Chủ đề 13: Bài toán oxit kim loại tác dụng H2SO4 (đặc, nóng).
Định hướng tư duy giải
+ Bài toán này ta dùng phương pháp chia để trị hỗn hợp oxit thành kim loại và O.
+ Kết hợp với các định luật bảo toàn.
+ Vận dụng linh hoạt (kết hợp, liên hệ) giữa các định luật bảo toàn.
Ví dụ 1: Đốt 24 gam hỗn hợp X gồm Fe và Cu bằng Oxi thu được m gam hỗn hợp
chất rắn Y. Cho hỗn hợp Y vào dung dịch H2SO4 đặc nóng, dư thu được 6,72 lít
SO2( đktc) và dung dịch có chứa 72 gam muối sunfat khan. Giá trị của m là:
A. 25,6 gam
B. 28,8 gam
C. 27,2 gam
D. 26,4 gam
Trích đề thi thử Chuyên KHTN – Hà Nội – 2016
Định hướng tư duy giải
BTKL
Ta có : ¾¾¾
® n SO2- =
4

72 - 24
BTDT
= 0,5 ¾¾¾
® n e = 0,5.2 = 1
96

ìFe,Cu : 24gam
6,72
BTE
Và m í
¾¾¾
® 2a +

.2 = n e = 1 ® a = 0, 2 ® m = 27, 2(gam)
22, 4
îO : a(mol)
Ví dụ 2: Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm m gam hỗn hợp Al, CuO, Fe2O3 và Fe3O4
trong khí trơ, thu được hỗn hợp chất rắn X. Cho X vào dung dịch NaOH dư, thu
được dung dịch Y, chất không tan Z và 0,672 lít khí H2 (đktc). Sục khí CO2 dư vào
Y thu được 7,8 gam kết tủa. Cho Z tan hết vào dung dịch H2SO4 thu được dung
dịch chứa 16,2 gam muối sunfat và 2,464 lít khí SO2 (ở đktc) là sản phẩm khử duy
nhất của H2SO4. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là:
A. 10,26 gam B. 11,24 gam C. 14,28 gam D. 12,34 gam
Trích đề thi thử Chuyên Lê Hồng Phong – Nam Định – 2016
Định hướng tư duy giải
BTE
+ Cho NaOH vào X có nH = 0,03 ¾¾¾
® nd≠
Al = 0,02(mol)
2

+ Sục CO2 vào Y n Al(OH)3

ìAl : 0,02(mol)
ï
= 0,1 ¾¾¾¾
® X íAl 2 O3 : 0,04(mol)
ïFe,Cu
î
BTNT.Al

muËi
+ Lại có nSO = 0,11(mol) ® ntrong

= 0,11
SO22
4

¾¾¾®
BTKL

å m(Fe,Cu) = 16,2 - 0,11.96 = 5,64(gam)

BTKL
+ Vậy ¾¾¾
® m = 5,64 + 0,02.27 + 0,04.102 = 10,26(gam)

Ví dụ 3: Hòa tan hoàn toàn 2,44 gam hỗn hợp bột X gồm FexOy và Cu bằng dung
dịch H2SO4 đặc nóng (dư). Sau phản ứng thu được 0,504 lít khí SO2 (sản phẩm khử
duy nhất, ở đktc) và dung dịch chứa 6,6 gam hỗn hợp muối sunfat. Phần trăm về
khối lượng của FexOy trong X là
A. 79,34%.
B. 73,77%.
C. 26,23%.
D. 13,11%.


Trích đề thi thử Nguyễn Trung Thiên – Hà Tĩnh – 2016
Định hướng tư duy giải
Ta chia để trị X thành
BTKL
ì ¾¾¾
® 56a + 64b + 16c = 2,44 ìa = 0,025
ìFe : a

ï
ïï BTE
ï
2,44 íCu : b ® í ¾¾¾
® 3a + 2b = 2c + 0,0225.2 ® íb = 0,01
ïO : c
ï200a + 160b = 6,6
ïc = 0,025
î
î
ïî
2,44 - 64.0,01
® %Fex Oy =
= 73,77%
2,44
Ví dụ 4: Hòa tan 52,8 gam hỗn hợp X gồm Cu, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 trong H2SO4
đặc/nóng. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y chỉ chứa
131,2 gam hỗn hợp muối sunfat và 3,36 lít khí SO2 (spkdn,đktc). Phần trăm khối
lượng của O trong X là :
A. 21,21%
B. 18,18%
C. 24,24%
D. 30,30%
Trích đề thi thử Nguyễn Anh Phong – 2016
Định hướng tư duy giải

