T liờn h: 0988.275.228 0898375.488

Chuyeõn ủe 6:
PHNG PHP GII TON HN HP
(ST, OXIT ST) TC DNG VI AXIT
I- KIN THC CN NH
1- Húa tr ca Fe
Trong cỏc hp cht, nguyờn t st (Fe) th hin 2 mc húa tr (II, III)
cú 3 oxit: FeO, Fe2O3, Fe3O4
Cỏch t cụng thc tng quỏt ca oxit st:
Cỏch 1: Fe2On: húa tr Fe = n = {2; 3; 8/3}.
2y
Cỏch 2: FexOy : húa tr Fe =
.
x
Tỏc dng ca Fe vi dung dch axit

HCl, H SO loãng
muối Fe2+ + H 2
2
4

Fe Axit
NO 2 , NO
muối Fe3+ + H 2 O + SPK
HNO3 , H 2SO 4 đặc nóng

SO 2
(Fe, Al, Cr b th ng trong dung dch H2SO4 c ngui v HNO3 c ngui)
Vớ d:
Fe + 2HCl FeCl2 + H2

Fe + H2SO4 loóng FeSO4 + H2
t
Fe + 6HNO3 c, d
Fe(NO3)3 + 3H2O + 3NO2
0

Fe + 4HNO3 loóng, d
Fe(NO3)3 + 2H2O + NO
t
2Fe + 6H2SO4 c, d
Fe2(SO4)3 + 6H2O + 3SO2
3+
2+
Nu d Fe thỡ mui Fe + Fe mui Fe :
Fe + 2Fe(NO3)3 3Fe(NO3)2
Fe + Fe2(SO4)3 3FeSO4
Nu Fe d thỡ phn ng gia Fe vi cỏc Axit H2SO4 c hoc HNO3, ch to
2+
ra mui Fe :
3Fe d + 8HNO3 loóng 3Fe(NO3)2 + 4H2O + 2NO
Fed + 4HNO3 c núng Fe(NO3)2 + 2H2O + 2NO2
Fe d + 2H2SO4 c núng FeSO4
+ 2H2O + SO2
Nu khụng bit kim loi Fe hay HNO3 (hoc H2SO4 c) cú d hay khụng thỡ
2+
3+
2+
3+
mui thu c cú th l mui Fe hoc mui Fe hoc c 2 mui Fe v Fe .
2+

Cỏc hp cht FeO, Fe3O4, Fe(OH)2, mui Fe b oxi húa trong HNO3hoc
3+
H2SO4 c to ra mui Fe v cỏc sn phm kh (NO2, NO, SO2) tng t nh Fe.
0

3


11 chuyờn hay, khú v mi bi dng HSG mụn Húa hc THCS - Nguyn ỡnh Hnh

Fe3O4 + 10HNO3 c núng 3Fe(NO3)3 + 5H2O + NO2
FeO + 4HNO3 c núng Fe(NO3)3 + 2H2O + NO2
2Fe(OH)2 + 4H2SO4 c núng Fe2(SO4)3 + 6H2O + SO2
3Fe(NO3)2 + 4HNO3 loóng 3Fe(NO3)3 + 2H2O + NO
2- Quy i trong gii toỏn hn hp (Fe + oxit st) tỏc dng vi axit.
St t oxit (Fe3O4) c coi l hn tp ca 2 oxit: FeO v Fe2O3.
ủuựng trong moùi TH

FeO + Fe2O3 (s mol hn hp thay i).
Fe3O4
ủk: n FeO n Fe O
2 3

Khi tỏc dng vi axit cú tớnh oxi húa mnh (HNO3, H2SO4 c): thng quy
i v nguyờn t (Fe + O) hoc hn hp (Fe + Fe2O3) hoc cht gi nh FexOy.
3mol FeO
1mol Fe + 1mol Fe2O3 (s mol hn hp thay i).
3mol Fe3O4
1mol Fe + 4mol Fe2O3 (s mol hn hp thay i).
2- Phõn dng bi tp v phng phỏp gii (thng gp).

2.1-Dng 1: Hn hp (Fe, oxit st) tỏc dng axit thng (HCl, H2SO4 loóng).
a) Tng quỏt:

Fe
m (gam) hn hp A
Fe x O y
Yờu cu:

dd mui + n2 (mol) H2

+ n1 (mol) HX

Xỏc nh lng mi cht trong A (hoc CTHH ca oxit st) ?

b) Phng phỏp chung:
2y/x +
FexOy + 2yHX
+ yH2O
mui Fe
Fe
n2

2+

+ 2HX
mui Fe
2n2

+


(I)

H2

(II)

(1)

n2 (mol)
1
n 2n 2
Theo phn ng (I): n O (oxit) = n H O n HX 1
(mol).
2
2
2
( n HX n HCl 2n H SO : axit no khụng cú thỡ coi nh s mol bng 0).
2

n Fe (oxit) =

4

mA mO 56n 2
(mol)
56

1:1 FeO
x n Fe(oxit)


2 : 3 Fe2 O3
y n O(oxit)
3: 4 Fe3O 4
Lu ý: Cú th gii bi toỏn loi ny theo bo ton mol nguyờn t hidro.
.2 n .2 n
Bo ton mol H n
n H O n O(oxit) n H O .
H 2O

(1)

4

H2

HX

2

2

Nu phn ng (I) to mui Fe3+ thỡ cú th cú xy ra phn ng ca Fe vi Fe3+ (ớt gp).


ĐT liên hệ: 0988.275.228 0898375.488

c) Ví dụ minh họa:
Ví dụ 1: Hòa tan hoàn toàn 3,44 gam hỗn hợp A gồm Fe và một oxit sắt trong 150
ml dung dịch HCl 1M thu được dung dịch B và thoát ra 448 ml H2 (đktc). Để trung
hòa lượng axit còn dư thì phải dùng hết 30 ml dung dịch Ba(OH)2 0,5M. Xác định

công thức hóa học của oxit sắt và % khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp A.
Phân tích:

Định hướng giải:
Từ số mol H2  số mol Fe sinh ra H2.
n HCl (phản ứng với oxit) = n HCl( ban ñaàu)  n H2 .2  n Ba(OH)2 .2  n O

?

Hướng dẫn:
Tính số mol: n H  0,02(mol); n HCl = 0,15(mol); n Ba(OH) = 0,015(mol)
2

2

Phương trình phản ứng:
FexOy + 2yHCl  xFeCl2y/x + yH2O (1)
Fe
+ 2HCl  FeCl2
+ H2  (2)
0,02 (mol)
0,02
0,04
Ba(OH)2 + 2HCl  BaCl2 + 2H2O
(3)
0,015
0,03 (mol)
1
0,15  0,07
 0,04(mol)

Theo (1): n O (oxit) = n HCl =
2
2
 mFe x O y  3, 44  0,02  56  2,32(gam)
56x 2,32  0,04  16
x 3

   CTHH của oxit sắt là: Fe3O4.
y
0,04
y 4
Phần trăm khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp A:
2,32
%m Fe O 
 100% = 67,44%  %mFe  32,56%.
3 4
3,44



Ví dụ 2: Hòa tan hoàn toàn 3,712 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe, Fe3O4 trong 130
gam dung dịch H2SO4 4,9% thu được dung dịch Y và thoát ra 0,2688 lít khí (đktc).
Cho từ từ dung dịch NaOH 0,2M vào Y đến khi kết tủa vừa xuất hiện thì đã dùng
hết 30ml dung dịch NaOH. Nếu thêm tiếp V (ml) dung dịch NaOH 0,2M thì vừa đủ
đạt kết tủa lớn nhất. Tính khối lượng mỗi chất trong X ? Tính V.
Phân tích:
 Mấu chốt:
Để giải tốt bài toán này, ta cần chú ý một số thông tin sau đây:
5



11 chuyên đề hay, khó và mới bồi dưỡng HSG môn Hóa học THCS - Nguyễn Đình Hành

-Phản ứng của Y với dung dịch NaOH: H2SO4 tác dụng trước, nên khi kết tủa
bắt đầu xuất hiện thì lượng kết tủa không đáng kể, phản ứng giữa NaOH với các
muối Fe coi như chưa xảy ra.
- Kết tủa lớn nhất khi toàn bộ lượng nguyên tố Fe chuyển hết vào trong hidroxit
+
2sắt. Lúc này toàn bộ Na của kiềm liên kết với nhóm SO4 nên số mol NaOH gấp
+
đôi tổng số mol SO4 (hoặc bằng số mol H trong axit ban đầu).
Hướng dẫn:
Tính số mol: n H SO = 0,065 mol ; n H = 0,012 (mol)
2

