Những công thức hóa học chắc hẳn đã không còn xa lạ đối với những học sinh cuối năm trung học cơ sở và trong cả 3 năm trung học phổ thông. Không những hữu ích trong học tập mà đôi khi còn có thể hỗ trợ vào cuộc sống hàng ngày. Hãy cùng tham khảo một số bài tập liên quan ví dụ như “cho 11.36 gam hỗn hợp gồm fe feo fe2o3 fe3o4” nhé!
Những kiến thức về Sắt (Fe)
Sắt là một nguyên tố thuộc ô 26, nhóm VIIIB và chu kỳ 4. Sắt có những tính chất vật lý đặc trưng như có màu trắng hơi xám nhẹ, dẻo và dễ dàng rèn hoặc dát mỏng, kéo sợi. Có thể dẫn nhiệt và dẫn điện nhưng dẫn điện thì kém hơn Đồng và Nhôm.
Đồng thời khi ở nhiệt độ cao khoảng 800 độ sắt có tính nhiễm từ. Là một kim loại nặng có khối lượng riêng khoảng 7,86g trên 1 cm khối. Ở những trạng thái tự nhiên sắt tồn tại trong những hợp chất của Oxit, Sunfua hoặc Silicat cũng có thể thấy sự xuất hiện của sắt trong những chất quặng như Hematit đỏ, Hematit nâu, Pirit,..
Sắt có những tính chất hóa học rất đặc trưng như có thể kết hợp với phi kim khi có tác dụng thêm của nhiệt độ, những phản ứng đặc trưng như kết hợp với Clo, Oxi và Lưu huỳnh. Sắt còn có thể tác dụng mạnh với nước ở nhiệt độ cao nhưng trong nhiệt độ thường thì phản ứng này không xảy ra. Ngoài ra, sắt còn tác dụng với những dung dịch axit như Axit clohiđric loãng, Axit Sunfuric loãng, Axit Nitric đậm đặc và Axit Sunfuric đậm đặc. Đồng thời sắt còn có thể tác dụng với những dung dịch muối của kim loại yếu hơn.
Trong cuộc sống, sắt là một trong số những kim loại được sử dụng nhiều nhất chiếm tới 95% khối lượng kim loại được sử dụng trên khắp thế giới. Bởi sắt có một giá thành khá thấp cũng như có những đặc tính tốt khi chịu tác động của lực, nhiệt độ. Sắt được ứng dụng nhiều trong sản xuất ô tô, thân tàu thủy hay những công trình xây dựng lớn nhỏ khác nhau. Đồng thời sắt còn được tồn tại dưới nhiều dạng hợp kim khác như thép, gang, sắt non hay oxit sắt đều là những hợp kim rất có ích trong cuộc sống thường ngày.
Những lưu ý khi giải các dạng bài tập về Sắt
Những bài tập về Sắt và hỗn hợp Sắt thấy rất nhiều trong những chương trình học vì Sắt mang nhiều hóa trị khác nhau cũng như có thể biến đổi một cách linh hoạt. Hãy cùng liệt kê những lưu ý nhỏ để có thể giải được bài tập về Sắt một cách chính xác và nhanh chóng.
- Định luật về bảo toàn khối lượng: Đây là một loại định luật phổ biến thừa nhận rằng những chất khi tham gia vào phản ứng bắt buộc phải bằng những chất tạo thành sau khi phản ứng kết thúc.
- Định luật bảo toàn nguyên tố: Định luật này cho rằng khi các phản ứng hóa học xảy ra thì các nguyên tố luôn phải được bảo toàn. Trong đó có bảo toàn về số mol nguyên tử của nguyên tố và khối lượng nguyên tử của nguyên tố tham gia vào phản ứng hóa học.
- Định luật về bảo toàn electron: Định luật này cho phép người học sử dụng theo nguyên tắc cân bằng của phản ứng oxi hóa – khử theo phương pháp về cân bằng electron. Có thể hiểu rằng tổng số electron nhường trong phản ứng phải bằng tổng số electron nhận từ đó có thể suy ra số mol nhường bằng số mol nhận.
Dạng bài tập nổi bật
Để nói về dạng bài tập của Fe và hợp chất của chúng thì có rất nhiều nhưng dưới đây là một đề bài minh họa cho các phản ứng chủ yếu của Fe trong hóa học cấp trung học cơ sở và trung học phổ thông. Đề bài minh họa như sau: Khi cho 11,36g hỗn hợp các chất gồm Fe, Feo, Fe2O3 và Fe3O4 vào trong dung dịch HNO3 loãng thì thu được 1,344 lít khí NO trong điều kiện tiêu chuẩn. Ngoài ra còn thu được một sản phẩm khử duy nhất và một dung dịch X. Cho biết dung dịch X này có thể hòa tan tiếp tối đa 11,2g Fe. Hãy tính số mol HNO3 trong dung dịch ban đầu là bao nhiêu?
Đây là một dạng bài đặc trưng của phản ứng hóa học liên quan đến Fe, dưới đây là cách giải chi tiết và đầy đủ nhất cho bài toán hóa học này:
Đầu tiên chúng ta quy hỗn hợp đã cho về gồm Fe và Fe2O3.
Ta có số mol của Fe = số mol của NO = 0,06 mol
Suy ra số mol của Fe2O3 = (11,36 – 0,06×56)/160 = 0,05 mol
Dung dịch này hòa tan được tối đa 0,2 mol Fe sau đó tiếp tục phản ứng với Fe(NO3)2 có phương trình hóa học như sau:
3Fe + 8HNO3 -> 3Fe + 2NO + 4H2O
Và Fe + 2Fe(NO3)3 -> 3Fe(NO3)2
Số mol của Fe(NO3)3 bằng số mol của Fe và Fe(X) = 0,2+0,16=0,36 mol
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố N: Số mol của N bằng tổng số mol NO cộng số mol Fe(NO3)2 = 0,06 + 0,08 + 0,36×2 = 0,86 mol.
Qua bài giải ví dụ về phản ứng hóa học của Fe và các hợp chất của chúng có thể làm rõ phần nào tính chất hóa học cũng như cách thức tính số mol, khối lượng của từng chất. Chúc các bạn có thể áp dụng thành công với những kiến thức cơ bản nêu trong bài viết.