1. Phương trình nhiệt phân Fe(OH)3:
2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O
2. Điều kiện để phản ứng Fe(OH)3 ra Fe2O3:
Điều kiện phản ứng: Nhiệt độ
3. Bazơ không tan bị nhiệt phân huỷ tạo thành oxit và nước:
Tương tự như Fe(OH)3, một số bazơ không tan khác như Cu(OH)2, Al(OH)3 cũng bị nhiệt phân huỷ tạo ra oxit và nước. Ngoài ra, quá trình nhiệt phân bazơ không tan này cũng có thể tạo ra các chất khác như hydroxit hay oxyhydroxit. Thậm chí, nếu ta thay đổi điều kiện nhiệt độ, áp suất hay thời gian cho quá trình nhiệt phân, chúng có thể tạo ra các sản phẩm khác nhau. Chẳng hạn, quá trình nhiệt phân Cu(OH)2 có thể tạo ra một số sản phẩm như CuO, Cu2O, Cu, CO2 và H2O. Tuy nhiên, sản phẩm chính của quá trình nhiệt phân Cu(OH)2 là CuO và H2O.
4. Tính chất hóa học của Fe(OH)3:
Tính chất của Sắt hidroxit Fe(OH)3
Sắt hidroxit Fe(OH)3 là một loại hidroxit được tạo ra từ Fe3+ và nhóm OH. Nó tồn tại ở trạng thái rắn và có màu nâu đỏ. Đây là một chất rắn không tan trong nước.
4.1. Fe(OH)3 Bị nhiệt phân:
Sắt hidroxit Fe(OH)3 có thể bị nhiệt phân thành Fe2O3 và 3H2O theo phương trình hóa học: 2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O. Khi đó, màu nâu đỏ của Sắt hidroxit Fe(OH)3 sẽ biến mất.
4. 2. Tác dụng với axit:
Sắt hidroxit Fe(OH)3 có thể tác dụng với axit để tạo ra muối sắt (III) và nước. Chẳng hạn, Fe(OH)3+ 3HCl → FeCl3 + 3H2O và Fe(OH)3 + 3HNO3 → Fe(NO3)3 + 3H2O.
4.3. Điều chế Fe(OH)3:
Sắt hidroxit Fe(OH)3 có thể được điều chế bằng cách cho dung dịch bazơ vào dung dịch muối sắt (III). Phản ứng diễn ra theo phương trình hóa học: Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3. Ngoài ra, Fe(OH)3 cũng có thể được điều chế bằng cách trộn dung dịch muối sắt (III) với dung dịch bazơ để tạo ra kết tủa Fe(OH)3. Ví dụ, FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3 ↓ + 3NaCl và 2FeCl3 + 3Ba(OH)2 → 2Fe(OH)3 ↓ + 3BaCl2.
5. Bài tập vận dụng liên quan:
Câu 1. Tiến hành các thí nghiệm sau:
(a) Cho Cu dư vào dung dịch Fe(NO3)3.
(b) Sục khí CO2 dư vào dung dịch NaOH.
(c) Cho Na2CO3dư vào dung dịch Ca(HCO3)2.
(d) Cho bột Fe dư vào dung dịch FeCl3.
(e) Hòa tan hỗn hợp rắn gồm Na và Al (có cùng số mol) vào lượng nước dư.
(g) Sục khí Cl2 dư vào dung dịch FeCl2.
Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, số thí nghiệm mà dung dịch thu được chỉ chứa một muối tan là
A. 4.
B. 3.
C. 6.
D. 5.
Đáp án A
(a) Cu + 2Fe(NO3)3 → Cu(NO3)2 + 2Fe(NO3)2
Sau phản ứng thu được 2 muối tan là Cu(NO3)2 và Fe(NO3)2.
(b) CO2 + NaOH → NaHCO3
Sau phản ứng thu được 1 muối tan là NaHCO3.