4

2

Fe3O4 + 4H2SO4 
 FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O
a
4a
a
a (mol)
FeO + H2SO4 
 FeSO4 + H2O
b
b
b (mol)

Fe + H2SO4 
 FeSO4 + H2 
0,012 0,012
0,012 0,012 (mol)
Khi kết tủa vừa xuất hiện thì coi như muối phản ứng với NaOH chưa đáng kể,
vậy chỉ có H2SO4 dư tác dụng với NaOH.
2NaOH + H2SO4 
 Na2SO4 + 2H2O
0,006  0,003 (mol)
Đặt công thức chung của các muối Fe là Fe2(SO4)x
Fe2(SO4)x + 2xNaOH 
 2Fe(OH)x  + xNa2SO4
4a + b = 0,065  0,003  0,012 = 0,05
a  0,01

Ta có: 
232a  72b  3,712  0,012  56  3,04
b  0,01
Khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp là:
m Fe O  0,01  232 = 2,32 gam ;
3 4

mFeO  0,01  72 = 0,72 gam ;
mFe  0,01256 = 0,672 gam.

Theo các phương trình phản ứng   n NaOH  2   n SO
4
V
 0,065 2  V = 620ml.
1000

Lưu ý: Có thể sử dụng quy tắc hóa trị trong phản ứng trao đổi: "tích số mol và
hóa trị của ½ phân tử này bằng tích số mol và hóa trị của ½ phân tử kia". Kiến
thức này ở cấp THPT gọi là bảo toàn điện tích.

 Ta có: 0,006 + 0,2

 n NaOH .1  n H2SO4 (ban ñaàu) .2
 0,006 + 0,2
6

V
 0,065 2  V = 620ml.
1000


ĐT liên hệ: 0988.275.228 0898375.488

2.2-Dạng 2: Hỗn hợp (Fe, oxit sắt) tác dụng với axit oxi hóa mạnh (HNO3,
H2SO4 đặc nóng).
a) Tổng quát:

 n2 (mol) SP khử: (NO,NO2,SO2 ...)
+ HNO3 dư
 Fe
m1(gam) A 
m2 (gam) muối Fe(III)
Fe
O
hoặc
H

SO
đặc,
dư
x
y
2
4

 H2O

+ O2

n1 (mol) Fe

Biết: 2 trong 4 đại lượng m1, m2, n1, n2
Tính: các đại lượng còn lại (hoặc số mol axit phản ứng)

b) Phương pháp giải: (dưới đây là một số phương pháp thường dùng nhất)
 Cách 1: Bảo toàn mol nguyên tố và bảo toàn khối lượng.
- Bước 1: Viết các phương trình hóa học xảy ra.
- Bước 2: Bảo toàn số mol các nguyên tố.
Gọi a là số mol Fe (nếu đề chưa cho biết giá trị của n1).
Thực hiện bảo toàn số mol các nguyên tố theo thứ tự: Fe  phi kim (S,N)  H.
* Với axit HNO3:
*Với axit H2SO4
n Fe( NO ) = n Fe (ban đầu) = a (mol)
n Fe (SO ) = 0,5n Fe (ban đầu)= 0,5a
3 3

2


n HNO (pư) = n N (muối ) + n N (khí)
3

nH

4 3

2SO 4

(pư) = nS (muối ) + nS (khí)

= (3a + n2) (mol)
= (1,5a + n2) (mol)
n H O  n H SO = (1,5a + n2) (mol)
n H O  ½ n HNO = 3a  n 2 (mol)
2
2 4
2
3
2
- Bước 3: Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, giải tìm a.
* Với axit HNO3:
m A  m HNO  mFe(NO )  mH O  m khí
3

3 3

2


 m1 + 63(3a+n2) = 242a + 9(3a +n2) + n2Mkhí  a = ?
* Với axit H2SO4:
m A  m H SO  m Fe (SO )  m H O  m khí
2

4

2

4 3

2

 m1 + 98(1,5a + n2) = 200a + 18.(1,5a + n2) + n2.Mkhí  a = ?
- Bước 4: Tính toán, hoàn thành yêu cầu của đề bài.
Lưu ý:
Khi viết các phương trình hóa học ở bước 1, ta có thể bỏ Fe3O4 bởi vì nó được
xem là hỗn tạp của FeO và Fe2O3.
Nếu là bài toán trắc nghiệm thì các em có thể sử dụng công thức kinh nghiệm:

m Fe

(ban đầu)

 0, 7m A  5, 6n spk .spk

Có thể dùng công thức trên để kiểm tra kết quả giải toán khi làm bài tự luận.
Nếu kết quả làm bài khác với kết quả thử trên công thức kinh nghiệm thì ta cần
kiểm tra lại bài giải tự luận của mình.
7



11 chuyên đề hay, khó và mới bồi dưỡng HSG môn Hóa học THCS - Nguyễn Đình Hành

 Cách 2: Sử dụng Quy đổi hỗn hợp.
- Bước 1: Viết đầy đủ các PTHH đốt cháy Fe trong O2.
- Bước 2: Quy đổi rắn A thành 2 chất (Fe, Fe2O3) hoặc 1 chất giả định FexOy
(Đây là 2 cách quy đổi đơn giản và phù hợp với cấp THCS nhất).
 Nếu Quy đổi rắn A gồm (Fe, Fe2O3):
2+
Fe2O3 + HNO3 [hoặc H2SO4]  muối Fe + H2O
(1)
3+
Fe + HNO3 [hoặc H2SO4 đặc] muối Fe + H2O + SP khử (2)
 n2 (mol)
nFe =?
(Phải cân bằng các phản ứng trên rồi mới thực hiện tính toán)
Ta có: n Fe
  n Fe

2O3

 160  n Fe  56  m A  n Fe O =?
2 3

(ban đầu)

= n Fe (2) + 2  n Fe2O3 (1)

 Nếu Quy đổi rắn A thành một chất giả định FexOy:

 mFe x O y = mA (thường đề cho biết mA hoặc biết mO ).
Viết PTHH dạng tổng quát:
 khí FexOy + Axit  muối Fe(III) + H2O + (3x-2y)SP khử
Phân tích hệ số giữa rắn A và sản phẩm khử (NO2,NO, SO2), ta có:
 SO 2    6  4  2
3n Fe  2n O

n SP khö NO, NO , SO 
với  NO 2    5  4  1
2
2
SP khö

 NO    5  2  3
Gọi a,b lần lượt là số mol Fe, O trong A
a  ?
3a  2b  n spk  spk


b  ?
56a  16b  m A

- Bước 3: Tính toán hoàn thành theo yêu cầu của đề.
 Cách 3: Sử dụng quy tắc hóa trị
- Bước 1: Viết đầy đủ các phương trình phản ứng xảy ra.
(Xem Fe3O4  (FeO và Fe2O3) để giảm bớt phương trình hóa học)
- Bước 2: Lập luận và áp dụng quy tắc hóa trị, như sau:
Xét cả quá trình thì Fe (hóa trị III) trao đổi hóa trị với O (hóa trị II) và khí NO
(  ht  3 ), hoặc NO2 (  ht  1 ), hoặc SO2 (   2 ) …
ht


Theo quy tắc hóa trị ta có: n Fe  3  n O  2  n khí   ht
Gọi a, b lần lượt là số mol Fe,O trong A
3a  2b  n khí   ht
a  ?

 
b  ?
56a  16b  m A

- Bước 3: Tính toán, hoàn thành theo yêu cầu của đề bài.
8


ĐT liên hệ: 0988.275.228 0898375.488

c) Ví dụ minh họa:
Ví dụ 3: Để một phôi bào Fe trong không khí sau một thời gian thu được 16,96
gam rắn A gồm sắt và các oxit của sắt. Hòa tan hết A trong HNO3 dư thấy có 5,376
lít (đktc) hỗn hợp khí B gồm NO, NO2 có tỷ khối của B so với H2 bằng 19. Tính
khối lượng của phôi bào Fe ban đầu.
Phân tích:
Sơ đồ bài toán:
Fe
FeO

