Xây dựng và áp dụng kỹ thuật giải nhanh bài tập về sắt dựa vào dụng luật bảo toàn
MỞ ĐẦU
1. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI:
Sắt là một kim loại được con người sử dụng rộng rãi nhât trong tất cả các kim loại ,
trong mọi lĩnh vực : từ công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải,quân sự, cho đến đồ
dùng gia dụng.....
Trong chương trình hóa học phổ thông , nội dung sắt và bài tập về sắt là một trong
những bài tập hay, phổ biến trong các đề thi, đề kiểm tra. Đặc biệt trong các kì thi tốt
nghiệp, đại học, đề thi học sinh giỏi , đề thi THPT quốc gia từ trước đến nay. Từ hình
thức thi tự luận cũng như trắc nghiệm, bài tập về sắt chiếm một tỉ lệ khá cao (khoảng 20 –
30% trong các đề thi tự luận và khoảng 10% trong các đề thi trắc nghiệm)
Đối với đa số học sinh thường bị mắc sai lầm trong tư duy về sự biến đổi hóa học trong
các phản ứng của sắt và còn nhiều lúng túng trong việc tính toán để tìm ra kết quả của bài
toán. Để làm nhanh các bài toán hoá học , đòi hỏi học sinh ngoài việc nắm vững kiến
thức hoá học, có một năng lực tư duy tốt, kỹ năng phản ứng nhanh đối với các dạng bài
tập khác nhau, học sinh còn phải biết vận dụng các phương pháp giải nhanh để giải.
Một trong các phương pháp giải nhanh các bài toán hoá học là áp dụng các định luật
bảo toàn như: “ Định luật bảo toàn khối lượng, định luật bảo toàn nguyên tố, định luật
bảo toàn electron, định luật bảo toàn điện tích....”
Trong quá trình áp dụng, học sinh không khỏi mắc các sai lầm. Việc nghiên cứu, phân
tích các sai lầm để giúp học sinh tránh những sai lầm đó, nhằm giúp học sinh đạt điểm
cao trong các kì thi là một việc làm rất cần thiết và bổ ích.
Xuất phát từ những lý do trên, tôi chọn đề tài: “Xây dựng và áp dụng kỹ thuật
giải nhanh các bài tập về sắt dựa vào các định luật bảo toàn” để nghiên cứu và giảng
dạy trong trường THPT Quỳnh lưu 2.

1
GV : Đào Văn Truyền – Tô Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu 2


Xây dựng và áp dụng kỹ thuật giải nhanh bài tập về sắt dựa vào dụng luật bảo toàn

2. KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU:
2.1. Khách thể nghiên cứu:
Quá trình học tập môn hoá học ở trường THPT
2.2. Đối tượng nghiên cứu:
Nghiên cứu những sai lầm của học sinh khi áp dụng các định luật bảo toàn vào việc giải
nhanh các bài toán về kim loại Fe.
3. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU:
- Nghiên cứu các dạng toán về kim loại sắt có thể áp dụng các định luật bảo toàn để giải
nhanh.
- Nghiên cứu những sai lầm có thể gặp của học sinh khi giải các dạng toán đó và đề xuất
biện pháp khắc phục nhằm nâng cao chất lượng dạy học môn hoá học ở trường THPT.
4. NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI:
- Nghiên cứu các tài liệu, văn bản về bài tập hoá học của học sinh phổ thông.
- Nghiên cứu những sai lầm có thể gặp của học sinh để tìm cách khắc phục trong quá
trình dạy học.
- Lựa chọn, xây dựng, sắp xếp hệ thống các bài toán về kim loại sắt có thể dùng các định
luật bảo toàn để giải nhanh.
5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC:
5.1. Nghiên cứu lí luận:
- Nghiên cứu các văn bản và chỉ thị của Đảng, nhà nước và Bộ giáo dục – Đào tạo
có liên quan đến đề tài.
- Nghiên cứu các tài liệu liên quan về lý luận dạy học, tâm lý học, giáo dục học và
các tài liệu khoa học cơ bản có liên quan đến đề tài. Đặc biệt nghiên cứu kĩ những sai lầm
của học sinh thường mắc phải và các phương pháp giải nhanh một số bài toán hóa học.

5.2. Điều tra cơ bản và trao đổi kinh nghiệm:

2
GV : Đào Văn Truyền – Tô Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu 2



Xây dựng và áp dụng kỹ thuật giải nhanh bài tập về sắt dựa vào dụng luật bảo toàn
- Điều tra tổng hợp ý kiến các nhà nghiên cứu giáo dục, các giáo viên dạy hóa ở
trường THPT về nội dung, kiến thức và kĩ năng sử dụng các bài toán về kim loại sắt trong
chương trình THPT.
- Thăm dò ý kiến của giáo viên và học sinh về những sai lầm có thể gặp của học
sinh khi áp dụng các định luật bảo toàn để giải nhanh các bài toán về kim loại sắt.
6. ĐIỂM MỚI CỦA ĐỀ TÀI:
Nghiên cứu, xây dựng các dạng bài tập về sắt và dự đoán các sai lầm có thể gặp
của học sinh khi áp dụng các định luật bảo toàn để giải nhanh một số bài toán về kim loại
sắt. Đề xuất biện pháp để khắc phục những sai lầm đó.