BTNT.H
Đặt n H SO = a ¾¾¾¾
® n H2 O = a
2

4
BTKL
¾¾¾
® 52,8 + 98a = 131,2 + 0,15.64 + 18a ® a = 1,1(mol)

BTNT.S
Trong muËi
¾¾¾¾
® nSO
= 1,1 - 0,15 = 0,95(mol)
24

BTKL

X
¾¾¾® mTrong
Fe + Cu

= 131,2 - 0,95.96 = 40(gam)

12,8
.100% = 24, 24%
52,8
Ví dụ 5: Hòa tan m gam hỗn hợp X gồm Fe và các oxit của sắt bằng dung dịch
H2SO4 đặc, nóng dư đến phản ứng hoàn toàn thu được 30 gam muối khan và 0,56
lít SO2 (đktc). Giá trị của m là :
A. 11,6
B. 12,4
C. 10,8
D. 14,2

Trích đề thi thử Nguyễn Anh Phong – 2016
Định hướng tư duy giải
Bài toán khá đơn giản khi axit đã cho dư nên muối là Fe3+.
ìFe : 0,15(mol)
30
BTNT.Fe
Và n Fe2 (SO4 )3 =
= 0,075 ¾¾¾¾
®mí
400
îO : a
BTKL
X
¾¾¾
® mTrong
= 52,8 - 40 = 12,8(gam) ® %O =
O

BTE
¾¾¾
® 0,15.3 = 2a + 0,025.2

® a = 0,2(mol)

BTKL

Và ¾¾¾® m = 0,15.56 + 0,2.16 = 11,6(gam)
Ví dụ 6: Để m gam Fe ngoài không khí sau một thời gian tạo thành 37,6 hỗn hợp B
gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3. Cho toàn bộ hỗn hợp B tác dụng với dung dịch H2SO4
đặc nóng thu (dư) được 3,36 lít khí SO2 (đktc). Giá trị của m là:



A. 56
B. 50,6 gam
C. 50,4 gam
Trích đề thi thử Nguyễn Anh Phong – 2016
Định hướng tư duy giải

D. 28 gam

BTKL
® 56a + 16b = 37,6
ìFe : a(mol) ìï ¾¾¾
Chia để trị 37,6 í
® í BTE
® 3a = 2b + 0,15.2
ïî ¾¾¾
îO : b(mol)

BTNT.Fe
ìa = 0,5(mol) ¾¾¾¾
® m = 28(gam)
®í
îb = 0,6(mol)

Bài tập rèn luyện
Câu 1: Cho m gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4, FeCO3 tỷ lệ mol tương ứng là 8 : 1
: 2, tan hết trong dung dịch H2SO4 (đặc/nóng). Sau phản ứng thu được dung dịch Y
chứa hai muối và 2,6544 lít hỗn hợp khí Z gồm CO2 và SO2 (đktc). Biết Y phản
ứng được với tối đa 0,2m gam Cu. Hấp thụ hoàn toàn Z vào dung dịch Ca(OH)2 dư

thì thu được m’ gam kết tủa. Giá trị của m’ là:
A. 11,82
B. 12,18
C. 18,12
D. 13,82
Trích đề thi thử Nguyễn Anh Phong – 2016
Định hướng tư duy giải

ìFe : 8a(mol)
ï
+ Gọi X íFe3O 4 : a(mol) ® m = ( 8.56 + 232 + 116.2 ) .a = 912a(gam)
ïFeCO : 2a(mol)
3
î
BTE
¾¾¾
® 8a.2
!+
Fe

0, 2.912a
.2 = 2a
0,1185 - 2a ) .2 ® a = 0,01(mol)
! + ("##
$##%
64
Fe3 O4
SO 2

ìSO2 : 0,1185 - 0,02 = 0,0985(mol)

îCO2 : 0,02(mol)