NO
HNO3
KK
Fe

Fe(NO3 )3  H2O  0,24(mol)B
dB/H  19
 16,96(g)AFe O 
2
NO2
x(mol)?
 2 3
Fe3O4
Ở đây ta thấy hỗn hợp khí B có 2 khí và 2 dữ kiện nên nó quá hoàn hảo để ta
xác định số mol mỗi chất theo phương pháp đại số (đặt ẩn) hoặc sử dụng quy tắc
đường chéo, hoặc sử dụng sản phẩm khử tương đương.
Nếu sử dụng cách 1 thì không cần tính số mol mỗi khí vì mỗi khí đều có chỉ số N
bằng 1 nên số mol N trong hỗn hợp chính bằng số mol hỗn hợp khí.
Khi viết phương trình hóa học ta có thể hợp thức lại theo tỷ lệ số mol 2 khí
(hoặc đặt công thức chung của sản phẩm khử là NOx)
Hướng dẫn:
Để làm rõ các nội dung trong phần phương pháp giải, chúng ta hãy giải bài
toán này theo nhiều cách khác nhau.
 Cách 1: Phương pháp kết hợp bảo toàn mol nguyên tố và bảo toàn khối lượng.
Tính n B  0, 24 mol
Ta có:

n NO
n NO

2



46  38 1

  n NO  n NO  0,12 mol
2
38  30 1

Các phương trình hóa học:
t0
4Fe + 3O2  2Fe2O3
t0

3Fe + 2O2  Fe3O4

(1)
(2)

t0

2Fe + O2  2FeO

(3)

Xem rắn A gồm Fe, FeO, Fe2O3
Fe2O3 + 6HNO3  2Fe(NO3)3 + 3H2O
4FeO + 17HNO3  4Fe(NO3)3 + 7H2O + NO  + NO2 
4Fe + 18HNO3  4Fe(NO3)3 + 9H2O + 3NO  + 3NO2 
Gọi x là số mol Fe ban đầu.
Bảo toàn số mol Fe, N, H ta có:
n Fe( NO ) = x (mol) ; n HNO (pư) = (3x + 0,24) (mol)
3 3

(4)

(5)
(6)

3

9


11 chuyên đề hay, khó và mới bồi dưỡng HSG môn Hóa học THCS - Nguyễn Đình Hành

3x + 0,24
(mol)
2
BTKL cho các phản ứng (4,5,6), ta có:

 n H2O = ½ n HNO3 =

mA  m HNO

3 ph¶n øng

 m Fe(NO

3 )3

 mH

2O

 mB


 16,96 + 63(3x + 0,24) = 242x + 9(3x + 0,24) + 0,2438  x = 0,26 mol
Vậy mFe (phôi bào) = 0,2656 = 14,56 gam.
 Cách 2: Quy đổi về hỗn hợp A thành 2 chất bất kỳ.
t0
4Fe + 3O2  2Fe2O3
0

t
3Fe + 2O2  Fe3O4
0

t
2Fe + O2  2FeO

Fe 2O3 : a(mol)

Quy đổi A gồm: 

Fe

Fe2O3 + 6HNO3  2Fe(NO3)3 + 3H2O
Fe + 4HNO3  Fe(NO3)3 + 2H2O + NO 
0,12 (mol)
0,12
Fe + 6HNO3  Fe(NO3)3 + 3H2O + 3NO2 
0,12 (mol)
0,04
BTKL trong hỗn hợp A  160a + 0,16 56 = 16,96 a = 0,05 mol.
mFe (phôi bào) = (0,04 + 0,12 + 2.0,05).56 = 14,56 gam.

 Cách 3: Quy đổi về hỗn hợp A thành 1 chất giả định
Viết 3 PTHH của Fe tác dụng với O2 tạo thành FeO, Fe3O4, Fe2O3 (đánh số 1,2,3)
Đặt công thức chung của rắn A là: FexOy.
3FexOy + (12x–2y) HNO3  3xFe(NO3)3 + (6x–y)H2O + (3x – 2y) NO 
FexOy + (6x–2y) HNO3  xFe(NO3)3 + (3x–y)H2O + (3x – 2y) NO2 
Vì n NO  n NO2 nên ta có sơ đồ hợp thức:
4FexOy 
 (3x–2y)NO + (3x–2y)NO2
3
1
Phân tích hệ số  n NO = n Fe  n O
4
2
56n Fe  16n O  16,96
 n Fe  0,26
Ta có hệ phương trình: 
 
0,75n Fe  0,5n O  0,12
 n O  0,15
Vậy mFe = 0,26 56 = 14,56 gam.
 Cách 4: Sử dụng Quy tắc hóa trị:
Viết đầy đủ phương trình hóa học của các phản ứng.
Xét cả quá trình: Fe(III) trao đổi hóa trị với O(II) và NO (  3) , NO2 (  1)
10


ĐT liên hệ: 0988.275.228 0898375.488

Theo quy tắc hóa trị ta có: n Fe  3  n O  2  n NO  3  n NO  1
2


Gọi a,b lần lượt là số mol nguyên tố Fe và O trong hỗn hợp A.

3a  2b  0,12.(1  3)  0, 48 a  0, 26

56a  16b  16, 96
b  0,15

 

Vậy mFe = 0,26 56 = 14,56 gam.
 Cách 5: Sử dụng ghép ẩn số
Viết các phản ứng oxi hóa sắt trong khí O2 (như các cách trên)
Đặt x, y, z lần lượt là số mol Fe2O3, FeO, Fe trong hỗn hợp A.

 n Fe (ban đầu) = (2x + y + z) mol
Fe2O3 + 6HNO3  2Fe(NO3)3 + 3H2O
x (mol)
4FeO + 17HNO3  4Fe(NO3)3 + 7H2O + NO  + NO2 
y
0,25y 0,25y (mol)
4Fe + 18HNO3  4Fe(NO3)3 + 9H2O + 3NO  + 3NO2 
z
0,75z
075z (mol)
Ta có: 160x + 72y + 56z = 16,96 (I)
Mặt khác: 0,5y + 1,5z = 0,24  y + 3z = 0,48 (II) (2)
Nhân 8 vào (II) và cộng với (I) ta được: 160x + 80y + 80z = 20,8
 2x + y + z =


20,8
 0, 26 mol = n Fe
80

Vậy mFe (ban đầu) = 0,2656 = 14,56 gam.
 Cách 6: Tìm công thức của chất giả định.
Đặt công thức chung của rắn A là: FexOy.
3FexOy + (12x–2y) HNO3  3xFe(NO3)3 + (6x–y)H2O + (3x – 2y) NO 
FexOy + (6x–2y) HNO3  xFe(NO3)3 + (3x–y)H2O + (3x – 2y) NO2 
Vì n NO  n NO2 nên ta có sơ đồ hợp thức:
4FexOy 
 (3x–2y)NO + (3x–2y)NO2

4.(56x  16y) 16,96
x 26

 
3x  2y
0,12
y 15
26  56
 16,96  14,56 gam.
 mFe (ban đầu) =
26.56  15.16
Theo sơ đồ 

Ngoài ra ta còn có thể giải bài toán trên bằng nhiều cách khác: Quy đổi tác
nhân oxi hóa (NO, NO2) thành Oxi hoặc quy đổi hỗn hợp A thành 2 chất khác ...
(2)


Nhân 8 vào PT số mol SP khử (hệ số phải nguyên, tối giản) rồi cộng PT khối lượng.