(c) Na2CO3 + Ca(HCO3)2 → CaCO3 + 2NaHCO3
Sau phản ứng thu được 2 muối tan là NaHCO3 và Na2CO3dư.
(d) Fedư + 2FeCl3 → 3FeCl2
Sau phản ứng thu được 1 muối tan là FeCl2.
(e) Na + H2O → NaOH + 1/2H2
Al + NaOH + H2O → NaAlO2 + 3/2 H2
Sau phản ứng thu được 1 muối tan là NaAlO2.
(g) Cl2 dư + 2FeCl2 → 2FeCl3
Sau phản ứng thu được 1 muối tan là FeCl3.
Vậy có 4 thí nghiệm mà dung dịch thu được chỉ chứa một muối tan là (b), (d), (e) và (g).
Câu 2. Bazo nào dưới đây bị nhiệt phân hủy tạo thành oxit và nước
A. Ba(OH)2.
B. Ca(OH)2.
C. KOH.
D. Zn(OH)2.
Đáp án D
Ba(OH)2, Ca(OH)2, KOH đều là baso tan không bị nhiệt phân hủy
Phương trình phản ứng xảy ra
Zn(OH)2 → ZnO + H2O
Câu 3. Dãy bazo nào sau đây bị nhiệt phân hủy
A. Ba(OH)2, NaOH, Zn(OH)2, Fe(OH)3.
B. Cu(OH)2, NaOH, Ca(OH)2, Mg(OH)2.
C. Cu(OH)2, Mg(OH)2, Fe(OH)3, Zn(OH)2.
D. Zn(OH)2, Ca(OH)2, KOH, NaOH.
Đáp án C:
Cu(OH)2, Mg(OH)2, Fe(OH)3, Zn(OH)2.
Phương trình phản ứng xảy ra
Cu(OH)2 CuO + H2O
2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O
Mg(OH)2 MgO + H2O
Zn(OH)2 ZnO + H2O
Câu 4. Cho các thí nghiệm sau
(a) Cho dung dịch AgNO3 vào dung dịch HCl
(b) Cho Al2O3 vào dung dịch HCl loãng dư
(c) Cho Cu vào dung dịch HCl đặc nóng dư
(d) Cho Ba(OH)2 vào dung dịch KHCO3
Số thí nghiệm thu được chất rắn là
A. 4
B. 2
C. 5
D. 3
Đáp án C
(a) đúng tạo AgCl
(b) sai vì Al2O3 tan hết trong HCl
(c) đúng vì Cu không tác dụng với HCl nên còn nguyên sau phản ứng
(d) đúng do tạo kết tủa BaCO3 : Ba(OH)2 + KHCO3 → BaCO3 + KOH + H2O
Vậy có 3 thí nghiệm thu được chất rắn sau phản ứng.
Câu 5. Cặp chất tồn tại trong một dung dịch (chúng không phản ứng với nhau):
A. NaOH và KCl
B. NaOH và HCl
C. NaOH và MgCl2
D. NaOH và Al(OH)3
Đáp án A
Cặp chất tồn tại trong một dung dịch (chúng không phản ứng với nhau) là NaOH và KCl
Còn lại đều phản ứng với nhau
B. NaOH và HCl
NaOH + HCl → NaCl + H2O
C. NaOH và MgCl2
2NaOH + MgCl2→ 2NaCl + Mg(OH)2
D. NaOH và Al(OH)3
Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O
Câu 6. Có 4 lọ không nhãn, mỗi lọ đựng một dung dịch không màu sau: KCl, Ba(OH)2, KOH, K2SO4. Chỉ cần dùng thêm 1 hóa chất nào sau đây để nhận biết các dung dịch trên?
A. quỳ tím
B. dung dịch HCl
C. dung dịch BaCl2
D. dung dịch KOH
Đáp án A
Trích mẫu thử ra ống nghiệm khác nhau và đánh số thứ tự tương ứng.
Cho quỳ tím vào mẫu thử từng chất và quan sát, thấy:
Những dung dịch làm quỳ tím đổi màu là: KOH và Ba(OH)2, (nhóm 1).