Chương 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN
1.1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ BÀI TẬP HOÁ HỌC:
1.1.1. KHÁI NIỆM VỀ BÀI TẬP HÓA HỌC:
Bài tập hóa học là những bài tập mà khi hoàn thành chúng, học sinh sẽ nắm được
một tri thức hay kỹ năng nhất định nào đó về hóa học. Bao gồm:
- Những bài tập chỉ đòi hỏi học sinh tái hiện lại kiến thức như những câu hỏi về những
định luật, quy tắc, khái niệm....
- Những bài tập đòi hỏi hoạt động sáng tạo ở học sinh đó là những bài toán hóa học.
Chính những bài toán hóa học là phương tiện cực kỳ quan trọng để phát triển tư
duy cho học sinh chứ không phải những câu hỏi. Việc hình thành và phát triễn kỹ năng
giải các bài toán hóa học cho phép thực hiện những mối liên hệ qua lại mới giữa các tri
thức thuộc cùng một trình độ của cùng một năm học và thuộc những trình độ khác nhau
của những năm học khác nhau. Đặc biệt là mối liên hệ qua lại giữa tri thức và kỹ năng.
1.1.2. TẦM QUAN TRỌNG CỦA BÀI TẬP HÓA HỌC:

3
GV : Đào Văn Truyền – Tô Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu 2



Xây dựng và áp dụng kỹ thuật giải nhanh bài tập về sắt dựa vào dụng luật bảo toàn
- Trong dạy học hóa học, bài tập hóa học vừa là nội dung vừa là phương pháp dạy
học tích cực, hiệu nghiệm, được áp dụng phổ biến và thường xuyên ở các cấp học và các
loại trường khác nhau. Được sử dụng ở tất cả các khâu của quá trình dạy học như nghiên
cứu tài liệu mới, củng cố, vận dụng, khái quát hóa – hệ thống hóa và kiểm tra đánh giá
kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo của học sinh.
- Không những cung cấp cho học sinh cả kiến thức, cả con đường giành lấy kiến
thức mà còn mang lại niềm vui sướng của sự phát hiện, tìm ra đáp số. Có hiệu quả sâu
sắc trong việc hình thành phương pháp chung của việc tự học hợp lý, rèn luyện kĩ năng tự
lực, sáng tạo.
- Là phương tiện cơ bản để rèn luyện các thao tác tư duy đồng thời giúp học sinh hiểu
kiến thức một cách sâu sắc, biết vận dụng kiến thức một cách linh hoạt và có hiệu quả từ
đó phát triển năng lực nhận thức cho học sinh. Đồng thời giúp học sinh tập vận dụng kiến
thức hóa học vào thực tế cuộc sống, sản xuất và nghiên cứu khoa học.
- Phương pháp luyện tập thông qua việc sử dụng bài tập hóa học là một trong các
phương pháp quan trọng nhất để nâng cao chất lượng dạy học hóa học.
1.1.3. TÁC DỤNG CỦA BÀI TẬP HÓA HỌC:
- Rèn luyện cho học sinh kỹ năng vận dụng được các kiến thức đã học, biến những
kiến thức tiếp thu được qua các bài giảng của thầy thành kiến thức của chính mình.
- Đào sâu mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động, phong phú, hấp dẫn, giúp
học sinh nắm vững kiến thức một cách sâu sắc mà không làm nặng khối lượng kiến thức
học sinh.
- Kiến thức cũ nếu chỉ đơn thuần nhắc lại sẽ làm cho học sinh chán vì không có gì
mới và hấp dẫn. Bài tập hóa học sẽ ôn tập, củng cố và hệ thống hóa các kiến thức đã học
một cách thuận lợi nhất. Một số đáng kể bài tập đòi hỏi học sinh phải vận dụng tổng hợp
kiến thức của nhiều nội dung ở nhiều chương, nhiều bài khác nhau. Qua việc giải các bài
tập hóa học học sinh sẽ tìm ra mối liên hệ giữa các nội dung từ đó sẽ hệ thống hóa được
kiến thức đã học.

- Rèn luyện được những kỹ năng cần thiết về hóa học như kỹ năng cân bằng phản
ứng, kĩ năng tính toán theo công thức hóa học và phương trình hóa học, kĩ năng thực
4
GV : Đào Văn Truyền – Tô Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu 2


Xây dựng và áp dụng kỹ thuật giải nhanh bài tập về sắt dựa vào dụng luật bảo toàn
hành... góp phần vào việc giáo dục kĩ năng tổng hợp, đồng thời phát triễn trí thông minh
ở học sinh.
1.1.5. CÁC BƯỚC GIẢI MỘT BÀI TOÁN HÓA HỌC TỔNG HỢP:
Để giải một bài toán hoá học một cách nhanh và chính xác, đầu tiên ta cần phân
tích kĩ đề, tìm những phương pháp có thể giải được bài toán đó, rồi suy nghĩ xem đâu là
cách giải nhanh nhất, tối ưu nhất. Cụ thể các bước thường sử dụng để giải một bài toán
hoá học tổng hợp như sau:
- Bước 1: Liệt kê các dữ kiện, yêu cầu của đề bài.
- Bước 2: Đặt ẩn số: thường là số mol, công thức chung.
- Bước 3: Viết tất cả các phương trình phản ứng hoá học xảy ra (nhớ cân bằng
phương trình phản ứng).
- Bước 4: Dựa vào các dữ kiện đề bài cho và các dữ kiện biện luận theo phương
trình phản ứng để thiết lập mối liên hệ giữa dữ kiện đề bài với yêu cầu đề bài, lập các
phương trình đại số.
- Bước 5: Sử dụng các thủ thuật tính toán như phương pháp trung bình, phương
pháp ghép ẩn ..., áp dụng các định luật cơ bản của hoá học như định luật bảo toàn khối
lượng, bảo toàn electron.... để giải quyết vấn đề.
- Bước 6: Kiểm tra lại và kết luận.
* Các công thức thường sử dụng khi giải bài toán hoá học:
n=

m
M


n=

;

V
22,4

C% =

( đktc) ;

mct
x100%
m

n=

; n = CM . V ;

PV
RT

5
GV : Đào Văn Truyền – Tô Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu 2


Xây dựng và áp dụng kỹ thuật giải nhanh bài tập về sắt dựa vào dụng luật bảo toàn
1.2. KHÁI QUÁT NHỮNG NỘI DUNG VỀ KIM LOẠI SẮT ĐƯỢC GIẢNG DẠY
Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG: [9], [5], [2]

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:
56
26

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 → Fe
-

2

6

6

2+

2+

. Cấu hình electron của Fe :


56
26

Fe

:1s2 2s2 2p6

3s 3p 3d
- Xét phân
lớp 3d6, để đạt cơ cấu bán bão hoà , phân lớp này sẽ cho đi một electron để
5
đạt 3d .
56
26

Fe

Fe - 1e → Fe
. Cấu hình electron của Fe :
: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
2+

-

3+

3+

-Khi phản ứng với oxy trong không khí ẩm hoặc nước giàu oxy, Fe tạo thành Fe(OH)3:
o

t
→

4Fe + 6H2O + 3O2
4Fe(OH)3
- Khi đốt cháy sắt trong không khí :
o

t

→

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
c. 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
6

GV : Đào Văn Truyền – Tô Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu 2


Xây dựng và áp dụng kỹ thuật giải nhanh bài tập về sắt dựa vào dụng luật bảo toàn
e. Phản ứng với oxit: Chỉ phản ứng CuO.
o

t

→

nguội.