11


11 chuyên đề hay, khó và mới bồi dưỡng HSG môn Hóa học THCS - Nguyễn Đình Hành

Ví dụ 4: Khử m gam Fe2O3 bằng khí CO sau một thời gian thu được 7,2 gam rắn X
gồm 4 chất. Hòa tan X trong dung dịch H2SO4 đặc nóng dư, thấy sinh ra 1,12 lít khí
SO2 (đktc, sản phẩm khử duy nhất).
a) Viết các phương trình hóa học xảy ra.
b) Tính m và thể tích khí CO phản ứng (đktc).
Phân tích:
– Sơ đồ bài toán:
Fe,FeO
CO
H 2SO 4
Fe 2O 3  A Fe3O 4 
 Fe (SO )  H O  SO 2 
2
4 3
2


Fe 2O3
0,05 mol
m(gam)

7,2(gam)


– Phản ứng khử bằng CO: 1mol CO + 1mol O  1mol CO2. Vì số mol CO2
sinh ra bằng số mol CO bị tiêu hao do phản ứng, do đó thể tích khí không đổi.
– Định hướng giải:
+ BT mol kết hợp BTKL: Đặt n Fe O  x  BT nguyên tố Fe, S, H sau đó
2 3
BTKL cho phản ứng giữa rắn A và H2SO4. Cuối cùng xử lý phản ứng khử Fe2O3
bằng CO: m + 28. n CO = 7,2 + 44. n CO
+ Sử dụng quy đổi: Quy A về Fe và Fe2O3 hoặc quy về FexOy.
+ Các cách khác: hoàn toàn áp dụng được như ví dụ 3 của chuyên đề này.
Hướng dẫn:
 Cách 1: Kết hợp bảo toàn số mol nguyên tố và bảo toàn khối lượng.
Các phương trình phản ứng:
t0

 2Fe3O4 + CO2
3Fe2O3 + CO 
Fe2O3

t0

 2FeO
+ CO 
t0

 2Fe
Fe2O3 + 3CO 

(1)

+ CO2


(2)

+ 3CO2

(4)

Xem rắn X gồm: FeO, Fe2O3, Fe dư
t0

 Fe2(SO3)3 + 3H2O
Fe2O3 + 3H2SO4 đặc 

(5)

t0

 Fe2(SO4)3 + 4H2O + SO2 
2FeO + 4H2SO4 đặc 

(6)

0

t
 Fe2(SO4)3 + 6H2O + 3SO2 
2Fe + 6H2SO4 đặc 

(7)


Gọi x là số mol Fe2O3 ban đầu.
Bảo toàn số mol Fe,S, H, ta có:
n Fe

2 (SO4 )3

 x (mol) ; n H

2SO 4

 (3x + 0,05) (mol) = n H

Bảo toàn khối lượng cho các phản ứng (4,5,6) ta có:

mX  m H
12

2SO4 ph¶n øng

 m Fe

2 (SO4 )3

 mH

2O

 mSO

2


2O


ĐT liên hệ: 0988.275.228 0898375.488

 7,2 + 98(3x+0,05) = 400x + 18(3x + 0,05) + 0,0564  x = 0,05 mol
Vậy m = 0,05.160 = 8 gam.
Theo phản ứng (1,2,3): n CO

(phản ứng)

= nO

(bị khử)

=

8  7, 2
 0, 05 mol
16

 VCO (phản ứng) = 0,05.22,4 = 1,12 lít.
Cách 2: Quy đổi rắn X về 2 chất cụ thể.
- Viết các PTHH khử Fe2O3 (như cách 1)
Quy đổi hỗn hợp X gồm

Fe 2O3
Fe


Fe2O3 + 3H2SO4 
 Fe2(SO4)3 + 3H2O
2Fe + 6H2SO4 
 Fe2(SO4)3 + 6H2O + 3SO2 

0,1
3

0,05 (mol)

Bảo toàn khối lượng trong X  160  n Fe
 n Fe2O3 (trong X) =

2O3



0,1
 56  7,2
3

0,1
(mol).
3
0,1 0,1

(
 )  0, 05 mol
Bảo toàn số mol nguyên tố Fe  n Fe O
2 3 (ban ®Çu)

3
6
Vậy m = 0,05.160 = 8 gam.
Theo phản ứng (1,2,3): n CO

(phản ứng)

= nO

(bị khử)

=

8  7, 2
 0, 05 mol
16

 VCO (phản ứng) = 0,05.22,4 = 1,12 lít.
VCO = VSO = 1,12 lít
2
2

 Lưu ý: Ta thấy CO khử làm giảm hóa trị của Fe trong oxit, còn SO2 là sản phẩm
khử của quá trình nâng hóa trị Fe về lại mức III (như ban đầu) do đó số mol CO
phản ứng = số mol SO2 = 0,05 mol.(bởi vì độ giảm điện hóa trị của chúng đều =2).
 Số mol O bị khử = số mol CO phản ứng = 0,05 mol
 m = 7,2 + 0,05.16 = 8 gam.(cách này chỉ nên dùng khi giải trắc nghiệm).
Cách 3: Quy đổi về một chất giả định kết hợp phân tích hệ số..
Đặt công thức chung của X là FexOy.
t0

 2FexOy + (3x – 2y) CO2 
xFe2O3 + (3x – 2y)CO 
2FexOy + (6x–2y)H2SO4  xFe2(SO4)3 + (6x–2y)H2O + (3x–2y)SO2 
Phân tích hệ số, ta có: nSO  1,5n Fe  n O
2

13


11 chuyên đề hay, khó và mới bồi dưỡng HSG môn Hóa học THCS - Nguyễn Đình Hành

Gọi a, b lần lượt là số mol Fe, O trong A
1,5a  b = 0,05
a= 0,1
0,1
=> 
 160  8
Ta có: 
 m = mFe2O3 
2
56a + 16b = 7,2
 b = 0,1

 VCO =

8  7, 2
 22, 4  1,12 lit
16

Lưu ý: Ở cách này nếu ta phân tích hệ số CO, SO2 và FexOy trong 2 phản ứng thì

dễ dàng thấy được khi số mol FexOy ở 2 phản ứng bằng nhau thì số mol CO2 và
SO2 cũng bằng nhau (vì hệ số bằng nhau).

n CO  n SO  0, 05 mol  n O (bị khử) = nCO = 0,05 mol
2

Tăng giảm khối lượng  m = 7,2 + 0,05.16 = 8 gam.
 Cách 4: Sử dụng quy tắc hóa trị.
Viết các PTHH xảy ra như cách 1.
Xét cả quá trình thì Fe(III) trao đổi hóa tị với O (II) và SO2 (  ht = II)
Theo quy tắc hóa trị ta có: n Fe  3  n O  2  nSO  2
2

Gọi a,b lần lượt là số mol Fe, O trong hỗn hợp X.
3a  2b = 0,05  2
a= 0,1

Ta có hệ phương trình: 
56a + 16b = 7,2
 b = 0,1
0,1
mFe O 
 160  8 gam.
2 3
2
28V
44V
 7,2 
 V  1,12 lit.
22, 4

22,4
 Ngoài ra ta có thể giải bài toán trên theo các cách như ví dụ 1: Ghép ẩn, hoặc
quy đổi X theo hướng khác.
Ví dụ 5: Đốt cháy 8,4 gam Fe trong khí O2 thu được hỗn hợp rắn A gồm (Fe, FeO,
Fe2O3, Fe3O4). Hòa tan hoàn toàn rắn A trong H2SO4 đặc, nóng dư thì thấy sinh ra
0
1,68 lít SO2 (duy nhất, ở 0 C; 1,2atm). Tính khối lượng của rắn A và khối lượng
muối sunfat tạo thành.
Phân tích:

BTKL cho phản ứng (1,2,3)  8 

14


ĐT liên hệ: 0988.275.228 0898375.488

Điểm khó của bài toán nằm ở chỗ nhiệt độ và áp suất khác điều kiện tiệu chuẩn
PV
o
(0 C, 1atm). Cần nhớ công thức tính số mol khí: n 
trong đó T  t 0 C  273
RT
22,4
 0,082 .
và R 
273
 Định hướng giải:
 Thực hiện bảo toàn Fe, S, H như sơ đồ trên.
 Để tính giá trị m ta thực hiện bảo toàn khối lượng:

m A  m H SO  m Fe (SO )  m H O  mSO
2

4

2

4 3

2

2

Hướng dẫn:
Tính số mol: n Fe  0,15 mol ; nSO = 0,09 mol
2
Cách 1: Kết hợp bảo toàn số mol nguyên tố và bảo toàn khối lượng.
Các phương trình hóa học:
t0

 2FeO
2Fe + O2 
t0

 Fe3O4
3Fe + 2O2 
t0

 2Fe2O3
4Fe + 3O2 

Xem rắn A chỉ gồm Fe2O3, FeO, Fe dư
t0

 Fe2(SO4)3 + 3H2O
Fe2O3 + 3H2SO4 đặc 
t0

 Fe2(SO4)3 + 4H2O + SO2 
2FeO + 4H2SO4 đặc 
t0

 Fe2(SO4)3 + 6H2O + 3SO2 
+ 6H2SO4 đặc 

2Fe

Bảo toàn số mol Fe, S, H ta có:
1
0,15
n Fe (SO )  n Fe 
 0,075 (mol)
2
4 3
2
2
n H2SO4  0,09 + 0,0753 = 0,315 mol = n H2 O
Theo BTKL  mA  m H2SO4  m Fe2 (SO4 )3  m H2 O  mSO2
 mA = 0,075400 + 0,31518 + 0,0964 – 0,31598 =10,56 gam.
m Fe


2 (SO 4 )3

 0,075  400  30 (gam).

