Cho m gam Fe vào bình đựng dung dịch H2SO4 và HNO3 thu được dung dịch X và 2,24 lít khí NO. Thêm tiếp H2SO4 dư vào bình được 0,672 lít NO và dung dịch Y. Trong cả 2 trường hợp đều có NO là sản phẩm khử duy nhất ở đktc. Dung dịch Y hòa tan vừa hết 2,88 gam Cu không tạo sản phẩm khử N+5. Các phản ứng đều hoàn toàn. Giá trị của m là:

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Giải

Sau cùng ta thu được 2 muối Fe²⁺ và Cu²⁺, áp dụng BT e ta có:

2. m/56 + 2. 2,88/64= 3.(0,1 + 0,03)

→ 2m = 56.0,3

→ m = 8,4 gam

Năng lượng của các obitan 2px,2py,2pz có khác nhau không? Vì sao?

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Năng lượng của các obitan 2p_x,2p_y,2p_z không khác nhau.

Vì phân lớp p có 3obitan trên cùng 1 phân lớp có mức năng lượng như nhau chỉ khác nhau về sự định hướng trong không gian.

Hòa tan hết 15,0 gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4, FeCO3 và Fe(NO3)2 trong dung dịch chứa NaHSO4 và 0,16 mol HNO3 thu được dung dịch Y và hỗn hợp khí Z gồm CO2 và NO (tỉ lệ mol tương ứng 1: 4). Dung dịch Y hòa tan tối đa 8,64 gam bột Cu, thấy thoát ra 0,03 mol khí NO. Nếu cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào Y, thu được 154,4 gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn và khí NO là sản phẩm khử duy nhất của cả quá trình. Tính phần trăm khối lượng của Fe đơn chất trong hỗn hợp X?

Nâng cao - Tự luận

Đáp án:

Cu + Y → sinh ra NO ⇒ chứa H⁺ và NO₃^- không chứa Fe²⁺

n_H⁺ du = 4n_NO = 0,12 mol

Bảo toàn e: 2n_Cu = n_Fe³⁺ + 3n_NO ⇒ n_Fe³⁺ = 0,18 mol

Xét Ba(OH)₂ + Y ⇒ ↓ gồm Fe(OH)₃ và BaSO₄ → n_BaSO4 = 0,58 mol

Bảo toàn gốc SO₄: n_NaHSO4 = n_SO4^2-/Y = n_BaSO4 = 0,58 mol ⇒ n_Na⁺/Y

Bảo toàn điện tích: n_NO3^- = 0,18 mol

Bảo toàn nguyên tố Hidro: n_H2O = 0,31 mol

Bảo toàn khối lượng: m_Z = 4,92 (g) → dễ giải ra được 0,03 mol CO₂; 0,12 mol NO

Bảo toàn nguyên tố Nito: n_Fe(NO3)2 = 0,02 mol; n_FeCO3 = n_CO2 = 0,03 mol

n_H⁺ pư = 2n_O + 4n_NO + 2n_CO3 ⇒ n_O = 0,04 mol ⇒ n_Fe3O4 = 0,01 mol

Bảo toàn nguyên tố Fe: n_Fe = 0,1 mol ⇒ %m_Fe = (0,1.56): (15.100%) = 37,33%

Bài thực hành 4: Ăn mòn kim loại. Chống ăn mòn kim loại

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Thí nghiệm 1: Ăn mòn điện hóa học

- Tiến hành TN:

    + Rót các thể tích dd NaCl đậm đặc bằng nhau vào 2 cốc thủy tinh

    + Cắm 1 lá sắt và 1 lá đồng vào mỗi cốc

    + Nhỏ vào mỗi cốc 5-7 giọt dd K₃[Fe(CN)₆]

    + Nối lá Fe và lá Cu trong 2 cốc bằng dây dẫn (hình 5.16)

- Hiện tượng:

    + Cốc 1: Không có hiện tượng gì

    + Cốc 2: Xuất hiện kết tủa màu xanh đậm

- Giải thích: Khi nối dây dẫn, Fe bị ăn mòn nhanh trong dung dịch điện li tạo thành Fe²⁺. Sau đó Fe²⁺ tác dụng với dd K₃[Fe(CN)₆] tạo ra kết tủa màu xanh đậm là Fe₃[Fe(CN)₆]₂

Trong cốc 2:

Ở cực (+) xảy ra sự khử:

O₂ + 2H₂O + 4e → 4OH^-

Ở cực (-), Fe bị ăn mòn và tan vào dịch:

Fe → Fe²⁺ + 2e

Thí nghiệm 2: Bảo vệ sắt bằng phương pháp bảo vệ điện hóa

- Tiến hành TN:

    + Rót vào hỗn hợp gồm dd NaCl đặc, thêm vài giọt dd K₃[Fe(CN)₆] vào 2 cốc

    + Ngâm 1 đinh sắt vào cốc (1), ngâm 1 đinh sắt được quấn bằng dây Zn vào cốc (2).

- Hiện tượng:

    + Cốc 1: xuất hiện kết tủa màu xanh

    + Cốc 2: lá Zn bị ăn mòn, dung dịch không đổi màu

- Giải thích:

    + Cốc 1: Đinh Fe bị oxi hóa thành Fe²⁺; Fe²⁺ tác dụng với dd K₃[Fe(CN)₆] tạo ra kết tủa màu xanh đậm là Fe₃[Fe(CN)₆]₂

    + Cốc 2: Zn có tính khử mạnh hơn nên đóng vai trò là cực âm và bị ăn mòn. Dây Zn bị ăn mòn, Fe được bảo vệ nên dung dịch không đổi màu

Ở cực (-): Zn → Zn²⁺ + 2e

Ở cực (+): H₂O + O₂ + 4e → 4OH^-

Dung dịch A có chứa CuSO4 và Fe2(SO4)3 a)  Thêm Mg vào dung dịch A→ dung dịch B có 3 muối tan. b)  Thêm Mg vào dung dịch A → dung dịch C có 2 muối tan. Viết PTHH của các phản ứng xảy ra.

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

 a) Mg +Fe₂(SO₄)₃ → MgSO₄ + 2FeSO₄        (1)

Mg + CuSO₄→ MgS0₄ + Cu    (2)

Dung dịch B có 3 muối là MgSO₄, FeSO₄ và CuSO₄ dư.

b) Dung dịch C có 2 muối tan là MgSO₄ và FeSO₄.