2Fe + 3CuO
Fe2O3 + 3Cu.
Chú ý: Fe, Al,( Cr, Ni ) không phản ứng được với HNO 3 đặc nguội và H2SO4 đặc

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:
O

Quặng Sắt

→

2

→

t0

Fe2O3

+CO →



Fe( thép).

4000C

Fe3O4

+CO →

600t0C

oxi hoá

+CO

FeO

8000C

Fe( gang) tạp chất

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.
-

o

4FeS2 + 11O2
4FeCO3 + O2

a
b

t

→
to


→

2Fe2O3 + 8SO2.

2Fe2O3 + 4CO2.

V. HỢP CHẤT SẮT:
1 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.
1 FeCl2 + Mg → Fe + MgCl2.

o

2

FeO + CO

t

→

Fe + CO2

o

t

→

FeO + H2
Fe + H2O.
3+
2 Hợp chất Fe . ( có số oxi hoá cao nhất) nên bị khử về Fe 2+ 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).
3


7
GV : Đào Văn Truyền – Tô Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu 2


Xây dựng và áp dụng kỹ thuật giải nhanh bài tập về sắt dựa vào dụng luật bảo toàn
• FeCl3 + Al → AlCl3 + Fe
• 2FeCl3 + 3Mg → 3MgCl2 + 2Fe.
3 Một số hợp chất quan trọng của Fe.
a 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.
b 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.
o

t

→

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O
4Fe(OH)3.
Khi nung Fe(OH)2 tuỳ theo điều kiện phản ứng:
Fe(OH)2 nung trong
FeO + H2O.
chân không
nung trong

4Fe(OH)2 + O2


3Fe2O3 + 4H2O

không khí

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:
1 Gang: Là hợp kim sắt –cabon và một số nguyên tố khác: Hàm lượng Cacbon
từ 2%  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: Fe 2O3 → 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 +

o

t
→

C
CO.
GĐ 2: * Oxit Fe bị khử bởi CO về Feo.
o

(3) CO + 3Fe2O3

t
→

2Fe3O4 + CO2

to

(4) CO + Fe3O4


→

FeO + CO2

to


→


(5) CO + FeO
Fe + CO2.
* Phản ứng tạo sỉ: ( tạo chất chảy – chất bảo vệ không cho Fe bị oxi hoá).
8
GV : Đào Văn Truyền – Tô Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu 2


Xây dựng và áp dụng kỹ thuật giải nhanh bài tập về sắt dựa vào dụng luật bảo toàn
o

o

t
→

t
→

(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  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:
o

(1)

Si + O2

t
→

SiO2

to

(2)


→

Mn + O2

MnO2
Mn + FeO → MnO + Fe
o

(3)

t
→

2C + O2

CaO + SiO2 → CaSiO3

2CO

to

(4)

S + O2


→

3CaO + P2O5 → Ca3(PO4)2

SO2

to


(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:
o

t
→

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.
9
GV : Đào Văn Truyền – Tô Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu 2


Xây dựng và áp dụng kỹ thuật giải nhanh bài tập về sắt dựa vào dụng luật bảo toàn

Chương 2
ÁP DỤNG CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN VÀO VIỆC GIẢI NHANH BÀI TOÁN

VỀ KIM LOẠI SẮT
2.1. NHỮNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CÓ THỂ ÁP DỤNG ĐỂ GIẢI NHANH BÀI
TOÁN HOÁ HỌC:
2.1.1. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG:
2.1.1.1 Nội dung của định luật:
Trong phản ứng hóa học thì tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng
tổng khối lượng các chất tạo thành sau phản ứng ( không tính khối lượng của
2.1.1.2. Kinh nghiệm áp dụng định luật:
phần không tham gia phản ứng).
- Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng khi một phản ứng hoá học có n chất mà ta biết
được khối lượng của (n - 1) chất (kể cả chất phản ứng và sản phẩm).
- Khi áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho một phản ứng thì phản ứng đó không
cần cân bằng mà chỉ cần quan tâm chất tham gia phản ứng và sản phẩm thu được.
2.1.1.3. Công thức của định luật:
Xét phản ứng:

A

+

B

→

C

+

D (1)


Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho pứ (1) có:
mA + mB = mC + mD
Trong đó: mA, mB lần lượt là phần khối lượng tham gia phản ứng của chất A, B
mC, mD lần lượt là khối lượng được tạo thành của chất C, D
* Ví dụ: Cho m gam FexOy tác dụng với dd H2SO4 đặc nóng vừa đủ, có chứa 0,075 mol
H2SO4 , thu được dung dịch X và 0,672 lít SO2 (đktc) duy nhất thoát ra. Cô cạn dung dịch
X thu được 9 gam muối khan. Tính m
Giải
FexOy + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O (1)
10
GV : Đào Văn Truyền – Tô Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu 2


Xây dựng và áp dụng kỹ thuật giải nhanh bài tập về sắt dựa vào dụng luật bảo toàn
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho phản ứng (1) ta được:
mFexOy + mH
→

2

4

SO

m

+ 0,075.98 =

→


m = 4,92g

= mFe
9

4 3

2

(SO

)

+ mSO

2

+ 0,03. 64

+ mH

2

O

+ 0,075.18

2.1.2. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ:
2.1.2.1. Nội dung của định luật:
Trong mọi quá trình biến đổi hóa học, các nguyên tố sẽ bảo toàn cho nhau trước và

sau phản ứng. Nghĩa là một nguyên tố khi tham gia phản ứng hóa học chỉ chuyển từ chất
này sang chất khác.

