Máy tính quy đổi hỗn hợp Fe-FeO-Fe₂O₃-Fe₃O₄ online (HNO₃, BTKL, BTe)

Máy tính quy đổi hỗn hợp Fe-FeO-Fe2O3-Fe3O4 online theo 2 mode: cơ bản (Fe + O từ 2/3 đại lượng) và phức tạp (Fe + HNO3 → NO kết hợp BTKL + BTe, giải hệ 2 ẩn). Phương pháp đặc biệt cho bài toán Fe trong đề thi THPT, ĐH khối A1.

Máy tính

Kỹ thuật quy đổi hỗn hợp Fe + oxit (FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄) về 2 nguyên tố Fe + O. Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố. Nhập 2 trong 3 đại lượng (m hỗn hợp · n_Fe · n_O hoặc m_HNO₃ · n_HCl…), tool tính được mọi đại lượng còn lại.

Quy hỗn hợp về Fe (56 g/mol) + O (16 g/mol). Cần biết 2 trong 3: m hỗn hợp, n Fe, n O.

Công thức & ví dụ

Phương pháp quy đổi:

Bất kỳ hỗn hợp Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 đều coi như:

Hỗn hợp = a mol Fe + b mol O

m_hỗn_hợp = 56a + 16b (g).

Bài toán điển hình — Fe + HNO3 đặc/loãng:

Cho m gam hỗn hợp Fe-oxit + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO↑ + H2O

Áp dụng 2 phương pháp đồng thời:

  1. BTKL về khối lượng oxit: m = 56·n_Fe + 16·n_O
  2. BTe:
    • Fe → Fe³⁺ + 3e (cho 3e)
    • O⁻² → O nguyên tử (vốn dĩ đã là −2, không thay đổi trong oxit)
    • N⁺⁵ + 3e → N⁺² (NO nhận 3e)
    • Tổng e nhường = Tổng e nhận: 3·n_Fe = 3·n_NO + 2·n_O

(Lưu ý: Oxi trong oxit “đã nhận” 2e từ Fe trước đó, khi Fe vào HNO3 thì O không thay đổi số oxh — chỉ Fe nhường thêm e ra để có Fe³⁺. Vì vậy phương trình BTe có 2·n_O.)

Ví dụ: 11.36 g hỗn hợp Fe-FeO-Fe2O3 + HNO3 → V lít NO đktc + dung dịch chỉ chứa Fe(NO3)3. Cho V = 1.344 L.

Hệ 2 phương trình:

  • 56·n_Fe + 16·n_O = 11.36 (BTKL)
  • 3·n_Fe = 3·n_NO + 2·n_O → 3·n_Fe − 2·n_O = 3 × (1.344/22.4) = 0.18 (BTe)

Giải: n_Fe = 0.16 mol, n_O = 0.15 mol.

Kết luận: m_Fe = 8.96g, m_O = 2.4g. Tổng kiểm: 8.96 + 2.4 = 11.36 ✓

Hướng dẫn sử dụng

  1. Chế độ 1 — Quy đổi cơ bản (Fe + O):
    • Cho 2 trong 3: m_hỗn hợp, n_Fe, n_O
    • Tự tính giá trị còn lại
  2. Chế độ 2 — Bài toán Fe + HNO3 → NO:
    • Cho khối lượng hỗn hợp Fe oxit + thể tích NO đktc + thể tích HNO3
    • Tính n_Fe, n_O, n_HNO3 phản ứng, số oxi hoá trung bình Fe
  3. Nhấn “Tính”. Kết quả + các bước trung gian.

Nguyên lý quy đổi: Coi hỗn hợp Fe-FeO-Fe2O3-Fe3O4 = Fe + O (chỉ 2 nguyên tố). Không quan tâm tỉ lệ FeO/Fe2O3/Fe3O4 cụ thể — chỉ cần n_Fe và n_O. Khi tính, dùng định luật BTKL + BTe để ra đáp số nhanh.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao phải quy đổi thành Fe + O?

Vì trong hỗn hợp Fe-FeO-Fe2O3-Fe3O4 có 3 chất khó cân bằng (3 ẩn tỉ lệ). Quy đổi thành Fe + O chỉ còn 2 ẩn (n_Fe, n_O) → giải hệ 2 phương trình nhanh hơn. Đề thi cuối cùng chỉ hỏi tổng khối lượng hoặc tỉ lệ Fe nên không cần biết tỉ lệ oxit cụ thể.

Khi nào bài toán có Fe²⁺ + Fe³⁺ trong dung dịch sau?

Khi HNO3 KHÔNG DƯ (thiếu, không đủ oxi hoá hết Fe lên Fe³⁺) → một phần Fe ở dạng Fe²⁺. Khi đó BTe phải tính n_Fe → Fe²⁺ (nhường 2e) và n_Fe → Fe³⁺ (nhường 3e) riêng biệt. Đề khó hơn — cần thêm dữ kiện về dung dịch sau.

Có thể quy đổi cho Cu oxit không?

Có. Hỗn hợp Cu-CuO-Cu2O quy đổi thành Cu + O. Tương tự bài toán Cu + HNO3. Cách giải y hệt Fe oxit chỉ thay 56 thành 64 (Cu) và xét Cu → Cu²⁺ + 2e (nhường 2e thay vì 3e như Fe).

Sản phẩm khử HNO3 có thể là gì ngoài NO?

Tuỳ độ đậm đặc và nhiệt độ: HNO3 ĐẶC + Fe (nóng) → NO2 (nâu đỏ, 1e). HNO3 LOÃNG + Fe → NO (không màu, 3e). HNO3 RẤT LOÃNG → N2O (1e), N2 (10e), NH4NO3 (8e). Đề thi cho biết sản phẩm cụ thể. Phương pháp BTe vẫn áp dụng được cho mọi sản phẩm.