Những dung dịch không làm quỳ tím đổi màu là: KCl, K2SO4 (nhóm 2).
Để nhận ra từng chất trong mỗi nhóm, ta lấy một chất ở nhóm (1), lần lượt cho vào mỗi chất ở nhóm (2), nếu có kết tủa xuất hiện thì chất lấy ở nhóm (1) là Ba(OH)2 và chất ở nhóm (2) là K2SO4. Từ đó nhận ra chất còn lại ở mỗi nhóm.
Phương trình phản ứng hóa học:
Ba(OH)2 + K2SO4→ BaSO4 + KOH
Câu 7. Hòa tan hết m gam nhôm vào dung dịch NaOH 1M, thu được 13,44 lít khí (đktc). Thể tích dung dịch NaOH cần dùng là
A. 200 ml
B. 150 ml
C. 400 ml
D. 300 ml
Đáp án C
nH2(đktc) = VH2/22,4 = 13,44/22,4 = 0,6 (mol)
Phương trình phản ứng hóa học
2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2↑
(mol) 0,4 ← 0,6
Theo phương trình phản ứng hóa học
nNaOH = 2/3nH2 =2/3.0,6 = 0,6 (mol)
→ VNaOH = nNaOH : CM= 0,4 : 1 = 0,4 (lít) = 400 (ml)
Câu 8. Để hoà tan hoàn toàn 13,6 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe3O4và Fe2O3 (trong đó số mol FeO bằng số mol Fe2O3), cần dùng vừa đủ V lít dung dịch HCl 0,5M. Giá trị của V là :
A. 1,8.
B. 0,8.
C. 2,3.
D. 1,6.
Đáp án B
Vì số mol của FeO và Fe2O3 trong hỗn hợp bằng nhau nên ta quy đổi hỗn hợp FeO, Fe3O4 và Fe2O3 thành Fe3O4.
Ta có = 13,6/233 = 0,05 mol.
nHCl = 2.nO (trong oxit) = 2 . 0,05 .4 = 0,4 (mol)
=> VHCl= 0,4 : 0,5 = 0,8 lít
Câu 9. Hoà tan hoàn toàn một lượng hỗn hợp X gồm Fe3O4 và FeS2 trong 31,5 gam HNO3, thu được 0,784 lít NO2 (đktc). Dung dịch thu được cho tác dụng vừa đủ với 100 ml dung dịch NaOH 2M, lọc kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi thu được 4,88 gam chất rắn X. Nồng độ % của dung dịch HNO3 có giá trị là:
A. 47,2%.
B. 46,2%.
C. 46,6%.
D. 44,2%.
Đáp án B
Chất rắn X là Fe2O3
=> nFe2O3 = 4,88/160 = 0,0305 mol
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Fe
=> nFe(OH)3= 2 nFe2O3 = 0.0305. 2 = 0,244 mol
Gọi số mol của Fe3O4, FeS2 lần lượt là x, y (mol)
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Fe
=> 3.nFe3O4 + nFeS2 = nFe(OH)3
=> 3x + y = 0,122 (1)
Áp dụng định luật bảo toàn electron
=> nFe3O4 + 15 . nFeS2 = nNO2
=> x + 15y = 0,035 (2)
Từ (1) và (2)
=> x = 0,02; y = 0,002
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Na
=> nNaOH = nNaNO3 + 2.nNa2SO4 (3)
nNa2SO4 = 2 . nFeS2= 0,001 . 2 = 0,002 mol (4)
=> nNaNO3 = 0,02 – 0,002 . 2 = 0,196 (mol)
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố N là:
nHNO3 = nNaNO3 + nNO2 = 0,196 + 0,35 = 0,231 (mol)
=> C% HNO3 = (0,231 . 31,5):31,5. 100% = 46,2%
Câu 10. Người ta tiến hành điều chế FeCl2 bằng cách cho Fe tác dụng với dung dịch HCl. Để bảo quản dung dịch FeCl2 thu được, không bị chuyển thành hợp chất sắt (III), người ta có thể cho thêm vào dung dịch chất gì để bảo quản