Tổng số mol nguyên tử của một nguyên tố trước phản ứng bằng tổng số
mol nguyên tử của nguyên tố đó sau phản ứng.
2.1.2.2. Kinh nghiệm áp dụng định luật:
- Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố khi gặp các bài toán không thể áp dụng
được định luật bảo toàn khối lượng hoặc viết phương trình phản ứng nhưng lại không
thấy hướng giải.
- Các bài toán dùng phương pháp bảo toàn nguyên tố thì thường giữa chất đề bài
cho và hỏi có cùng một nguyên tố nào đó.
- Khi giải một bài toán dùng phương pháp bảo toàn nguyên tố thì không cần viết
các phương trình phản ứng để tìm quan hệ giữa số mol mà chỉ cần xét trạng thái đầu và
cuối đối với nguyên tố đó.
2.1.2.3. Công thức của định luật:
Trước phản ứng nguyên tố X có trong các chất A,B
Sau phản ứng nguyên tố X có trong các chất C, D
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố cho nguyên tố X có:

n X (A) + X(B) = n X (C) +X (D)
11
GV : Đào Văn Truyền – Tô Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu 2


Xây dựng và áp dụng kỹ thuật giải nhanh bài tập về sắt dựa vào dụng luật bảo toàn
nA.số ntử X trong A + nB.số ntử X trong B =nC.số ntử X trong C +nD.số ntử X trongD

* Ví dụ: Cho hỗn hợp A

 FeO : amol


CO
 Fe2 O3 : bmol →

hỗn hợp rắn B

 Fe2 O3 du : xmol
 FeOdu : ymol


 Fe3 O4 : zmol
 Fe : tmol

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố cho nguyên tố Fe có:
∑nFe/A = ∑nFe/B
→ a.1+b.2 = x.2 + y.1 + z.3 +t.1
2.1.3. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ELECTRON:
2.1.3.1. Nội dung của định luật:
Khi có nhiều chất oxi hoá và chất khử trong một hỗn hợp phản ứng (nhiều phản ứng hoặc
phản ứng qua nhiều giai đoạn) thì tổng số electron mà các chất khử cho phải bằng tổng
số electron mà các chất oxi hoá nhận.
→

Tổng số mol electron mà các chất khử cho bằng tổng số mol electron mà các
chất oxi hoá nhận

2.1.3.2. Kinh nghiệm áp dụng định luật:
- Áp dụng định luật bảo toàn electron khi gặp các bài toán mà những phản ứng xảy
ra là phản ứng oxi hoá khử (phức tạp, nhiều giai đoạn, nhiều quá trình)
- Khi giải bài toán dùng phương pháp bảo toàn electron không cần viết phương

trình phản ứng mà chỉ cần tìm xem trong quá trình phản ứng có bao nhiêu mol e do chất
khử cho và bao nhiêu mol e do chất oxi hoá nhận. Muốn vậy ta cần xác định đúng trạng
thái đầu và trạng thái cuối (bỏ qua các giai đoạn trung gian).
2.1.3.3. Công thức của định luật:
Giả sử bài toán hoá học có: chất khử là A có số mol

: nA

chất oxi hoá là B có số mol : n B
Áp dụng định luật bảo toàn electron cho 2 quá trình oxi hoá và khử của 2 chất A,B có:

∑số e nhường x nA = ∑số e nhận x nB

GV : Đào Văn Truyền – Tô Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu 2

12


Xây dựng và áp dụng kỹ thuật giải nhanh bài tập về sắt dựa vào dụng luật bảo toàn

* Ví dụ: Tính thể tích dd FeSO4 0,5M cần thiết để phản ứng vừa đủ với 100 ml dung dịch
KMnO4 0,2M trong môi trường axít.
Giải
Gọi số mol FeSO4 tham gia phản ứng là x
Quá trình khử:

Fe2+ → Fe3+ + 1e
x

Quá trình oxi hoá: Mn+7


1.x

+ 5e → Mn+2
0,02
5.0,02

Áp dụng định luật bảo toàn e có: 1.x = 5.0,02 → x = 0,1 mol
→ V = 0.2 lít
2.1.4. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH:
2.1.4.1. Nội dung của định luật:
Trong một dung dịch, nếu tồn tại đồng thời các ion dương và ion âm thì tổng số
điện tích dương bằng tổng số điện tích âm. Vì vậy dung dịch luôn trung hoà về điện.
→

Tổng số mol các điện tích dương của ion dương bằng tổng số mol các điện
tích âm của ion âm

2.1.4.2. Kinh nghiệm áp dụng định luật:
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích khi gặp:
- Những bài toán cho biết số mol, nồng độ... của các ion trong dung dịch, yêu cầu xác
định biểu thức liên hệ giữa các số mol
- Hoặc những bài toán yêu cầu tính khối lượng chất rắn sau khi cô cạn một dung dịch khi
biết số mol các chất hoặc ion trong dung dịch.
- Các bài toán pha chế dung dịch, xử lý nước cứng.
2.1.4.3. Công thức của định luật:

∑ n ion dương x điện tích ion dương = ∑ n ion âm x điện tích ion âm
13
GV : Đào Văn Truyền – Tô Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu 2



Xây dựng và áp dụng kỹ thuật giải nhanh bài tập về sắt dựa vào dụng luật bảo toàn
* Ví dụ:

Giả sử trong một dung dịch tồn tại các ion: A n+ có số mol là x,

Bm+ có số mol là y, Cp- có số mol là z, Dq- có số mol là t
x. n + y. m = z. p + t. q

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích có:

