Bài toán về HNO3 và ôxit sắt

[Lucky_boy]

Đó là dạng bài toán rất hay gặp để phân loại TS trong ĐTĐH.
Ê bạn nào có mẹo j hay về toán với HNO3 thì share cho cả nhà nhá.
Xin đóng góp 1 mẹo nhỏnhưng rất mới đó-học lóm được của 1 thằng trên lớp)
Khi có bài toán về oxit sắt tác dụng với HNO3,nhất là có cả 3 oxit FeO,Fe2O3,Fe3O4 thì có thể coi hỗn hợp đó là gồm 2 nguyên tố là Fe và O.Rồi AD đlbt e.
VD:Cho 11,36g một hồn hợp X gồm Fe,FeO,Fe2O3,Fe3O4.Cho vào dd HNO3 thì thu được 1,344 l khí NO duy nhất ở dktc.Tính m muối [thi ĐH -khối A 2008-mấ đề 263]
LG: Coi hh chỉ gồm Fe(x mol),O(y mol){Ngộ chưa} => 56x + 16y = 11,36(1)
Fe --> Fe3+ + 3e
x--------x-----3x
O +2e --> O2- {Ngộ chưa}
y--2y
N+5 + 3e --> N+2
------ 0,18---0,06
AD đlbt e: 3x = 2y + 0,18(2){ Có thể nhập ngay hai hệ số 3 và -2 vào MT, con số còn lại là số mol khí nhân với số mol e trao đổi}
Giải hệ (1) và (2) có x = 0,16; y= 0,15.
m muối = 242.n Fe3+ = 0,16.242 = 38,72g.
Cách giải này rất ngắn đúng không.Nếu quen thì lúc gặp những bài thuộc dạng này bạn chỉ việc bật Mt lên,vào MODE giải HPT.Bấm ngay 3,-2,số mol e (do N trao đổi);56,16,m hh ban đầu.=> ra kết quả số mol=> tính tiếp được ngay m muối.
Nếu bài cho m muối bắt tính m hh ban đầu thì càng hay vì đã biết được số mol Fe(giả định)=>Suy ra ngay được nO (nhờ Đlbt e) => Tính đc kl hh ban đầu.

 

[Lucky_boy]

Có bạn nào có cách giải khác cho bài trên ko?Tớ đã thử làm bằng giải hệ 4 pt 4 ẩn rồi bỏ bớt ẩn đi(cho giá trị ẩn đó = 0 luôn) cũng ra 38,72 g nhưng cách đó quá dài.

 

[Hà Thanh Đạt]

Đọc bài này trước hết quá ngộ, [Fe] ban đầu đâu phải tất cả là Fe có số OXH=0, và [O] ban đầu trong hợp chất sắt đã là O2-... Vậy mà vẫn ra đúng đáp án, quả là bái phục. Đang suy nghĩ cách khác giải thích hợp lý hơn...

 

[Hà Thanh Đạt]

Nghĩ ra rồi!!! Ta cố tình đưa bài toán về ban đầu: Đốt m (g) Fe trong không khí được 11,36 g hh X gồm 4 chất (lúc này chẳng quan tâm là chất gì, ta chỉ cần biết nó là hợp chất sắt và oxy). Cho 11,36 g hh X vào dd HNO3 dư, thu được 1,344 l khí NO thoát ra ở điều kiện chuẩn là sản phẩm khử nhất. Tính khối lượng muối tạo thành sau phản ứng.

Rõ ràng trong phản ứng, ta thấy có các chất sau thay đổi số OXH: Fe0 lên Fe+3, O0 xuống O-2 và N+5 xuống N+3. Áp dụng định luật bảo toàn electron, ta được phương trình:

Fe0 ---- => Fe+3 + 3e-
m/56 3m/56

O2 -------------- + -------- 4e- -------------- => 2O-2
(11,36 – m)/32 (11,36 – m)/8

N+5 ----- + ----- 3e- => ------ N+2
0,18 0,06

=>3m/56 = 0,18 + (11,36 – m)/8
<=> m = 8,96 (g) => số mol Fe ban đầu = 0,16 mol => số mol Fe(NO3)3 cuối cùng = 0,16 mol
=> m muối = 0,16 . 242 = 38,72 (g)

Cách này dễ hiểu hơn chứ nhỉ...

