Cho 15,2g hỗn hợp gồm Fe và Cu tác dụng vừa đủ với dung dịch H2SO4 8M đặc, nóng (D=1,28g/ml) thu 6,72 lít SO2 (đktc). a) Tính phần trăm khối lượng Fe

Đáp án:

 a) Fe: 36,84%; Cu: 63,16%

b) 126 g

c) 255 g

Giải thích các bước giải:

 a) ${n_{S{O_2}}} = \dfrac{{6,72}}{{22,4}} = 0,3mol$

Gọi x, y là số mol $Fe$, $Cu$

Ta có hpt: $\left\{ \begin{gathered}
  56x + 64y = 15,2 \hfill \\
  3x + 2y = 0,3.2(BTe) \hfill \\ 
\end{gathered}  \right. \Rightarrow \left\{ \begin{gathered}
  x = 0,1 \hfill \\
  y = 0,15 \hfill \\ 
\end{gathered}  \right.$

$\begin{gathered}
   \Rightarrow \% {m_{Fe}} = \dfrac{{0,1.56}}{{15,2}}.100\%  = 36,84\%  \hfill \\
  \% {m_{Cu}} = 100 – 36,84 = 63,16\%  \hfill \\ 
\end{gathered} $

b) Bảo toàn nguyên tố $S$: 

$\begin{gathered}
  {n_{{H_2}S{O_4}}} = {n_{CuS{O_4}}} + {n_{S{O_2}}} + 3{n_{F{e_2}{{(S{O_4})}_3}}} = 0,15 + 0,3 + 0,1.3 = 0,75mol \hfill \\
   \Rightarrow {n_{{H_2}S{O_4}(tt)}} = \dfrac{{0,75.105}}{{100}} = 0,7875mol \hfill \\
   \Rightarrow {V_{dd{H_2}S{O_4}}} = \dfrac{{0,7875}}{8} = 0,0984\left( l \right) = 98.4ml \hfill \\
   \Rightarrow {m_{dd{H_2}S{O_4}}} = V.D = 98,4.1,28 = 126g \hfill \\ 
\end{gathered} $

c) 

Gọi oleum là ${H_2}S{O_4}.nS{O_3}$

$\begin{gathered}
  {H_2}S{O_4}.nS{O_3} + n{H_2}O \to (n + 1){H_2}S{O_4} \hfill \\
  {H_2}S{O_4} + N{a_2}C{O_3} \to N{a_2}S{O_4} + C{O_2} + {H_2}O \hfill \\ 
\end{gathered} $

⇒ ${n_{oleum}} = {n_{C{O_2}}} = 0,5mol $

$\begin{gathered}
  {n_{oleum}} = \dfrac{{0,5}}{{n + 1}} \Rightarrow {M_{oleum}} = 85\left( {n + 1} \right) \hfill \\
   \Rightarrow 98 + 80n = 85n + 85 \Rightarrow n = 2,6 \hfill \\ 
\end{gathered} $

A là ${H_2}S{O_4}.2,6S{O_3}$

${H_2}S{O_4}.2,6S{O_3} + 2,6{H_2}O \to 3,6{H_2}S{O_4}$

Gọi x là số mol của oleum A

${m_{dd{H_2}S{O_4}}} = 500.1,28 = 640g \Rightarrow {m_{{H_2}S{O_4}}} = 64g$

$\begin{gathered}
  C{\% _{{H_2}S{O_4}sau}} = \dfrac{{3,6x.98 + 64}}{{306x + 640}}.100\%  = 40\%  \hfill \\
   \Rightarrow x = \dfrac{5}{6} \hfill \\ 
\end{gathered} $

${m_A} = 306.\dfrac{5}{6} = 255g$