Cho 14 gam Fe phản ứng vừa đủ với V lít hỗn hợp HCl 0,4M và H2SO4 0,8M (loãng) thu được dung dịch X, cho X tác dụng vừa đủ với khí Cl2 thu được dung dịch Y chứa m gam muối khan. Tìm giá trị của m
Cho 14 gam Fe phản ứng vừa đủ với V lít hỗn hợp HCl 0,4M và H2SO4 0,8M (loãng) thu được dung dịch X, cho X tác dụng vừa đủ với khí Cl2 thu được dung dịch Y chứa m gam muối khan. Tìm giá trị của m
Nhận xét:
1.Sắt tác dụng với axit loại 1(HCl,H2SO4) cho muối sắt 2
2. Dung dịch X gồm 2 muối FeCl2, FeSO4
3. Cho X tác dụng với Cl2 dư=> Hỗn hợp muối cuối cùng bao gồm FeCl3,Fe2(SO4)3
Phương trình:
Cl2+ FeCl2=FeCl3(1)
Cl2+FeSO4=FeCl3+ Fe2(SO4)3(2)
Giải
Fe+2$H^{+}$ = $Fe^{2+}$+ $H_{2}$
n$H^{+}$=2nFe=2×0.5=1mol
n$H^{+}$=0.4V+2X0.8V=2V
=> n$H^{+}$=2nFe=>hay V=nFe=14/56=0.25 mol
nHCl=0.25×0.4=0.1 mol, nH2SO4=0.25X0.8=0.2 Mol
+ Trong dung dịch X có FeCl2, FeSO4
nFeCl2=1/2 nHCl=0.05 mol
nFeSO4=nH2SO4=0.2 Mol
Sau khi thổi khí clo: Y gồm Fe2(SO4)3 Và FeCl3
nFe2(SO4)3=1/3nFeSO4=1/3nH2SO4=1/3×0.2=0.2/3
Bảo toàn nguyên tố Fe
Toàn bộ quá trình Fe chuyển vào Fe2(SO4)3 Và FeCl3
=> nFe có trong FeCl3 =0.25-2xnFe2(SO4)3=0.25-2×0.2/3=0.35/3
m=mFeCl3+mFe2(SO4)3=$\frac{0.35}{3}$ x162.5+$\frac{0.2}{3}$x400=45.625
Số trên mình làm tròn nhé, Ngoài ra nếu bạn sử dụng bảo toàn nguyên tố không vững thì sau khi tính được số mol FeCl2, FeSO4 cứ đặt vào phương trình phản ứng để tính số mol các muối sinh ra.
Đáp án:
45,625g
Giải thích các bước giải:
$n_{Fe}=\dfrac{14}{56}=0,25\ mol$
$n_{HCl}=V.0,4 =0,4V; n_{H_2SO_4}=0,8V$
PTHH:
$Fe+2HCl\to FeCl_2+H_2\\0,2V\hspace{0,5cm}0,4V\\Fe+H_2SO_4\to FeSO_4+H_2\\0,8V\hspace{0,5cm}0,8V$
Do Fe phản ứng vừa đủ ⇒$ 0,2V+0,8V = 0,25 ⇒ V = 0,25\ lít$
Dung dịch X chứa: $FeCl_2, n_{FeCl_2}=0,2.0,25 = 0,05\ mol\\FeSO_4, n_{FeSO_4}=0.8.0,25 = 0,2\ mol$
Cho khí Clo vào dung dịch X:
$Cl_2+2Fe^{2+}+=\to 2Fe^{3+}+2Cl^-$
⇒ $n_{Fe^{3+}}=n_{Fe}=0,25\ mol ⇒ n_{Cl^-}=n_{Fe^{2+}}=0,25$
⇒ Tổng khối lượng muối khan là:
$m_{muối}=m_{Fe^{3+}} +\sum{m_{Cl^-}}+m_{SO_4}=56.0,25+(0,05.2+0,25).35,5+0,2.96=45,625g$