Cách 2: Quy đổi hỗn hợp A về Fe, Fe2O3
Viết 3 Phương trình hóa học của Fe với oxi (như cách 1)
Fe :
Quy đổi rắn A gồm: 
Fe 2 O3 : x(mol)
t0

 Fe2(SO4)3 + 3H2O
Fe2O3 + 3H2SO4 đặc 
x

x(mol)
15


11 chuyên đề hay, khó và mới bồi dưỡng HSG môn Hóa học THCS - Nguyễn Đình Hành
t0

 Fe2(SO4)3 + 6H2O + 3SO2 
2Fe + 6H2SO4 đặc 
0,06
0,03
0,09 (mol)
Bảo toàn số mol Fe  2x + 0,06 = 0,15  x = 0,045 (mol).
mA = 0,045160 + 0,0656 = 10,56 gam.
m Fe


2 (SO 4 )3

 (0,045  0,03)  400  30 (gam).

Cách 3: Quy đổi hỗn hợp A về 1 chất giả định FexOy
Viết 3 Phương trình hóa học của Fe với oxi (như cách 1)
Đặt công thức chung của hỗn hợp A là FexOy
2FexOy + (6x–2y)H2SO4  xFe2(SO4)3 + (6x–2y)H2O + (3x–2y)SO2 
+) Hướng xử lý 1: Sử dụng tỷ số hợp thức trong PTHH.
Theo PTHH 

nSO

2

n Fe



x 10
3x  2y 0,09

 
y 9
2x
0,15

Công thức giả định của A: Fe10O9
0,15

 (56  10  16  9)  10,56 (gam)
 mA 
10
+) Hướng xử lý 2: Sử dụng kỹ thuật phân tích hệ số.
Phân tích hệ số FexOy và SO2  nSO  1,5n Fe  n O
2

 n O  1,5n Fe  n SO2 = 1,50,15 – 0,09 = 0,135 (mol)
 mA  8,4  0,135  16  10,56 gam.
0,15
 400 = 30 gam
2
Cách 4: Sử dụng quy tắc hóa trị.
Viết đầy đủ các phương trình hóa học (như cách 1)
Xét cả quá trình: Fe(III) trao đổi hóa trị với O (II) và SO2 (  ht  2 ).
mFe

2 (SO 4 )3



Theo quy tắc hóa trị ta có: n Fe .3  n O .2  nSO .2
2
0,15.3  0,09  2
 0,135 mol
2
 mA  8,4  0,135  16  10,56 gam.

 nO 


0,15
 400  30 (gam).
2
 Lưu ý: Ngoài các cách trên, các em học sinh còn có thể sử dụng các cách khác.
Ở đây thầy chỉ giới thiệu các cách giúp các em dễ tiếp cận và phù hợp với hình
thức thi tự luận. Nếu là bài tập trắc nghiệm thì cứ việc quy A thành Fe và O rồi sử
dụng bảo toàn electron (như quy tắc hóa trị) là cách khuyên dùng.
mFe

16

2 (SO 4 )3




ĐT liên hệ: 0988.275.228 0898375.488

2.3- Dạng 3: Tìm công thức của oxit sắt khi cho hỗn hợp (1 kim loại và 1 oxit
sắt) tác dụng với axit oxi hóa mạnh (HNO3, H2SO4 đặc).
a) Tổng quát:

 M (hóa trị n) + HNO3 dư
 muối của M
 NO,NO2,
m1 (gam) A 
m2 (gam) muối 
+ H2O + a(mol) khí 
 FexOy
hoặc H2SO4 đặc

 muối Fe(III)
 SO2 ...
Cho biết: m1, m2, a(mol) khí ; kim loại M và hóa trị của nó.
Hỏi: CTHH của oxit sắt ?

b) Phương pháp giải và ví dụ minh họa:
Tương tự như dạng 2, đây là dạng toán có khá nhiều cách giải.Trong phạm vi
của chuyên đề này, chúng tôi xin giới thiệu cùng bạn đọc một số cách sau:
 Cách 1: Kết hợp bảo toàn số mol nguyên tố và bảo toàn khối lượng.
 Bước 1: Viết các phương trình hóa học của phản ứng xảy ra.
 Bước 2: Thực hiện bảo toàn số mol và bảo toàn khối lượng.
– Gọi n là số mol axit HNO3 (hoặc H2SO4) phản ứng.
 n H 2SO4  n
– Bảo toàn số mol H  n H O   1
2
 n
 0,5n
 2 HNO3
– Bảo toàn khối lượng ta có:
m1 + 98n = m2 + 18n + a.Mkhí  n = ? (Nếu axit là H2SO4 đặc)
m1 + 63n = m2 + 9n + a.Mkhí  n = ? (Nếu axit là HNO3)
– Bảo toàn nguyên tố phi kim (S hoặc N) và BTKL muối, ta có:
Gọi n1, n2 lần lượt là số mol muối M và muối Fe.

n1.M muèi cña kim lo¹i M  n 2 .M muèi cña Fe  m2
 n1  ?

 
n1. chØ sè gèc + n2 . chØ sè gèc = n gèc cña muèi  (n  a) n 2  ?
m  mM  mFe

– Bảo toàn khối lượng trong hỗn hợp: n O(oxit)  hh
16
 Bước 4: Xác định tỷ lệ chỉ số Fe và O trong oxit sắt.
x n Fe

 Kết luận CTHH của oxit sắt.
y nO

 Cách khác: Tương tự như dạng 2, các em có thể giải theo các cách sau:
+ Sử dụng đại số và quy tắc hóa trị: n M .n  n Fe .3  n spk .spk  n O .2
+ Sử dụng đại số và quy đổi: Quy đổi hỗn hợp thành M, Fe, Fe2O3.
(Giải hệ phương 3 ẩn của số mol M, Fe, Fe2O3)
Sử
dụng đại số và phân tích hệ số hoặc đại số và ghép ẩn. (xem ví dụ)
+
17


11 chuyên đề hay, khó và mới bồi dưỡng HSG môn Hóa học THCS - Nguyễn Đình Hành

c) Các ví dụ minh họa.
Ví dụ 6: Hòa tan hoàn toàn 36 gam hỗn hợp A gồm Cu và một oxit của sắt trong
dung dịch HNO3 đặc nóng dư, sau phản ứng hoàn toàn thu được 11,2 lít khí NO2
(đktc) và dung dịch chứa 110,2 gam hỗn hợp muối của 2 kim loại.
Xác định công thức của oxit sắt và khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp A.
Phân tích:
 Sơ đồ bài toán:
NO2 : 0,5 mol
A


Cu
Fe x O y



Cu(NO3 ) 2  Fe(NO3 )3 
 HNO3 
 
 

a(mol)
b(mol)



n(mol)

H 2O

0,5n(mol)

110,2 (gam)

36 gam

Vận dụng các phương pháp đã nêu vào sơ đồ trên ta có các định hướng sau:
 Định hướng 1: Theo BT mol nguyên tố và BTKL.
– BTKL  số mol HNO3 phản ứng  số mol NO3 trong muối.
2a  3b  n – 0,5
a  ?


