Phương pháp giải bài tập hỗn hợp sắt và oxit sắt
A. ĐẶT VẤN ĐỀ:
Bài tập hỗn hợp gồm sắt và oxit sắt là một trong những dạng bài tập mà học trò hay gặp trong những kỳ thi mà đặc thù là thi Đại Học. Thông thường những bài tập về sắt và những oxit thường khá phức tạp và xảy ra theo nhiều phương trình phản ứng khác nhau. Để giúp học trò khắc phục tốt những bài toán về hỗn hợp sắt một cách nhanh chóng tôi thường giới thiệu phương pháp vận dụng những định luật bảo toàn. Đó là nội dung mà bài viết này tôi muốn nhắc.
B. NỘI DUNG
I. CÁC ĐỊNH LUẬT CẦN VẬN DỤNG
1. Định luật bảo toàn khối lượng:
Nội dung: Khối lượng những chất tham gia phản ứng bằng khối lượng những chất được tạo thành sau phản ứng.
Trong đó chúng ta cần vận dụng những hệ quả
Hệ quả1: Gọi mT là tổng khối lượng những chất trước phản ứng, ms là khối lượng những chất sau phản ứng. Dù phản ứng xảy ra với hiệu suất bất kỳ ta đều với: mT = ms.
Hệ quả 2: Lúc cation kim loại kết hợp với anion phi kim để tạo ra những hợp chất ta luôn với:
Khối lượng chất = khối lượng của cation+khối lượng anion. Khối lượng của cation hoặc anion ta coi như bằng khối lượng của nguyên tử cấu tạo thành.
2. Định luật bảo toàn yếu tố
Nội dung định luật: Tổng khối lượng một yếu tố trước phản ứng bằng tổng khối lượng của yếu tố đó sau phản ứng. Nội dung định luật với thể hiểu là tổng số mol của một yếu tố được bảo toàn trong phản ứng.
3. Định luật bảo toàn electron
Trong phản ứng oxi hóa khử: Số mol electron mà chất khử cho đi bằng số mol electron mà chất oxi hóa nhận về.
Lúc vận dụng định luật bảo toàn electron vào dạng toán này cần lưu ý:
- Trong phản ứng hoặc một hệ phản ứng chỉ cần quan tâm tới trạng thái đầu và trạng thái cuối mà ko cần quan tâm tới trạng thái trung gian.
- Nếu với nhiều chất oxi hóa và chất khử thì số mol electron trao đổi là tổng số mol của tất cả chất nhường hoặc nhận electron.
II. TỔNG QUAN VỀ BÀI TẬP HỖN HỢP SẮT VÀ OXIT SẮT:
Bài tập Fe và hỗn hợp oxit sắt thường với dạng cho khối lượng và cho phản ứng với một chất
oxi hóa như H2SO4 đặc nóng hoặc HNO3 hoặc thậm chí là axit thường như HCl.
Khắc phục bài toán: Với giả thiết là cho m gam hỗn hợp gồm Fe và những oxit FeO, Fe3O4, Fe2O3 tác dụng với HNO3 thu được khí NO2 : Ta coi như trong hỗn hợp với x mol Fe, y mol O tương tự ta xét trong phản ứng thì chỉ với chất nhường electron đó là Fe còn chất nhận electron là O và chất oxi hóa HNO3 sản phẩm là V lít NO2 (đktc) và Fe3+ ta sẽ với:
Theo định luật bảo toàn khối lượng: 56x + 16y = m (1)
Theo định luật bảo toàn electron