Vậy Z í

ìCaSO3 : 0,0985(mol)
Ca(OH)2
¾¾¾¾
® m' = 13,82(gam) í
îCaCO3 : 0,02(mol)
Câu 2: Cho một luồng O2 qua Fe nung nóng thu được m gam hỗn hợp rắn X. Cho
X tan hết trong dung dịch H2SO4 (đặc/nóng). Sau phản ứng hoàn toàn thu được 0,2
mol SO2 và dung dịch Y. Cho Ba(OH)2 dư vào Y thì thấy có 0,5 mol Ba(OH)2 phản
ứng và thu được 157,02 gam kết tủa. Giá trị của m là :
A. 27,52
B. 28,32
C. 28,64
D. 29,92
Trích đề thi thử Nguyễn Anh Phong – 2016
Định hướng tư duy giải
BTNT.Ba
BTKL
Ta ¾¾¾¾
® n BaSO4 = 0,5(mol) ¾¾¾
® mFe(OH)x = 40,52(gam)

Nếu có dư axit trong Y thì


® n Fe(OH)3 =


40,52
= 0,3787 ® n SO2- = 0,568 > 0,5 (vô lý)
4
107

Vây Y chỉ chứa muối
BTKL
¾¾¾
® m Fe = 40,52 - 0,5.2.17
!
"#"
$ = 23,52 ® n Fe = 0, 42(mol)
OH

Vậy trong

ìFe : 0,42(mol) BTE
mí
¾¾¾
® n e = 0,5.2
! = 2a + 0,2.2 ® a = 0,3(mol) ® m = 28,32(gam)
îO : a(mol)
OH
Chú ý : Số mol e nhường chính là số mol điện tích âm trong dung dịch Y.
Câu 3: Cho một hợp chất của sắt tác dụng với H2SO4 đặc nóng, tạo ra SO2 (sản
phẩm khử duy nhất). Nếu tỉ lệ mol của H2SO4 đem dùng và SO2 tạo ra lần lượt là
4:1 thì công thức phân tử của X là:
A. Fe3O4
B. Fe
C. FeS

D. FeO
Trích đề thi thử Chuyên Thăng Long – 2016
Định hướng tư duy giải

ìïn SO2 = 1 ® n e = 2(mol) BTNT.S
¾¾¾® n Fe2 (SO4 )3 = 1
n
=
4
ïî H2SO4

+ Giả sử í

Vậy chỉ có D là thỏa mãn vì :
BTNT.Fe + BTE
+ Với Fe3O4 : ¾¾¾¾¾
® n Fe3O4 = 2(mol) (Vô lý)

+ Tương tự với Fe và FeS cũng vô lý.
Câu 4: Cho 13,36 gam hỗn hợp X gồm Cu và Fe3O4 vào dung dịch H2SO4 đặc
nóng dư thu được V1 lít SO2 và dung dịch Y. Cho Y phản ứng với dung dịch NaOH
dư thu được kết tủa T, nung kết tủa này đến khối lượng không đổi thu được 15,2
gam rắn Q. Nếu cũng cho lượng X như trên vào 400 ml dung dịch P chứa HNO3,
và H2SO4 thấy có V2 lít khí NO là sản phẩm khử duy nhất thoát ra, còn 0,64 gam
kim loại chưa tan hết. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn, các khí đo ở đktc,. Giá trị
V1, V2 là
A. 2,576 và 0,896.
B. 2,576 và 0,224.
C. 2,576 và 0,672.
D. 2,912 và 0,224.

Trích đề thi thử chuyên Lê Khiết – Quảng Ngãi – 2016
Định hướng tư duy giải

ìCu : a
ìCuO : a
ì64a + 232b = 13,36
H2SO4
¾¾¾®
15,2
®
í
í
NaOH
îFe3O4 : b
îFe2O3 :1,5b î80a + 240b = 15,2

Ta có : 13,36 í

ìa = 0,1(mol)
0,1.2 + 0,03.1
BTE
®í
¾¾¾
® n SO2 =
= 0,115 ® V1 = 2,576
2
îb = 0,03(mol)
Khi cho X qua hỗn hợp axit.Ta BTE cho cả quá trình :