– Lập hệ phương trình 
188a  242b  110, 2 b  ?

 nO 

36  64a  56b
x n
 ?   Fe .  CTHH của oxit sắt?
16
y nO

 Định hướng 2: Sử dụng quy tắc hóa trị.
– Xét cả quá trình: Fe(III), Cu(II) trao đổi hóa trị với O(II) và NO2 có độ lệch
hóa trị là I  3n Fe  2n Cu  2n O  1n NO

2

 gọi ẩn cho số mol của Fe, Cu, O trong hỗn hợp  hệ phương trình 3 ẩn.
 Định hướng 3: Sử dụng phân tích hệ số.
– Dựa theo các PTHH ta thấy: 1Cu  2NO2 ; FexOy  (3x – 2y)NO2
– Phân tích hệ số  hệ số NO2 = 2hệ số Cu + 3hệ số Fe – 2hệ số O (oxit sắt).
– Vì quan hệ của hệ số là quan hệ số mol nên  n NO  2n Cu  3n Fe  2n O
2

 Định hướng 4: Sử dụng thuần đại số và ghép ẩn.
– Gọi a,b lần lượt là số mol Cu và FexOy
 Lập hệ 3 phương trình với 3 ẩn là a, bx, by. Giải tìm giá trị của a, bx, by.
 Định hướng 5: Sử dụng quy đổi hỗn hợp.
– Quy đổi A gồm: Cu, Fe, Fe2O3

– Với hỗn hợp gồm 3 chất với 3 ẩn số mol là a, b, c ta đã biến bài toán trở nên
đơn giản hơn rất nhiều, việc lập hệ phương trình và giải tìm nghiệm khá đơn giản.
x n Fe  2n Fe2O3

– Ở cách này ta cần chú ý:
y
3n Fe O
2 3

18


ĐT liên hệ: 0988.275.228 0898375.488

Hướng dẫn:
Tính n NO  0, 5 mol
2
 Cách 1: Kết hợp bảo toàn số mol nguyên tố và bảo toàn khối lượng.
Cu + 4HNO3  Cu(NO3)2 + 2H2O + 2NO2 
FexOy + (6x – 2y)HNO3  xFe(NO3)3 + (3x – y)H2O + (3x – 2y)NO2 
Gọi n là số mol HNO3 phản ứng  n H O  0,5n(mol)
2
Theo BTKL  36 + 63n = 110,2 + 0,5.46 + 18.0,5n  n = 1,8 mol
Gọi a, b lần lượt là số mol Cu(NO3)2 Fe(NO3)3.

188a  242b  110, 2
a  0, 2

2a  3b  1,8  0, 5  1,3  b  0,3


Bảo toàn mol N và BTKL muối  

Cu : 0, 2 mol

Bảo toàn Fe, Cu  A Fe : 0,3 mol
O : ?

BTKL trong A  n 
O


36  0, 2.64  0,3.56
 0, 4 mol
16

x n Fe 0,3 3


  công thức của oxit sắt: Fe3O4
y n O 0, 4 4

mCu  0, 2.64  12,8(gam) ; m Fe

3O4

=36  12,8 = 23,2 (gam).

 Cách 2: Sử dụng quy tắc hóa trị.
Viết các phương trình hóa học (như cách 1)
Xét cả quá trình: Fe (hóa trị III), Cu (hóa trị II) trao đổi với O (hóa trị II) và SO2

(có độ giảm hóa trị là II).
Theo quy tắc hóa trị ta có: 3n Fe  2n Cu  2n O  1n NO
2

Fe : a (mol)

 Fe(NO3 )3 : a(mol)

Đặt số mol A Cu : b(mol) 
O : c(mol)
Cu(NO3 )2 : b(mol)

56a  64b  16c  36 a  0,3


 Hệ phương trình: 3a  2b  2c  0,5  b  0, 2
242a  188b  110, 2 c  0, 4


Xét phân tử FexOy 

x n Fe 0,3 3


  Công thức oxit sắt: Fe3O4.
y n O 0, 4 4
19


11 chuyên đề hay, khó và mới bồi dưỡng HSG môn Hóa học THCS - Nguyễn Đình Hành


 Cách 3: Sử dụng phân tích hệ số.
Cu + 4HNO3  Cu(NO3)2 + 2H2O + 2NO2 
FexOy + (6x – 2y)HNO3  xFe(NO3)3 + (3x – y)H2O + (3x – 2y)NO2 
Phân tích hệ số phản ứng  n NO  2n Cu  3n Fe  2n O
2

Gọi a,b,c lần lượt là số mol các nguyên tố Fe, Cu, O trong hỗn hợp A.
Kết quả là ta lập được hệ phương trình giống như hệ phương trình ở cách 2.
 Cách 4: Sử dụng thuần đại số và ghép ẩn.
Cu + 4HNO3  Cu(NO3)2 + 2H2O + 2NO2 
a
a
2a (mol)
FexOy + (6x – 2y)HNO3  xFe(NO3)3 + (3x – y)H2O + (3x – 2y)NO2 
b
bx
b.(3x – 2y) (mol)
a  0,2
64a  56bx  16by  36


= 110,2  bx  0,3  n Fe
Ta có hệ p/trình: 188a  242bx
2a + 3bx  2by = 0,5


by  0, 4  n O
x 0,3 3
  công thức oxit sắt: Fe3O4.

Xét phân tử FexOy  
y 0, 4 4

 Cách 5: Sử dụng quy đổi.
Quy đổi hỗn hợp A gồm: Fe2O3, Fe, Cu
Gọi a,b,c lần lượt là số mol các chất Fe2O3, Fe, Cu trong hỗn hợp.
Fe2O3 + 6HNO3  2Fe(NO3)3 + 3H2O
a
2a (mol)
Fe
+ 6HNO3  Fe(NO3)3 + 3H2O + 3NO2 
b
b
3b (mol)
Cu
+ 4HNO3  Cu(NO3)2 + 2H2O + 2NO2 
c
c
2c (mol)
160a  56b  64c  36
0, 4
0,1

; b

a 
Ta có hệ phương trình: 484a  242b  188c  110,2  
3
3


c  0, 2
3b

2c
=
0,5


0, 4

 n

 3  0, 4 mol ; n Fe( oxit) 
O( oxit)
3
Xét phân tử FexOy 

0, 4.2 0,1

 0,3 mol
3
3

x 0,3 3

  công thức oxit sắt: Fe3O4.
y 0, 4 4

Nhận xét: Bài toán nhìn có vẻ phức tạp, tuy nhiên nếu ta hiểu bản chất phản ứng
và nắm vững các kỹ thuật bảo toàn, quy đổi, phân tích ... thì nó trở nên đơn giản.


20


ĐT liên hệ: 0988.275.228 0898375.488

Ví dụ 7: Hòa tan hoàn toàn 15,6 gam hỗn hợp X gồm Mg và FexOy trong dung
dịch H2SO4 đặc nóng, dư đến khi phản ứng xong thu được dung dịch Y và thoát ra
6,16 lít khí SO2 (đktc, sản phẩm khử duy nhất của S:VI). Cho dung dịch NaOH dư
vào dung dịch B đến khi phản ứng hoàn toàn thì thu được 27,65 gam kết tủa.
Xác định công thức hóa học của FexOy.
Phân tích:
Bài toán này có đôi chút khác với bài ở ví dụ 6: Ở ví dụ 6 cho biết tổng khối
lượng muối và axit là HNO3. Còn ở ví dụ 7 này đề cho biết khối lượng kết tủa nặng
27,6 gam. Vì vậy kết tủa là Mg(OH)2 và Fe(OH)3. Bài toán kéo dài thêm một giai
đoạn bằng 3 phản ứng hóa học của NaOH tác dụng lần lượt với H2SO4 dư, MgSO4
và Fe2(SO4)3.
Cách giải bài này cũng tương tự như lời giải các cách ở ví dụ 6.
Hướng dẫn:
Tính nSO  0, 275 mol
2

 Cách 1: Kết hợp bảo toàn số mol nguyên tố và bảo toàn khối lượng.
Mg + 2H2SO4 đặc nóng  MgSO4 + 2H2O + SO2 
(1)
2FexOy + (6x–2y)H2SO4 đặcxFe2(SO4)3 + (6x–2y)H2O + (3x–2y)SO2  (2)
H2SO4 + 2NaOH  Na2SO4 + 2H2O
(3)
MgSO4 +2NaOH  Na2SO4 + Mg(OH)2 
(4)

Fe2(SO4)3 + 6NaOH  3Na2SO4 + 2Fe(OH)3 
(5)
Gọi n là số mol SO4 trong muối  n OH( kÕt tña)  2n(mol)
Tăng giảm khối lượng  mmuèi  27,65  34n  96n  (27,65  62n) gam
Theo phản ứng (1,2)  n H SO  n H O  (n  0, 275) mol
2 4
2
Bảo toàn khối lượng, ta có:
15,6 + 98.(n + 0,275) = 27,65 + 62n + 18.(n + 0,275) + 0,275.64
 n = 0,425 mol
 Mg(OH) 2 : a(mol) 58a  107b  27,65 a  0, 2