2.2. MỘT SỐ DẠNG TOÁN THƯỜNG GẶP VỀ KIM LOẠI SẮT CÓ THỂ ÁP
DỤNG CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỂ GIẢI NHANH .
2.2.1. DẠNG TOÁN SẮT TÁC DỤNG VỚI AXIT (HCl, H2SO4, HNO3...)
2.2.1.1. Phương pháp giải:
- Fe + (HCl hoặc H2SO4 loãng) → Fe2+ + H2
2

Nếu đề cho nH ta tính được nFe theo tỉ lệ: nFe = nH

2

- Fe + HNO3/ H2SO4 đặc → Fe3+ + sản phẩm khử chứ N hoặc S + H2O
Nếu axit (HNO3/ H2SO4 đặc) dư thì sau phản ứng chỉ thu được muối
sắt (III).
Nếu sau phản ứng vẫn còn kim loại chứng tỏ Fe dư (hoặc đề cho Fe dư sau
phản ứng) thì sản phẩm cuối cùng sau phản ứng chỉ có muối sắt (II) vì:
Fe + 2Fe3+ 3Fe2+.
Nếu Fe và axit cùng hết có thể muối tạo thành sau phản ứng là hỗn hợp 2

muối sắt (II) và sắt (III).
- mmuối tạo thành = m Fe + mgốc axit tạo muối
Đối với phản ứng Fe + HNO3 ta có:
mNO −

mmuối tạo thành = m Fe +
nHNO

3

3

tạo muối
3

phản ứng

= nN trong HNO =

nNO−
3

tạo muối

+ nN trong sản phẩm khử

nNO−

(


3

tạo muối

= số mol electron nhường hoặc số mol electron nhận).

2.2.1.2. Bài tập vận dụng
Ví dụ 1: Cho Fe phản ứng với 0,04 mol dung dịch HNO 3 loãng, sau phản ứng thu được
dung dịch A, khí NO và chất rắn B. Khối lượng muối thu được trong dung dịch X là:
A. 9,68g
B. 2,42g
C. 10,8g
D. 2,7g
Giải:
Cách 1: Theo phương pháp bảo toàn e và bảo toàn nguyên tố
14
GV : Đào Văn Truyền – Tô Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu 2


Xây dựng và áp dụng kỹ thuật giải nhanh bài tập về sắt dựa vào dụng luật bảo toàn

Tóm tắt quá trình pứ: Fe

HNO3

Áp dụng ĐLBT nguyên tố N: 1. nHNO

Fe → Fe2+ + 2e
x
x

2x

Fedư

Fe3+

→

nHNO

→

x

3

pứ

3

Fe2+

= 3. nFe(NO
= 3. x

pứ

)

+ 1.nNO = 0,04

+ 1. x

= 0,04

= 0,01mol
+5

+ 3e → N
0,03 0,01

N

3 3

+2

Áp dụng ĐLBT e có: 2x = 0,03 → x = 0,015 mol
Áp dụng ĐLBT nguyên tố Fe: nFe(NO

3 2

)

= nFe = 0,015 mol→ Đáp án:D

Cách 2: Phương pháp biện luận
Fe

+ 4HNO3
0,04


Fedư

+

→ Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (1)
0,01

2Fe(NO3)3 → 3Fe(NO3)2 (2)
0,01

0,015
→ mFe(NO

3 2

)

= 0,015. 180 = 2,7g

* Phân tích một sai lầm của học sinh:
+ Sai lầm 1: Cho muối thu được trong dung dịch X là muối sắt(III) nên xác định số mol e
do Fe cho sai: Fe → Fe3+ + 3e
x
3x
không biết được sau phản ứng Fe vẫn còn dư thì trong dung dịch không còn muối sắt(III)
chỉ tồn tại muối sắt (II) do: Fe dư +2Fe3+ → 3Fe2+ và xem số mol HNO3 oxi hoá chính là số
mol HNO3 phản ứng nên xác định số mol e nhận sai:
+5
+2

N
+ 3e → N
0,04 0,12
Áp dụng ĐLBT e: 3x = 0,12 → x = 0,04 ml
→ mFe(NO

3 3

)

= 0,04. 242 = 9,68g → chọn A (sai)

15
GV : Đào Văn Truyền – Tô Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu 2


Xây dựng và áp dụng kỹ thuật giải nhanh bài tập về sắt dựa vào dụng luật bảo toàn
+ Sai lầm 2: xác định đúng muối tạo thành là muối sắt (II) nhưng xác định số mol HNO 3
oxi hoá sai nên xác định số mol e nhận sai như sai lầm 1:
Fe → Fe2+ + 2e
x
2x

N
+ 3e
0,04 0,12

+5

→


+2

N

Áp dụng ĐLBT e: 2x = 0,12 → x = 0,06 mol
→ mFe(NO

3 2

)

= 0,06. 180 = 10,8g → chọn C (sai)

 Ví dụ 2: Cho m gam Fe tác dụng với dung dịch H 2SO4 loãng thu được 6,72 lít khí (ở
đktc). Cũng m gam Fe trên cho tác dụng với dung dịch HNO 3 loãng thì thể tích khí NO (ở
đktc) duy nhất sinh ra là:
A. 224 ml

B. 448 ml

C. 672 ml

D. 336 ml

Giải:
Cách 1: Theo phương pháp bảo toàn e
2

+5 2e)

nFe = nH = 0,03 mol (Fe và H2 đều nhường

Fe → Fe3+
0,03

+ 3e
0,09

N

+2

+ 3e → N ( NO)
3x
x

Áp dụng ĐLBT e có: 3x = 0,09 → x = 0,03 mol → Đáp án: C
Cách 2: Theo phương pháp biện luận
Fe
Fe

+ H2SO4
0,03

→ FeSO4

+ H2
0,03

+ 4 HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 15H2O

0,03
0,03
→ V = 672 ml

* Phân tích một số sai lầm của học sinh:
+ Sai lầm 1: Cho Fe tác dụng với HNO 3 cũng tạo ra muối sắt (II) như Fe tác dụng với
H2SO4 loãng nên xác định số mol e cho sai:
Fe → Fe2+ + 2e
N + 3e
0,03
0,06
Áp dụng ĐLBT e có: 3x =0,06→ x = 0,02 mol