A. một lượng sắt dư .
B. một lượng kẽm dư.
C. một lượng HCl dư.
D. một lượng HNO3 dư.
Đáp án A
Phương trình hóa học
Fe + 2Fe3+ → 3Fe2+
=> Việc thêm Fe sẽ ngăn quá trình Fe2+ bị oxi hóa thành Fe3+
Câu 11. Khử m gam Fe3O4 bằng khí H2 thu được hổn hợp X gồm Fe và FeO, hỗn hợp X tác dụng vừa hết với 1,5 lít dung dịch H2SO4 0,2M (loãng). Giá trị của m là
A. 46,4 gam.
B. 23,2 gam.
C. 11,6 gam.
D. 34,8 gam.
Đáp án B
Theo bài ra, xác định được sau phản ứng chỉ thu được FeSO4
→ nFeSO4= nSO42- = naxit = 0,3 mol.
Bảo toàn nguyên tố Fe → nFe3O4 = 0,3 : 3 = 0,1 mol
→ m = 0,1.232 = 23,2 gam.
Câu 12. Hiện tượng xảy ra khi cho dung dịch Na2CO3 vào dung dịch FeCl3 là
A. Chỉ sủi bọt khí
B. Chỉ xuất hiện kết tủa nâu đỏ
C. Xuất hiện kết tủa nâu đỏ và sủi bọt khí
D. Xuất hiện kết tủa trắng hơi xanh và sủi bọt khí
Đáp án C
Phương trình phản ứng:
2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Fe(OH)3↓(đỏ nâu) + 3CO2↑ + 6NaCl
Hiện tượng xảy ra khi cho dung dịch Na2CO3 vào dung dịch FeCl3 là Xuất hiện kết tủa nâu đỏ và sủi bọt khí
Câu 13. Sản phẩm của phản ứng nhiệt phân nào dưới đây là không đúng?
A. NH4Cl → NH3+ HCl
B. NH4HCO3 → NH3+ H2O + CO2
C. NH4NO3 → NH3 + HNO3
D. NH4NO2 → N2 + 2H2O
Đáp án C
Sản phẩm của phản ứng nhiệt phân không đúng là:
C. NH4NO3 → NH3 + HNO3
Phương trình nhiệt phân đúng
NH4NO3 N2O + 2H2O
Câu 14. Trong phòng thí nghiệm, tiến hành điều chế H2 bằng cách cho Zn vào dung dịch HCl loãng. Khí H2 sẽ thoát ra nhanh hơn nếu thêm vào hệ phản ứng vài giọt dung dịch nào sau đây?
A. CuCl2
B. NaCl
C. MgCl2
D. AlCl3
Đáp án A
Để phản ứng xảy ra nhanh hơn người ta thêm CuCl2 vào vì CuCl2 + Zn → Cu + ZnCl2
→ tạo ra 2 kim loại là Zn và Cu → tạo ra hiện tượng điện hóa học khi 2 kim loại này cũng tác dụng với dung dịch H+ →Zn phản ứng với H+ nhanh hơnĐáp án cần chọn là: A
Câu 15. Có 4 dung dịch riêng biệt: HCl; CuCl2; FeCl3; HCl có lẫn CuCl2. Nhúng vào mỗi dung dịch một thanh Fe nguyên chất. Số trường hợp xuất hiện ăn mòn điện hoá là
A. 0
B. 1
C. 2
D. 3
Đáp án C
Fe + HCl: ăn mòn hóa học vì không hình thành 2 điện cực mới
Fe + CuCl2: ăn mòn điện hóa vì hình thành 2 điện cực Fe và Cu. Hai điện cực tiếp xúc với nhau và tiếp xúc với dung dịch điện li
Fe + FeCl3: ăn mòn hóa học vì không hình thành 2 điện cực mới
Fe + HCl có lẫn CuCl2: cả ăn mòn điện hóa và ăn mòn hóa học vì xảy ra các phản ứng sau
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (ăn mòn hóa học vì không hình thành 2 điện cực mới)
Fe + CuCl2 → FeCl2 + Cu
→ Cu sinh ra bám vào thanh sắt và hình thành 2 điện cực cùng tiếp xúc với dung dịch chất điện li
→ xảy ra ăn mòn điện hóa
Câu 16. Để điều chế Fe(OH)2 trong phòng thí nghiệm, người ta tiến hành như sau: Đun sôi dung dịch NaOH sau đó cho nhanh dung dịch FeCl2 vào dung dịch NaOH này. Mục đích chính của việc đun sôi dung dịch NaOH là?
