Xem toàn bộ tài liệu Lớp 12: tại đây

Xem thêm các sách tham khảo liên quan:

• Giải Hóa Học Lớp 12
• Sách giáo khoa hóa học lớp 12
• Sách giáo khoa hóa học nâng cao lớp 12
• Giải Sách Bài Tập Hóa Lớp 12
• Sách Giáo Viên Hóa Học Lớp 12
• Sách Giáo Viên Hóa Học Lớp 12 Nâng Cao
• Sách Bài Tập Hóa Học Lớp 12
• Sách Bài Tập Hóa Học Lớp 12 Nâng Cao

Giải Bài Tập Hóa Học 12 – Bài 40: Sắt (Nâng Cao) giúp HS giải bài tập, cung cấp cho các em một hệ thống kiến thức và hình thành thói quen học tập làm việc khoa học, làm nền tảng cho việc phát triển năng lực nhận thức, năng lực hành động:

Bài 1 (trang 198 sgk Hóa 12 nâng cao): 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).

Lời giải:

a. Vị trí của sắt trong bảng tuần hoàn

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

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

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.

Bài 2 (trang 198 sgk Hóa 12 nâng cao): 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.

Lời 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 Fe₂O₃ cho vào dung dịch HCl dư.

Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O

Bài 3 (trang 198 sgk Hóa 12 nâng cao): 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.

Lời 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

Bài 4 (trang 198 sgk Hóa 12 nâng cao): 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.

Lời 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

Bài 5 (trang 198 sgk Hóa 12 nâng cao): 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?

Lời giải:

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

⇒ 58 g CuSO₄.5H₂O có 0,232 mol CuSO₄

a. C_{M CuSO4} = 0,232 : 0,5 = 0,464 M

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.