ thường nhưng ở nhiệt độ cao Fe có thể khử hơi nước . Sản phẩm của phản ứng khử hơi nước ở nhiệt độ 800oC là:
	A. FeO	B.Fe(OH)2	C. Fe3O4	D. Fe2O3.
Câu 11. Quặng nào sau đây có hàm lượng Fe cao nhất.
Hematit đỏ ( Fe2O3).	C. Manhetit ( Fe3O4).
Pirit. ( FeS2)	D. Xederit ( FeCO3).
Câu 12. Thành phần nào của cơ thể người có nhiều Fe nhất.
	A. Tóc.	B. Xương.	C. Máu	D. Da.
Câu 13. Tìm phản ứng hoá học chứng minh hợp chất Fe(II) có tính khử.
FeCl2 + 2 NaOH ® Fe(OH)2 + 2 NaCl
Fe(OH)2 + 2 HCl ® FeCl2 + 2 H2O.
3 FeO + 10 HNO3 ® 3 Fe(NO3)3 + 5 H2O + NO 
FeO + CO Fe + CO2.
Câu 14. Phản ứng nào chứng minh hợp chất Fe(III) có tính oxi hóa.
	Phản ứng nào chứng minh hợp chất Fe(III) có tính oxi hóa.
	A. Fe3O4 + 4H2 3 Fe + 4 H2O.
	B. FeCl3 + 3 AgNO3 ® Fe(NO3)3 + 3AgCl.
	C. Fe2O3 + 6 HNO3 ® 2Fe(NO3)3 + 3 H2O.
	D. không có phản ứng nào.
Câu 15. Nhỏ từ từ đến dư dung dịch FeSO4 đã được axit hoá bằng H2SO4 vào dung dịch KMnO4. Mô tả hiện tượng quan sát được.
Dung dịch màu tím hồng bị nhạt dần rồi chuyển sang màu vàng.
Dung dịch màu tím hồng bị nhạt dần đến không màu.
Dung dịch màu tím hồng bị chuyển dần sang màu nâu đỏ.
Dung dịch màu tím bị mất ngay, sau đó dần dần xuất hiện trở lại thành dung dịch có màu hồng.
Câu 16. Thực hiện thí nghiệm có hai mẫu kim loại Fe. Mỗi mẫu là 5.6 gam.
Cho một mẫ