A. Phân hủy hết muối cacbonat, tránh việc tạo kết tủa FeCO3.
B. Đẩy hết oxi hòa tan, tránh việc oxi hòa tan oxi hóa Fe (II) lên Fe (III).
C. Để nước khử Fe (III) thành Fe (II).
D. Đẩy nhanh tốc độ phản ứng.
Đáp án B
Để điều chế Fe(OH)2 trong phòng thí nghiệm, người ta tiến hành đun sôi dung dịch NaOH sau đó cho nhanh dung dịch FeCl2 vào dung dịch NaOH này. Mục đích chính của việc đun sôi dung dịch NaOH là : Đẩy hết oxi hòa tan, tránh việc oxi hòa tan oxi hóa Fe(II) lên Fe(III).
Câu 17. Cho các phản ứng chuyển hóa sau:
NaOH + dung dịch X → Fe(OH)2;
Fe(OH)2+ dung dịch Y → Fe2(SO4)3;
Fe2(SO4)3 + dung dịch Z → BaSO4.
Các dung dịch X, Y, Z lần lượt là
A. FeCl3, H2SO4đặc nóng, Ba(NO3)2.
B. FeCl3, H2SO4 đặc nóng, BaCl2.
C. FeCl2, H2SO4 đặc nóng, BaCl2.
D. FeCl2, H2SO4 loãng, Ba(NO3)2.
Đáp án C
Phương trình phản ứng xảy ra
2NaOH + FeCl2 → Fe(OH)2 + 2NaCl
dd X
2Fe(OH)2 + 4H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + SO2 + 6H2O
dd Y
Fe2(SO4)3 + 3BaCl2→ 3BaSO4+ 2FeCl3
dd Z
Câu 18. Khử hoàn toàn 6,64 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe3O4 và Fe2O3 bằng CO dư. Dẫn hỗn hợp khí thu được sau phản ứng vào dung dịch Ca(OH)2 dư thu được 8 gam kết tủa. Khối lượng sắt thu được (gam) sau phản ứng là
A. 4,4.
B. 3,12.
C. 5,36.
D. 5,63.
Đáp án C
nkết tủa = nCO2 = 0,08 mol
Phương trình phản ứng hóa học minh họa
FeO + CO → Fe + CO2
Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
Fe3O4 + 4CO → 3Fe + 4CO2
nO(oxit) = nCO = nCO2 = 0,08 mol
=> mFe = moxit – mO(oxit ) = 6,64 – 0,08.16= 5,36 gam
Câu 19. Cho luồng khí H2 dư qua hỗn hợp các oxit CuO, Fe2O3, ZnO, MgO nung nóng ở nhiệt độ cao. Sau phản ứng, hỗn hợp chất rắn còn lại là
A. Cu, Fe, ZnO, MgO.
B. Cu, Fe, Zn, Mg.
C. Cu, Fe, Zn, MgO.
D. Cu, FeO, ZnO, MgO.
Đáp án C
CuO, Fe2O3, ZnO bị bởi khử C, CO, H2 tạo thành Cu, Fe, Zn.
Còn lại MgO.
=> Hỗn hợp chất rắn thu được là Cu, Fe, Zn, MgO.