 

[Nguyễn Thế huỳnh]

Nghĩ ra rồi!!! Ta cố tình đưa bài toán về ban đầu: Đốt m (g) Fe trong không khí được 11,36 g hh X gồm 4 chất (lúc này chẳng quan tâm là chất gì, ta chỉ cần biết nó là hợp chất sắt và oxy). Cho 11,36 g hh X vào dd HNO3 dư, thu được 1,344 l khí NO thoát ra ở điều kiện chuẩn là sản phẩm khử nhất. Tính khối lượng muối tạo thành sau phản ứng.

ah`, nếu đưa về bài toán TQ như Thanh Đạt nói thì sẽ có một số cách nữa ( tính được m Fe thì Ok ):

Ví dụ: Để m gam bột Fe ngoài không khí sau một thời gian thu được 12 gam hỗn hợp A
gồm Fe và các oxit Fe. Cho hỗn hợp tan hoàn toàn trong HNO3 thu được 2,24 l NO duy nhất. Tính m.
Giải
1. Phương pháp đại số:
Fe + 4HNO3 ---> Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (I)
3FeO + 10HNO3 ---> 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O
3Fe3O4 + 28HNO3 ---> 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O
Fe2O3 + 6HNO3 ---> 2Fe(NO3)3 + 3H2O
Đặt số mol Fe,FeO,Fe3O4,Fe2O3 lần lượt là a,b,c,d. Ta có các PT sau:
mA = 56a + 72b + 232c + 160d = 12 (1)
nFe = a + b + 3c + 2d = m/56 (2)
nO trong oxit = b + 4c + 3d = (12-m)/16 (3)
nNO = a + b/3 + c/3 = 0,1 (4)
Có 4 phương trình 5 ẩn số nên phải biện luận, đề không yêu cầu tính a,b,c,d nên ta tính vế trái của 2 hoặc 3 --> m. Để làm điều đó ta có thể tổ hợp 1,4 để được vế trái của 2 hoặcc khử a của 1,4 để thu được vế trái của 3
Kết quả: m = 10,08 g

2. Phương pháp bảo toàn khối lượng:
nFe(NO3)3 = nFe = m/56
nHNO3 = nNO + 3nFe = 0,1 + 3m/56
nH2O = 1/2 nHNO3
Thay các giá trị vào PT:
mA + mHNO3 = mFe(NO3)3 + mNO + mH2O
---> m = 10,08 g

3. Phương pháp bảo toàn e:
ne Fe nhường = ne do O2 thu + ne do N5+ thu
3m/56 = (12-m).4/32 + 0,1.3
---> m = 10,08 g

4. Suy biến của PP bảo toàn e:
Giả sử hỗn hợp chỉ gồm có Fe và Fe2O3
PU: 4Fe + 3O2 ---> 2Fe2O3
---> nFe = 4/3nO2 = 4/3 . (12-m)/32
Số mol Fe trong A: = m/56 - 4/3 . (12-m)/32
Theo (I) --> nFe = nNO ---> m/56 - 4/3 . (12-m)/32 = 0,1
---> m = 10,08
Ta có thể qui hỗn hợp A gồm có Fe và một trong số các oxit kia của Fe nhưng phức tạp hơn do các oxit này phản ứng với HNO3 có tạo NO.

 

[Lucky_boy]

Đọc bài này trước hết quá ngộ, [Fe] ban đầu đâu phải tất cả là Fe có số OXH=0, và [O] ban đầu trong hợp chất sắt đã là O2-... Vậy mà vẫn ra đúng đáp án, quả là bái phục. Đang suy nghĩ cách khác giải thích hợp lý hơn...

Cach do ko he sai dau Datj ah!Rat dung la dang khac!
@ anh Huynh: Voi cach lap HPT(pp dai so) thi chi can lap 2 pt thoi.Sau do cho c=d=0 roi giai he 2 PT 2 an=>Tinh m muoi

 

[Lucky_boy]

Nghĩ ra rồi!!! Ta cố tình đưa bài toán về ban đầu: Đốt m (g) Fe trong không khí được 11,36 g hh X gồm 4 chất (lúc này chẳng quan tâm là chất gì, ta chỉ cần biết nó là hợp chất sắt và oxy). Cho 11,36 g hh X vào dd HNO3 dư, thu được 1,344 l khí NO thoát ra ở điều kiện chuẩn là sản phẩm khử nhất. Tính khối lượng muối tạo thành sau phản ứng.