BTE
¾¾¾
® 2(0,1 - 0,01) = 0,03.2 + 3.n NO ® n NO = 0,04(mol) ® V = 0,896

Câu 5: Hoà tan hết a(g) oxit MO (M có hoá trị 2 không đổi) bằng một lượng vừa
đủ dung dịch H2SO4 17,5% thu được dung dịch muối có nồng độ 20%. Cho khí CO
dư đi qua ống sứ đựng 12 gam oxit MO thu được m(g) chất rắn. Giá trị của m là
A. 9,6 gam.
B. 12 gam.
Định hướng tư duy giải

C. 5,4 gam.

D. 7,2 gam.

Giả sử số mol axit là 1. Ta có:

maxit = 98

dung dich
® maxit
=

98
= 560
0,175

n MO = 1

M + 96

= 0,2
® M = 24 (Mg)
560 + M + 16
Câu 6: Để m gam bột sắt ngoài không khí, sau một thời gian sẽ chuyển thành hỗn
hợp A có khối lượng 75,2 gam gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4. Cho hỗn hợp A phản
ứng hết với dung dịch H2SO4 đậm đặc, nóng thu được 6,72 lit khí SO2( đktc). Khối
lượng m gam là:
A. 56g
B. 11,2g
C. 22,4g
D. 25,3g
Định hướng tư duy giải
Khi đó :

BTKL
ìï ¾¾¾
® 56a + 16b = 75,2 ìa = 1
® í BTE
®í
® 3a = 2b + 0,3.2
ïî ¾¾¾
îb = 1,2

ìFe : a
Chia để trị : 75,2 í
îO : b
BTNT.Fe
¾¾¾¾
® m = 1.56 = 56


Câu 7: Cho 1,44g hỗn hợp gồm kim loại M và oxit của nó MO, có số mol bằng
nhau, tác dụng hết với H2SO4 đặc, đun nóng. Thể tích khí SO2 (đktc) thu được là
0,224 lít. Cho biết rằng hoá trị lớn nhất của M là II. Kim loại M là:
A. Cu
B. Fe
C. Al
D. Zn
Định hướng tư duy giải
Hóa trị của M lớn nhất là II → loại B và C
Ta có : n SO2 = 0,01

BTE
¾¾¾
® n e = 0,02

BTKL
¾¾¾
®0,01(M + M + 16) = 1,44

® n M = 0,01

® M = 64

Câu 8: Hòa tan hoàn toàn 16,3 gam hỗn hợp X gồm Mg, Al và Fe trong dung dịch
H2SO4 đặc nóng thu được 0,55 mol SO2. Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn lượng kim
loại trên thu được m gam oxit. Giá trị của m là:
A. 22,9 gam
B. 25,1 gam
C. 55,2 gam
D. 51,8 gam

Định hướng tư duy giải
Ta có : n SO2 = 0,55 ® n e = 0,55.2 ® n Otrong oxit = 0,55(mol)
BTKL
¾¾¾
® m = 16,3 + 0,55.16 = 25,1(gam)


Cõu 9: Hũa tan hon ton 19,2 gam hn hp X gm Fe, FeO, Fe3O4 v Fe2O3
trong 50 ml dung dch H2SO4 18M (c, d, un núng), thu c V lớt khớ SO2
(ktc) l sn phm kh duy nht v dung dch Y. Cho 450 ml dung dch NaOH 2M
vo dung dch Y thu c 21,4 gam kt ta. Giỏ tr ca V l
A. 4,48.
B. 5,60.
C. 6,72.
D. 3,36.
nh hng t duy gii
ỡFe : 0,2
Vụ lý
ợO : 0,5

BTNT
Nu NaOH d : n Fe(OH) = 21,4 = 0,2 ắắắ
đ n Fe = 0,2 19,2 ớ
3

107

ỡFe : a
Vy NaOH thiu : 19,2 ớ
56a + 16b = 19,2

n H2SO4 = 0,05.18 = 0,9
ợO : b
ỡNa + : 0,9
ù
0,9 + 3a - 0,6 0,3 + 3a BTNT.S
0,3 + 3a
BTDT
Y ớFe3+ : a - 0,2 ắắắ
đ n SO2- =
=
ắắắđ n SO2 = 0,9 4
2
2
2
ùSO2 - :
ợ 4
ỡa = 0,3
0,3 + 3a ử
ổ
BTE
ắắắ
đ 3a = 2b + 2 ỗ 0,9 đ 6a - 2b = 1,5 đ ớ
đ V = 6,72
ữ
2 ứ
ố
ợb = 0,15