+5

→ N ( NO)
3x
x

+2

16
GV : Đào Văn Truyền – Tô Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu 2


Xây dựng và áp dụng kỹ thuật giải nhanh bài tập về sắt dựa vào dụng luật bảo toàn
→ VNO = 0,448 lít→ chọn B(sai)
+ Sai lầm 2: Cho Fe tác dụng với H2SO4 loãng tạo muối sắt (III) như Fe tác dụng
với HNO3 nên xác định số mol Fe sai → xác định số mol e cho sai:
2Fe + 6H+ → Fe3+ + 3H2

0,02

0,03

Fe → F e3+ +3e
0,02
0,06

→ chọn B (sai)

2.2.2. DẠNG TOÁN HOÀ TAN SẮT VÀ HỢP CHẤT CÓ TÍNH KHỬ CỦA SẮT
BẰNG DUNG DỊCH AXIT (HCl, H2SO4, HNO3...)
2.2.2.1. Phương pháp giải:
- Fe và các hợp chất có tính khử của sắt (như: các muối sắt (II), FeO, Fe 3O4, Fe(OH)2) khi
tác dụng với axit HNO3 và H2SO4 đặc, nóng đều tạo thành muối sắt (III) và kèm theo các
sản phẩm khử chứa nitơ (hoặc chứa lưu huỳnh).
- Hỗn hợp (Fe + oxit sắt) khi tác dụng với axit (HCl và H2SO4 loãng), sau phản ứng thu
được khí H2, khí H2 sinh ra là do Fe tác dụng với axit, khi đó:
nFe = nH

2

- Các oxit sắt (FeO, Fe2O3, Fe3O4) tác dụng với axit ( HCl hoặc H2SO4 loãng), sau
phản ứng chỉ thu được muối sắt có hoá trị tương ứng và nước (không sinh ra khí).
Khi đó số mol H+ phản ứng = 2 số mol nguyên tử O trong oxit vì:
O2- + 2H+ → H2O
- Tính khối lượng Fe hoặc oxit sắt hoặc khối lượng nguyên tử O trong oxit sắt
theo công thức: mOxit sắt = mO/Oxit + mFe.
2.2.2.2. Bài tập vận dụng :
Ví dụ 1: Cho 18,5g hỗn hợp Z gồm Fe, Fe3O4 tác dụng với 200 ml dung dịch HNO3

loãng đun nóng và khuấy đều. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 2,24 lít khí
NO duy nhất, dung dịch Z1 và còn lại 1,46g kim loại. Nồng độ mol/l của dung dịch HNO 3
là:
17
GV : Đào Văn Truyền – Tô Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu 2


Xây dựng và áp dụng kỹ thuật giải nhanh bài tập về sắt dựa vào dụng luật bảo toàn
A. 4,15M

B. 3,17M

C. 0,32

D. 3,2M

Giải:
Cách 1: Theo phương pháp bảo toàn e và bảo toàn nguyên tố
Fe → Fe3+ + 3e
x
+8/3

3Fe (Fe3O4) → 3Fe
y→
3y

x

+5


3x

N

0,3
3+

+ 3e
0,1

→

+2

N

+ 1e
y

Áp dụng ĐLBT e: 3x + y = 0,3 (1)
2Fe3+
(x+3y)→

x + 3y
2

x + 3y
2

→ (x +


+ Fe

→ 3Fe2+

). 56 + 232y = 18,5 – 1,46 = 17,04

→ 84x + 316y = 17,04 (2) ; giải (1) & (2) →
3

 x = 0,09

 y = 0,03

Áp dụng ĐLBT nguyên tố N có: nHNO = 3nFe(NO

3 3

)

+ nNO
3

nHNO = 3. (x + 3y) + 0,1 = 0,64 mol

→

→ CM

HNO3


= 3,2M → Đáp án: D

Cách 2: Theo phương pháp biện luận
Fe
x

+ 4HNO3
4x

→ Fe(NO3)3
x

+ NO + 2H2O
x

3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O
y

x + 3y

28y
3

y
3

3y
2Fe(NO3)3 + Fe
→ 3Fe(NO3)2

x + 3y
2

18
GV : Đào Văn Truyền – Tô Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu 2


Xây dựng và áp dụng kỹ thuật giải nhanh bài tập về sắt dựa vào dụng luật bảo toàn

→

y

 x + = 0,1
3

84 x + 316 y = 17,04

 x = 0,09

 y = 0,03

→

3

→ nHNO = 4x +
→ CM

HNO3


28y
3

= 0,64 mol

= 3,2M

* Phân tích một số sai lầm của học sinh:
Khi đặt nFe

3

4

O

= y (mol) nhưng khi đưa vào bán phản ứng:

+8/3

3Fe (Fe3O4) → 3Fe3+ + 1e
y

y
3

y
→ sai
Học sinh lầm tưởng như cách tính số mol trong phương trình phản ứng: sử


dụng quy tắc tam suất nhân chéo chia.
Ở đây, theo ĐLBT e: ne cho = nchất khử cho . số e cho

Nên 1 ptử Fe3O4 có số mol là y cho 1e → ne cho = y.1 = y, không phải
Fe3O4
Áp dụng ĐLBT nguyên tố Fe: 3. n Fe

3

4

O

→

y
3

Fe(NO3)3

= 1. nFe(NO

3 3

)

3+

= nFe


3+

→

nFe

= 3y, không phải y

Hoặc (Fe3O4→ 3 Fe(NO3)3)
y
3y
 Ví dụ 2: Hoà tan m gam hỗn hợp FeO, Fe 2O3, Fe3O4 bằng HNO3 đặc nóng dư, sau phản
ứng thu được 1,12 lít khí N2O ( sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Cô cạn dung dịch sau
phản ứng được 145,2g muối khan. Giá trị của m là:
A. 44,8g