Rõ ràng trong phản ứng, ta thấy có các chất sau thay đổi số OXH: Fe0 lên Fe+3, O0 xuống O-2 và N+5 xuống N+3. Áp dụng định luật bảo toàn electron, ta được phương trình:

Fe0 ---- => Fe+3 + 3e-
m/56 3m/56

O2 -------------- + -------- 4e- -------------- => 2O-2
(11,36 – m)/32 (11,36 – m)/8

N+5 ----- + ----- 3e- => ------ N+2
0,18 0,06

=>3m/56 = 0,18 + (11,36 – m)/8
<=> m = 8,96 (g) => số mol Fe ban đầu = 0,16 mol => số mol Fe(NO3)3 cuối cùng = 0,16 mol
=> m muối = 0,16 . 242 = 38,72 (g)

Cách này dễ hiểu hơn chứ nhỉ...

Dong gop them cach nua ne:
Goij a,b,c,d la so mol Fe,FeO,Fe2O3 va Fe3O4=>56a+72b+160c+232d = 11,36.(1)
Fe --> Fe(NO3)3 + NO
3FeO ---> 3Fe(NO3)3 + NO
3Fe3O4 ---> 9Fe(NO3)3 + NO
So mol NO = 0,06=> a+1/3.b + 1/3.c = 0,06(2)
Cho c=d=0 vaf giai (1) va (2) ta duwowc:
a = 0,01;b = 0,15.
Vay khoi luong muoi bawng: 242(a+b+3c+2d)= 242(0,01+0,15+0+0) = 38,72g (Hehehe)
Khoi can lap them 2 Pt nua,anh Huynh nhi?

 

[MrHanU]

Co minh da day bon minh khong 10 phuong phap( co goi la Thu Thuat) lam bai toan Hoa nhanh,dam bao chi can biet no xong thi khoai phai biet,ai muon thi...ll theo co 01666575818 lam ban vs tui,MrHanU hehehe,lam sao ma dua het len day duoc,haha

 

[MrHanU]

Đó là dạng bài toán rất hay gặp để phân loại TS trong ĐTĐH.
Ê bạn nào có mẹo j hay về toán với HNO3 thì share cho cả nhà nhá.
Xin đóng góp 1 mẹo nhỏnhưng rất mới đó-học lóm được của 1 thằng trên lớp)
Khi có bài toán về oxit sắt tác dụng với HNO3,nhất là có cả 3 oxit FeO,Fe2O3,Fe3O4 thì có thể coi hỗn hợp đó là gồm 2 nguyên tố là Fe và O.Rồi AD đlbt e.
VD:Cho 11,36g một hồn hợp X gồm Fe,FeO,Fe2O3,Fe3O4.Cho vào dd HNO3 thì thu được 1,344 l khí NO duy nhất ở dktc.Tính m muối [thi ĐH -khối A 2008-mấ đề 263]
LG: Coi hh chỉ gồm Fe(x mol),O(y mol){Ngộ chưa} .

chang co j ngo ca,cai nay ai chang biet, thang e trai nhi??? sorry,cojgoi cho a bay cho may phuong phap hay lam,...may anh het tien roi khong nhan tin cho chu duoc

 

[hiền_uyên]

10 Phương pháp đó chắc là :sơ đồ đường chéo, bảo toàn điện tích, BT khối lượng, tăng giảm khối lượng, BT nguyên tố,BT e,khối lượng mol trung bình.........phải hok? cái này trên mạng cũng có thì phải, cũng nhìu sách trắc nghiệm có lắm... cái ni mình có từ năm 11

 

[Lucky_boy]

Quy đổi chất nữa.Các bài toán ở đại lượng chứa tham số nữa.Dùng đồ thị giải toán nữa.
Hiệu quả nhất vẫn là bảo toàn mol electron.