Đặt 
 2a  3b  2.0,425
b  0,15
 Fe(OH )3 : b(mol)

BTKL trong hỗn hợp X  n  15,6  0,2.24  0,15.56  0,15 mol
O
16
Xét phân tử FexOy 

x 0,15 1

  Công thức của oxit sắt: FeO.
y 0,15 1

 Nhận xét: Qua cách giải trên ta thấy: với cách ra đề như thế thì sử dụng cách 1
sẽ không hiệu quả bằng các cách khác như Quy đổi, phân tích hệ số, sử dụng quy

tắc hóa trị, hoặc thuần đại số. Mời bạn đọc tham khảo các cách giải tiếp theo.
21


11 chuyên đề hay, khó và mới bồi dưỡng HSG môn Hóa học THCS - Nguyễn Đình Hành

 Cách 2: Sử dụng quy tắc hóa trị.
Viết các phương trình hóa học (như cách 1).
Xét cả quá trình: Mg(II), Fe(III) trao đổi hóa trị với O(II) và SO2 (  ht  2 ).
Theo quy tắc hóa trị  2n Mg  3n Fe  2n O  2nSO

2

Gọi a,b,c lần lượt là số mol các nguyên tố Mg, Fe, O trong X.
Bảo toàn số mol Mg, Fe  n Mg(OH)  a(mol) ; n Fe(OH)  b(mol)
2

3

24a  56b  16c  15,6
a  0, 2


Ta có: 2a  3b  2c  0,275.2  0,55  b  0,15
58a  107b  27,65
c  0,15



Xét phân tử FexOy 


x 0,15 1

  Công thức của oxit sắt: FeO.
y 0,15 1

 Cách 3: Sử dụng phân tích hệ số.
Mg + 2H2SO4 đặc nóng  MgSO4 + 2H2O + SO2 
(1)
2FexOy + (6x–2y)H2SO4 đặcxFe2(SO4)3 + (6x–2y)H2O + (3x–2y)SO2  (2)
H2SO4 + 2NaOH  Na2SO4 + 2H2O
(3)
MgSO4 +2NaOH  Na2SO4 + Mg(OH)2 
(4)
Fe2(SO4)3 + 6NaOH  3Na2SO4 + 2Fe(OH)3 
(5)
Phân tích hệ số phản ứng (1,2)  nSO2  n Mg  1,5n Fe  n O
Gọi a,b,c lần lượt là số mol Mg, Fe, O trong X.
24a  56b  16c  15,6 a  0, 2


 a  1,5b  c  0, 275  b  0,15
58a  107b  27,65
c  0,15


Xét phân tử FexOy 

x 0,15 1


  Công thức của oxit sắt: FeO.
y 0,15 1

 Nhận xét: Sử dụng phân tích hệ số thường cho các phương trình toán tương tự
như khi sử dụng quy tắc hóa trị.
 Cách 4: Sử dụng thuần đại số và ghép ẩn.
Gọi a,b lần lượt là số mol Mg và FexOy trong hỗn hợp X.
Mg + 2H2SO4 đặc nóng  MgSO4 + 2H2O + SO2 
(1)
a
a
a (mol)
2FexOy + (6x–2y)H2SO4 đặcxFe2(SO4)3 + (6x–2y)H2O + (3x–2y)SO2  (2)
b
0,5bx
b.(1,5x – y) mol
H2SO4 + 2NaOH  Na2SO4 + 2H2O
(3)
MgSO4 +2NaOH  Na2SO4 + Mg(OH)2 
(4)
a
a (mol)
22


ĐT liên hệ: 0988.275.228 0898375.488

Fe2(SO4)3 + 6NaOH  3Na2SO4 + 2Fe(OH)3 
(5)
0,5bx 

bx (mol)
(Hoặc bảo toàn số mol nguyên tố Mg, Fe  số mol Mg(OH)2 và Fe(OH)3)

24a  56bx  16by  15, 6 a  0, 2


Ta có hệ phương trình: a  1,5bx  by  0, 275  bx  0,15  n Fe
58a  107bx
 27, 65 by  0,15  n

O

x 0,15 1
  Công thức của oxit sắt: FeO.
Xét phân tử FexOy  
y 0,15 1
 Cách 5: Sử dụng quy đổi.
Quy đổi hỗn hợp X thành: Fe2O3, Fe, Mg
Gọi a,b,c lần lượt là số mol Fe2O3, Fe, Mg trong X.
Fe2O3 + 3H2SO4 đặc nóng  Fe2(SO4)3 + 3H2O
2Fe + 6H2SO4 đặc nóng  Fe2(SO4)3 + 6H2O + 3SO2 
b
1,5b (mol)
Mg + 2H2SO4 đặc nóng  MgSO4 + 2H2O + SO2 
c
c (mol)
H2SO4 dư + 2NaOH  Na2SO4 + 2H2O
Fe2(SO4)3 + 6NaOH  3Na2SO4 + 2Fe(OH)3 
MgSO4 + 2NaOH  Na2SO4 + Mg(OH)2 
Bảo toàn nguyên tố Fe, Mg  n Fe(OH)  (2a  b) mol; n Mg(OH)  c(mol)

3
2

160a  56b  24c  15, 6
a  0, 05


1,5b  c = 0, 275  b  0, 05
Theo đề  
214a  107b  58c  27, 65 c  0, 2


Xét phân tử FexOy 

x 0, 05.2  0, 05 1

  Công thức của oxit sắt: FeO.
y
0, 05.3
1

II- BÀI TẬP VẬN DỤNG.
Ở phần này chúng tôi chỉ chọn lọc một số phương pháp chủ lực để giải các bài
tập, bạn đọc có thể giải cách khác theo các định hướng ở phần ví dụ minh họa.
Phần phân tích cũng chỉ tập trung vào các bài lạ, độ khó cao hoặc dễ gây nhầm
lẫn, tạo lúng túng cho học sinh khi thực hiện giải bài tập.
Bài 1: Để hòa tan hoàn toàn 34,8 gam hỗn hợp gồm Fe3O4, FeO, Fe2O3 (số mol
FeO bằng số mol Fe2O3) thì phải dùng một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 4,9 %
(loãng) thu được dung dịch X.
a) Tính khối lượng của dung dịch H2SO4 4,9% .

b) Tính nồng độ % của các chất trong dung dịch X.
23


11 chuyên đề hay, khó và mới bồi dưỡng HSG môn Hóa học THCS - Nguyễn Đình Hành

Hướng dẫn:
Vì số mol FeO = số mol Fe2O3 nên xem hỗn hợp chỉ có Fe3O4.
 n Fe3O4 (gt) = 0,15 (mol)
Fe3O4 + 4H2SO4  Fe2(SO4)3 + FeSO4 + 4H2O
0,15  0,6
0,15
0,15 (mol)
0,15.98.100
 300(gam)
4,9
mdd (sau phản ứng) = 300 + 34,8 = 334,8 gam.

 m ddH

2SO 4



Nồng độ phần trăm các muối trong dung dịch sau phản ứng:
0,15  400
C%Fe (SO ) 
 100%  17,92%
2
4 3

334,8
0,15  152
 100%  6,81%
334,8
Bài 2: Cho m (gam) hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 tan vừa hết trong V ml
dung dịch H2SO4 0,5M (loãng) thì thu được một dung dịch Y. Chia dung dịch Y
làm 2 phần bằng nhau:
– Phần 1: cho tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc lấy kết tủa nung nóng trong
không khí đến khối lượng không đổi thu được 8,8 gam chất rắn.
– Phần 2: làm mất màu vừa đủ 100 ml dung dịch dịch KMnO4 0,1M trong môi
trường H2SO4 loãng dư.
Viết các phương trình hóa học của phản ứng xảy ra và tính giá trị m, V.
(Biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn)
Phân tích:
Mấu chốt:
– Đề không yêu cầu tính lượng mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu nên ta có thể
sử dụng quy đổi, nhằm giảm bớt số chất trong hỗn hợp.
– 1Fe3O4  1FeO + 1Fe2O3. Do đó ta quy đổi Fe3O4 thành FeO, Fe2O3. Lúc
này hỗn hợp xem như chỉ có Fe2O3 và FeO.
– Kiến thức khó: KMnO4 có tính oxi hóa (giảm hóa trị) tùy theo môi trường.
C%FeSO 
4

 Mn 2  (trong m«i tr­êng axit)