B. 42,8g

C. 46,4g

D. 56g

Giải
Fe3O4 = FeO.Fe2O3 nên có thể xem hỗn hợp gồm FeO và Fe2O3
19
GV : Đào Văn Truyền – Tô Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu 2


Xây dựng và áp dụng kỹ thuật giải nhanh bài tập về sắt dựa vào dụng luật bảo toàn

Cách 1: Theo phương pháp bảo toàn e và bảo toàn nguyên tố
+5

Fe2+(FeO) → Fe3+ +1e
x

2N + 8e → 2N(N2O)
0,4  0,05

x

+1

Áp dụng ĐLBT e: x = 0, 4 mol = nFeO

( FeO, Fe2O3 )

HNO3

145,2g Fe(NO3)3

Áp dụng ĐLBT nguyên tố Fe: 1. nFeO + 2nFe

→ 1. 0,4 + 2nFe
→ nFe
m = mFeO + mFe

3

2


O

3

2

3

2

= 1. nFe(NO

O
3

2

O

3 3

)

= 1. 0,6

= 0,1 mol

O


= 0,4. 72 + 0,1. 160 = 44,8g → Đáp án: C

Cách 2: Theo phương pháp biện luận
8FeO + 26HNO3 → 8Fe(NO3)3 + N2O + 13H2O (1)
x
Fe2O3 + 6HNO3
y

x
→ 2Fe(NO3)3 +
2y

Theo đề và ptpứ (1), (2) có: nN

2

O

nFe(NO
→ m = mFeO + mFe

x
8

3

2

O


=
3

x
8

3

)

3H2O (2)

= 0,05 mol → x = 0,4 mol = nFeO
= x + 2y = 0,6 mol → y = 0,1 mol

= 0,4. 72 + 0,1. 160 = 44,8g

* Phân tích một số sai lầm của học sinh:
+ Sai lầm 1: nN

2

O

= 0,05 mol nhưng khi đưa vào bán phản ứng:
+5

+1

20

GV : Đào Văn Truyền – Tô Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu 2


Xây dựng và áp dụng kỹ thuật giải nhanh bài tập về sắt dựa vào dụng luật bảo toàn
2N + 8e → 2N(N2O)
8.0,05
2

 0,05

Dẫn đến số mol e nhận là: 0,2 mol → nFeO = nFe

3

2

O

= 0,2 mol →C (sai)

+ Sai lầm 2: Khi giải theo phương pháp biện luận do viết sai phương trình phản
ứng dẫn đến không cân bằng được phương trình phản ứng nên không tìm ra kết quả:
Fe2O3 + HNO3 → Fe(NO3)3 + N2O + H2O
Vì vậy, khi giải các bài toán hoá học, để khỏi lúng túng khi giải, đặc biệt trong các
kì thi khỏi mất tinh thần do giải hoài mà không tìm ra kết quả cần viết đúng phương trình
phản ứng, muốn vậy ta cần nắm vững kiến thức lý thuyết về hoá học và rèn kỹ năng viết
các phương trình phản ứng một cách thành thạo.
2.2.3. DẠNG TOÁN SẮT TÁC DỤNG VỚI PHI KIM:
2.2.3.1. Phương pháp giải:
- Oxi hoá không hoàn toàn sắt thu được A gồm (Fe + oxit sắt), tiếp tục oxi hoá A bằng

axit HNO3 hoặc H2SO4 đặc nóng thì sản phẩm cuối cùng thu được là muối sắt (III). Sơ đồ
tóm tắt: Fe

+ O2

(hh Fe+ oxit sắt) + axit

Fe 3+. Trong hai quá trình trên, chất khử là

Fe còn chất oxi hoá là O2 và axit (HNO3 hoặc H2SO4 đặc).
Áp dụng ĐLBT e : ∑ ne (Fe cho) = ∑ (ne (O2 nhận) + ne (axit nhận ))
- Đối với bài toán Fe + S → hỗn hợp sản phẩm, hoà tan hỗn hợp sản phẩm này
bằng dung dịch axit ( HCl hoặc H2SO4 loãng) thu được hỗn hợp khí chứng tỏ Fe dư sẽ tác
dụng với axit sinh ra H2 nên hỗn hợp khí gồm : H2 và H2S.
Khi đó nFe pứ = nSpứ = nH

2

S

và nFe dư = nH

2

Nếu đề cho dữ kiện tính được khối lượng mol trung bình của hỗn hợp khí H 2 và H2S bằng
2

18 thì khi đó nH = nH

2


S

và %H2 = % H2S = 50%.

2.2.3.2. Bài tập áp dụng:

21
GV : Đào Văn Truyền – Tô Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu 2


Xây dựng và áp dụng kỹ thuật giải nhanh bài tập về sắt dựa vào dụng luật bảo toàn
 Ví dụ 1: Để m gam phoi bào sắt ngoài không khí, sau một thời gian biến thành 12g hỗn
hợp B gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3. Cho B tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO3 dư
thấy giải phóng ra 2,24 lít khí NO (đktc). Giá trị của m là:
A. 10,87g

B. 9,05g

C. 10,08g

D. 5,04g

Giải:
Cách 1: Theo phương pháp bảo toàn e và bảo toàn khối lượng:
Tóm tắt quá trình phản ứng:
m g Fe + O2 12g hhB (Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3) + HNO3 dư 2,24 lít NO
2

Áp dụng ĐLBT khối lượng: mO = mB - mFe = (12 – m)g

Fe → Fe3+ + 3e
O2
+
4e → 2O2m
56

12 − m
32

3m
56





+5

N

Áp dụng ĐLBT e:

3m
56

=

12 − m
8


12 − m
8

+ 3e
0,3

+2

→ N
0,1

+ 0,3 → m = 10,08g → Đáp án:C

Cách 2: Theo phương pháp biện luận

Fedư

2Fe

+

O2

→

2FeO (1)

3Fe

+


2O2

→

Fe3O4 (2)