 

[Văn Tấn Đình]

Chào cả nhà lâu lắm mới lên lại nhớ cả nhà wa chừng
Nhà mình thay đổi nhìu wa

 

[Văn Tấn Đình]

10 pp đó pp nào cũng đầy cả. Cách qui đổi mới ra có nhanh nhưng còn chậm. Mình có cách này nhanh hơn chỉ cần bấm máy chưa đầy 20s ko cần giải hệ. Cách này mình mới nghỉ ra đầu năm thôi đó là qui đổi theo oxi(tên này do mình nghĩ nên ko hay lắm) cách này áp dụng cho hỗn hợp Fe và oxit của nó

 

[Văn Tấn Đình]

Khi cho hh td với HNO3 hay H2SO4 đặc -->NO.......
Giả sử oxh hoàn toàn hh thành Fe2O3 thì n O cần =n e nhường nhận :2--->mFe2O3 sau khi oxh=mhh+mO cần mình nói bấy nhiêu thôi cách này mình chỉ nhưng ko mấy người hiểu. Cách này đơn giản áp dụng ĐLBT e thôi nếu bạn nào hiểu thì máy bài này là bài đơn giản nhất mát chưa đầy 20s mà ko cần chạm bút

 

[Lucky_boy]

chang co j ngo ca,cai nay ai chang biet, thang e trai nhi??? sorry,cojgoi cho a bay cho may phuong phap hay lam,...may anh het tien roi khong nhan tin cho chu duoc

Vừa phải thui nhé!Qua đáng quá ai mà chịu đựơc.Tớ ko phải em trai của cậu.
10 pp ấy đầy rẫy trong các sách,ra hiệu sách xem thiếu gì!Cần gì phải gọi cho cậu để biết cơ chứ.Mà 1 bài thi thì có 2 câu dạng này là cùng chứ gì mà phahỉ nhiều chuyện thế.

 

[Văn Tấn Đình]

pp giải về õ Fe đó cách này tự mình nghĩ ra mình ko có í gì cả mình chỉ muốn chia sẽ thôi vì nếu giả hệ thì phải mất ít nhất 1 phút nhưng bằng pp qui về 1 ox chỉ cần 2o s bấm máy thôi pp này áp cho cả nếu sau pu còn fe dư nữa

 

[Lucky_boy]

Chênh lệc 40s ko thành vấn đề.tốt nhất là cứ từ từ mà tiến.Trống thu bài cũng là lúc tô câu 50.
Tớ thử nhìu lần rùi.Cứ chậm chắc kiểu gì cũng được điểm cao.Cứ nhanh nhẩu rùi quay lại soát ko hiệu quả.Vì lúc soát mình luôn nghĩ là cách lúc trước của mình là đúng=> Ngộ nhận.

 

[MrHanU]

ui.minh thấy cách của Đình hay wa'...cảm ơn cậu nha.....

 

[winny]

đình có thể nói rõ hơn chút ko?ko thì ai cũng đc. nếu hỉu cách của bạn Đình thì nói lại cho dễ hỉu hộ mình cái nhá tks

 

[hiền_uyên]

có chắc cái cách đó là do Đình nghĩ ra hok? bạn tớ học lớp chuyên Hoá nói rằng bài toán này có tổng cộng 18 cách giải có cả cái cách này. Mới nhờ nó chỉ bảo mấy cách hiệu quả nhất, cách của Đình dùng gọi là " quy đổi chất oxi hoá" tức là khi dùng HNO3 oxi hoá hoàn toàn lên Fe+3 thì mình xem như dùng oxi để oxi hoá

11.36g hh sắt và các oxit------HNO3---->1.344l NO. tính m muối

ý của Tấn Đình như thế này phải ko?

ne N nhận=ne oxi nhận ( để oxi hoá hoàn toàn hh)=0.06x3=0.18=> số mol oxi: 0.18:4=0.045
nếu oxi hoá hoàn toàn hh thành Fe2O3 thì k/lg hh là: 11.36+0.045x32=12.8
=>nFe(N03)3=2nFe2O3=2X12.8:160=0.16=> m muối=0.16x242=38.72(g)

mà bài toán mình thấy cách hay nhất là dung pp như Huỳnh đã có nhắc tới:
xem hh ban đầu gồm Fe và Fe2O3
nFe=nNO=0.06=> nFe2O3= (11.36-0.06x56):160=0.05=> nFe(NO3)3= 0.06+0.05x2=0.16
=> m muối 38.72 (g)