 MnO2 (trong m«i tr­êng trung tÝnh)
KMnO4 + Chất khử 
 K MnO (trong m«i tr­êng kiÒm)
4
 2

Ví dụ: (theo đúng trình tự trong môi trường axit, trung tính, kiềm)
10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4  K2SO4 + 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + 8H2O
3K2SO3 + 2KMnO4 + H2O  2MnO2  + 3K2SO4 + 2KOH
K2SO3 + 2KMnO4 + 2KOH  2K2MnO4 + K2SO4 + H2O

24


ĐT liên hệ: 0988.275.228 0898375.488

Hướng dẫn:
Vì 1mol Fe3O3 = 1mol FeO + 1mol Fe2O3, nên xem hỗn hợp chỉ có FeO, Fe2O3.
Gọi a,b lần lượt là số mol FeO, Fe2O3 ban đầu.
 Phản ứng của X với H2SO4 loãng:
FeO + H2SO4 loãng  FeSO4 + H2O
a
a
a (mol)
Fe2O3 + 3H2SO4 loãng  Fe2(SO4)3 + 3H2O
b
3b
b (mol)
½ dung dịch Y có: 0,5a (mol) FeSO4 và 0,5b (mol) Fe2(SO4)3.
 Phần 1: Sản phẩm sau nung kết tủa là Fe2O3
Tính n Fe O  0, 055 mol
2 3
FeSO4 + 2NaOH  Fe(OH)2  + Na2SO4
Fe2(SO4)3 + 6NaOH  2Fe(OH)3  + 3Na2SO4
t0


 Fe2O3 + 2H2O
2Fe(OH)2 + ½ O2 
t0

 Fe2O3 + 3H2O
2Fe(OH)3 
Bảo toàn số mol Fe trong ½ Y  0,5a + 0,5b.2 = 0,055.2 = 0,11 (1)
 Phần 2: Tính n KMnO  0, 01 mol
4
10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O
0,01
0,05
0,5a
=
0,05
(2)

Giải hệ phương trình (1;2)  a = 0,1 mol ; b = 0,06 mol.
 m = 0,1.72 + 0,06.160 = 16,8 (gam).
Thể tích dung dịch H2SO4: V 

0,1  3.0, 06
 0,56 lit = 560ml.
0,5

Bài 3: Cho một luồng khí CO đi qua ống sứ đựng 0,04 mol hỗn hợp A gồm FeO và
Fe2O3 đốt nóng. Sau một thời gian thí nghiệm thì thu được chất rắn B gồm 4 chất
nặng 4,784 gam. Khí đi ra khỏi ống sứ cho hấp thụ vào dung dịch Ba(OH)2 dư, thì
thu được 9,062 gam kết tủa. Mặt khác, hòa tan chất rắn B bằng dung dịch HCl dư
thấy thoát ra 0,6272 lít khí hidro (ở điều kiện tiêu chuẩn).

a) Tính thành phần % khối lượng của mỗi oxit sắt trong hỗn hợp A.
b) Tính thành phần % khối lượng mỗi chất trong B, biết rằng trong B số mol
oxit sắt từ bằng 1/3 tổng số mol của sắt (II) oxit và sắt (III) oxit.
(Trích đề thi học sinh giỏi lớp 9 tỉnh Gia Lai, năm học 2015-2016)
Phân tích:
Hỗn hợp A gồm 2 chất chỉ có một dữ kiện là số mol hỗn hợp, thiếu 1 dữ kiện. Vì
vậy ta cần tìm dữ kiện thứ 2 là khối lượng hỗn hợp A: mA = mB + 16n .
25


11 chuyên đề hay, khó và mới bồi dưỡng HSG môn Hóa học THCS - Nguyễn Đình Hành

Hỗn hợp B gồm 4 chất và đã biết 4 dữ kiện là: mB, tổng số mol nguyên tố Fe, số
mol H2 và quan hệ số mol của 3 oxit. Như vậy ở hỗn hợp B đã đủ các thông tin để
lập hệ phương trình 3 ẩn (không đặt ẩn cho số mol đơn chất Fe, vì tính được qua
số mol H2).
Hướng dẫn:
a) Phản ứng của A với CO:
t0

 Fe3O4 + CO2 (1)
Fe2O3 + CO 
t0

 Fe + CO2
Fe2O3 + CO 
FeO

t0


 Fe + CO2
+ CO 

(2)
(3)

Rắn B: FeO, Fe3O4, Fe, Fe2O3.
Khí thoát ra: CO2, CO dư.
CO2 + Ba(OH)2  BaCO3  + H2O (4)
0,046



9, 062
 0, 046 (mol)
197

Theo phản ứng (1,2,3): n O (bị khử) = n CO  0, 046 mol
2
Gọi a,b lần lượt là số mol FeO và Fe2O3 trong A.

a  b  0, 04
a  0, 01

72a  160b  4, 784  0, 046.16  5,52  b  0, 03

 

Phần trăm khối lượng mỗi chất trong A:


%m FeO 

0, 01.72
100%  13, 04%  %m Fe O  86,96%
2 3
5,52

b) Phản ứng của rắn B: Tính n H  0,028 mol
2
Gọi x, y, z lần lượt là số mol FeO, Fe2O3, Fe3O4 trong B.
FeO + 2HCl  FeCl2 + H2O
Fe2O3 + 6HCl  FeCl3 + 3H2O
Fe3O4 + 8HCl  FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O
Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 
 0,028 mol
0,028
Bảo toàn nguyên tố Fe  n Fe

(nguyên tố trong B)

= 0,01 + 0,03.2 = 0,07 mol

72x  160y  232z  4, 784  0, 028.56  3, 216  x  0, 012


  y  0,006
Ta có: x  2y  3z  0, 07  0, 028  0, 042
x  y  3z  0
z  0, 006



0, 012.72
%m FeO(trong B) 
100%  18, 06%
4, 784
26


ĐT liên hệ: 0988.275.228 0898375.488

%m Fe

2O3 (trong B)

%m Fe

3O4 (trong B)

0, 006.160
100%  20, 07%
4, 784
0, 006.232

100%  29,10%  %m Fe  32, 77%
4, 784


Bài 4: Cho 20 gam X gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 tác dụng vừa hết với 350 ml
dung dịch HCl 2M thu được 450 gam dung dịch Y và 3,36 lít khí H2 (đktc). Cho Y
phản ứng với dung dịch NaOH dư thu được kết tủa E. Nung E ngoài không khí đến

khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn Z. Tính m và nồng độ % các chất
trong Y.
Phân tích:
Mấu chốt:
– Nung kết tủa trong không khí nên sản phẩm sau nung là Fe2O3.
 Như vậy không cần thiết phải tìm lượng từng chất trong X mà chỉ cần biết số
mol nguyên tố Fe trong X để làm nguồn bảo toàn nguyên tố  n = 0,5 n Fe
Z
– Cần hiểu vai trò của HCl là lấy O tạo thành nước và oxi hóa Fe tạo H2:
Sơ đồ: O + HCl  H2O + H2

 Bảo toàn số mol H ta có: n HCl  2n O(trong X)  2n H 2
Hướng dẫn:
Tính n H  0,15 mol ; n HCl = 0,7 mol
2
FexOy + 2yHCl  (3x – 2y) FeCl2 + (2y –2x)FeCl3 + yH2O
Fe + 2HCl  FeCl2 + H2O
Hoặc có thể xảy ra: Fe + 2FeCl3  3FeCl2
FeCl2 + 2NaOH  Fe(OH)2  + 2NaCl
FeCl3 + 3NaOH  Fe(OH)3  + 3NaCl
t0

 Fe2O3 + 2H2O
2Fe(OH)2 + ½ O2 
t0

 Fe2O3 + 3H2O
2Fe(OH)3 

(1)

(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)

Theo các phản ứng (1,2) ta có:

0, 7  0,15.2
 0, 2 mol
2
2
20  0, 2.16
 0,3 mol
Bảo toàn khối lượng trong A  n Fe( nguyªn tè) 
56
1
0,3
 0,15(mol)
Bảo toàn nguyên tố Fe  n Fe O (sp nung) = n Fe 
2 3
2
2
n HCl  2n O  2n H  n O 

 m = 0,15.160 = 24 gam.
Dung dịch Y: Gồm a(mol) FeCl2 và b(mol) FeCl3
27