Cho hỗn hợp gồm Fe và Fe2 O3 vào dung dịch H2 SO4 98% (d=1,84 g/ml) thu được 60 g muối và 6,72 l khí SO2
a) Tính khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu
b) Tính thể tích dung dịch H2 SO4 đã dùng
c) Nếu đem toàn bộ khí SO2 thu được ở trên cho vào 250 ml dung dịch NaOH 2M. Tính khối lượng muối tạo thành
Đáp án:
a) ${m_{Fe}} = 11,2g;{m_{F{e_2}{O_3}}} = 8g$
b) 40,76 ml
c) 35,6 g
Giải thích các bước giải:
a) ${n_{S{O_2}}} = 0,3mol$; ${n_{F{e_2}{{(S{O_4})}_3}}} = \dfrac{{60}}{{400}} = 0,15mol$
Bảo toàn electron:
$3{n_{Fe}} = 2{n_{S{O_2}}} \Rightarrow {n_{Fe}} = \dfrac{2}{3}{n_{S{O_2}}} = 0,2mol$
Bảo toàn nguyên tố $Fe$: ${n_{Fe}} + 2{n_{F{e_2}{O_3}}} = 2{n_{F{e_2}{{(S{O_4})}_3}}}$
${n_{F{e_2}{O_3}}} = \dfrac{{2{n_{F{e_2}{{(S{O_4})}_3}}} – {n_{Fe}}}}{2} = \dfrac{{2.0,15 – 0,2}}{2} = 0,05mol$
b) Bảo toàn nguyên tố $S$:
${n_{{H_2}S{O_4}}} = {n_{S{O_2}}} + 3{n_{F{e_2}{{(S{O_4})}_3}}} = 0,3 + 3.0,15 = 0,75mol$
${m_{Fe}} = 0,2.56 = 11,2g;{m_{F{e_2}{O_3}}} = 0,05.160 = 8g$
$\begin{gathered}
\Rightarrow {m_{dd{H_2}S{O_4}}} = \dfrac{{0,75.98}}{{98\% }} = 75g \hfill \\
\Rightarrow {V_{dd{H_2}S{O_4}}} = \dfrac{m}{D} = \dfrac{{75}}{{1,84}} = 40,76ml \hfill \\
\end{gathered} $
c) ${n_{NaOH}} = 0,25.2 = 0,5mol$
Ta có: $\dfrac{{{n_{NaOH}}}}{{{n_{S{O_2}}}}} = \dfrac{{0,5}}{{0,3}} = 1,67$
⇒ Phản ứng tạo 2 muối $N{a_2}S{O_3}$ (a mol) và $NaHS{O_3}$ (b mol)
Ta có hpt: $\left\{ \begin{gathered}
2a + b = 0,5 \hfill \\
a + b = 0,3 \hfill \\
\end{gathered} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{gathered}
a = 0,2 \hfill \\
b = 0,1 \hfill \\
\end{gathered} \right.$
$ \Rightarrow {m_{muoi}} = {m_{N{a_2}S{O_3}}} + {m_{NaHS{O_3}}} = 0,2.126 + 0,1.104 = 35,6g$