Cõu 10: Cho 23,4 gam hn hp X gm Fe v FeO tỏc dng vi dung dch H2SO4
c, un núng v khuy u. Sau khi phn ng xy ra hon ton thu c dung

dch Y ch cha cht tan FeSO4 v 5,04 lớt (ktc) khớ SO2 (sn phm kh duy nht).
S mol H2SO4 ó phn ng l
A. 0,4.
B. 0,375
C. 0,675.
D. 0,6.
nh hng t duy gii

ỡFe : a ỡ56a + 16b = 23,4 ỡa = 0,375 BTNT.S
0,45
23,4 ớ
đớ
đớ
ắắắđ ồ S = a +
= 0,6
2
ợO : b
ợ2a = 2b + 0,45
ợb = 0,15
Cõu 11: Cú hn hp bt X gm Al, Fe2O3, Fe3O4 (cú cựng s mol). em nung 41,9
gam hn hp X trong iu kin khụng cú khụng khớ thu c hn hp Y. Hũa tan
Y trong dung dch H2SO4 c, núng, d thu c V lớt khớ SO2 (l sn phm kh
duy nht ktc). Giỏ tr V l
A. 5,60 lớt.
B. 4,48 lớt.
C. 8,96 lớt.
D. 11,20 lớt.
nh hng t duy gii
Ta bo ton electron cho c quỏ trỡnh nhộ cỏc bn(cui cựng Al v Fe s c y
lờn ti Al+3 v Fe+3 ).Cú ngay :

ỡAl : 0,1
ù
BTE
41,9 ớFe2 O3 : 0,1
ắắắ
đ 0,1.3 + 0,1 = 2n SO2 đ V = 4,48(l)
ùFe O (FeO.Fe O ) : 0,1
2 3
ợ 3 4


Câu 12: Lấy 22,4 gam hỗn hợp Fe, FeO, Fe2O3 tác dụng vừa đủ với dung dịch
chứa 0,55 mol H2SO4 đặc nóng thu được khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất) và dung
dịch X. Cô cạn X, khối lượng muối thu được là:
A. 60 gam.
B. 40 gam.
C. 84 gam.
D. 72 gam.
Định hướng tư duy giải
Vừa đủ nghĩa là chất rắn đã tan hết và muối nói chung là hỗn hợp muối Fe2+ và
muối Fe3+.Ta sẽ đi tìm khoảng của giá trị khối lượng muối.
TH Chỉ có muối Fe2+ :

ìFe : a ìFeSO4 : a
ì56a + 16b = 22,4
BTE
22,4 í
®í
¾¾¾
®í

îO : b
î2a = 2b + 2(0,55 - a)
îSO2 : 0,55 - a
ìa = 0,3545
®í
® m = 53,88
îb = 0,159
TH chỉ có muối Fe3+:

ìFe : a ìFe2 (SO4 )3 : 0,5a BTE ì56a + 16b = 22,4
22,4 í
®í
¾¾¾
®í
îO : b
î2a = 2b + 2(0,55 - 1,5a)
îSO2 : 0,55 - 1,5a
ìa = 0,325
®í
® m = 65
îb = 0,2625
Nhìn vào đáp án ta thấy chỉ có A hợp lý.
Câu 12: Hòa tan m gam hỗn hợp X gồm Fe và các oxit của sắt bằng dung dịch
H2SO4 đặc, nóng dư đến phản ứng hoàn toàn thu được 80 gam muối khan và 2,24
lít SO2 (đktc). Vậy số mol H2SO4 đã tham gia phản ứng là?
A. 0,9mol
B. 0,7 mol
C. 0,5mol
D. 0,8 mol
Trích đề thi thử Chuyên KHTN – Hà Nội – 2016

Định hướng tư duy giải
Bài toán khá đơn giản khi axit đã cho dư nên muối là Fe3+.

80
ì
= 0, 2
ï n Fe2 (SO4 )3 =
BTNT.S
Và í
400
¾¾¾¾
® n axit = 0, 2.3 + 0,1 = 0,7(mol)
ï n SO = 0,1
î 2