4Fe

+

3 O2

→

2 Fe2O3 (3)

+ 4HNO3
x
3FeO

→ Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (4)
x

+ 10HNO3

y
3Fe3O4 + 28HNO3
z
Fe2O3


→ 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O (5)
y
3

→ 9 Fe(NO3)3 + NO + 14H2O (6)
z
3

+ 6HNO3

→ 2Fe(NO3)3 +

3H2O (7)
22

GV : Đào Văn Truyền – Tô Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu 2


Xây dựng và áp dụng kỹ thuật giải nhanh bài tập về sắt dựa vào dụng luật bảo toàn
t
Theo đề và ptpứ: (4), (5), (6) & (7): 56x + 72y + 232Z + 160t = 12 (a)
y
3

x +
Từ (1), (2) & (3): nFebđ = x + y + 3z + 2t (C)

Z
3


+

= 0,1 (b)

Chia (a) cho 8 rồi cộng (b): 10x + 10y + 30z + 20t = 1,8
→ 10 (x + y + 3z + 2t ) = 1,8
→

10. nFebđ

= 1,8
→

nFebđ = 0,18→ m = 10,08g

* Phân tích một số sai lầm của học sinh:

+ Sai lầm 1: Tính số mol của nguyên tử O trong oxit: n O/Oxit =
bán phản ứng: O2
+ 4e → 2O212 − m
16



12 − m
16

nhưng lại đưa vào


12 − m
4

Số mol e do oxi nhận là:
2

12 − m
8

12 − m
32

+ Sai lầm 2: Tính đúng nO =
ứng của quá trình khử : O2
+

, không phải

12 − m
4

nên chọn: A (sai)

nhưng không cân bằng số nguyên tử O ở bán phản
2e → O2-

12 − m
32




12 − m
16

12 − m
8

12 − m
16

Số mol e do oxi nhận là:
, không phải
nên chọn: B (sai)
- Vì vậy, khi viết quá trình nhận e của oxi có thể viết: O + 2e → O2-

23
GV : Đào Văn Truyền – Tô Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu 2


Xây dựng và áp dụng kỹ thuật giải nhanh bài tập về sắt dựa vào dụng luật bảo toàn
hoặc O2 + 4e → 2O2-. Nhưng khi viết dưới dạng nguyên tử O thì phải tính số mol nguyên
tử O (khối lượng nguyên tử oxi trong oxit chia cho 16), còn viết theo O 2 thì phải tính số
mol phân tử O2 (khối lượng nguyên tử oxi trong oxit chia cho 32). Vì mO/oxit = mO

2

 Ví dụ 2: Trộn 5,6g bột sắt với 2,4g bột lưu huỳnh rồi nung nóng (trong điều kiện không
có không khí), thu được hỗn hợp rắn M. Cho M tác dụng với lượng dư dung dịch HCl,
giải phóng hỗn hợp khí X và còn lại một phần không tan G. Để đốt cháy hoàn toàn X và
G cần vừa đủ V lít khí O2 (ở đktc). Giá trị của V là:

A. 2,8g

B. 3,36g

C. 3,08g

D. 4,48g

Giải
Fe + S → rắn M, M có thể là: FeS, Fe dư, S dư.
M + HCl dư → hỗn hợp khí X + phần không tan G nên cả Fe và S còn dư.
Cách 1: Theo phương pháp bảo toàn e:

+4

Tóm tắt quá trình phản ứng: Fe→...→ Fe2+ , S→...→ S và O2 → O2Fe → Fe2+ + 2e
0,1

0,2
+4

S → S
0,075

+ 4e
0,3

O2 + 4e → 2O2x
4x


Áp dụng ĐLBT e: 4x = 0,2 + 0,3 → x = 0,125 mol = n O

2

→ V = 0,125. 22,4 = 2,8 lít → Đáp án: A
Cách 2: Theo phương pháp biện luận
Fe
x

+

S
x

FeS
x

+ 2HCl

Fedư + 2HCl
(0,1 – x) 

→ FeS
x
→

FeCl2 + H2S
x

→ FeCl2 + H2

(0,1 – x)
24

GV : Đào Văn Truyền – Tô Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu 2


Xây dựng và áp dụng kỹ thuật giải nhanh bài tập về sắt dựa vào dụng luật bảo toàn
Sdư
+
O2
→ SO2
(0,075 – x) (0,075 – x)

H2

+

1
2

(0,1 – x)

H2 S

+

3
2
3
2


x
→ ∑nO

1
2

2

→ H2O

O2

(0,1 – x)

O2

→

SO2 + H2O

x

= (0,075 – x) +

1
2

(0,1 – x) +


3
2

x = 0,125 mol → V = 2,8 lít

* Phân tích một số sai lầm của học sinh:
+ Sai lầm 1: Khi giải bằng phương pháp bảo toàn e học sinh cho rằng Fe dư + 2H+ →
Fe2+ + H2, H+ có sự thay đổi số oxi hoá nên khi viết bán phản ứng của quá trình nhận e,
ngoài bán phản ứng quá trình nhận e của O2 còn có bán phản ứng quá trình nhận e của H+.
Fe → Fe2+ + 2e

O2
0,1
S → S
0,075

+ 4e → 2O2-

0,2

x

+ 4e
0,3

H+

4x
+ 2e → H2
2y y


Áp dụng ĐLBT e: 4x + 2y = 0,2 + 0,3 → không tìm ra kết quả
Không biết H+ nhận e của Fe dư để tạo H 2 nhưng H2 lại trả số e này cho O 2 trong phản
ứng cháy tạo ra H2O. Nên thực chất O2 là chất nhận e.
+ Sai lầm 2: Khi cho M qua dung dịch axit HCl dư thu được hỗn hợp khí X chứng tỏ M
gồm FeS và Fe dư và vì HCl dư nên FeS và Fe dư đều phản ứng hết nên không biết phần
không tan G là gì → không hiểu đề và không tìm ra kết quả vì học sinh nghĩ khi Fe tác

25
GV : Đào Văn Truyền – Tô Hóa – Sinh-CN /Trường THPT Quỳnh Lưu 2