Để m gam Fe ngoài không khí sau một thời gian thu được 7,2 gam hỗn hợp X gồm có Feo, Fe2O3, Fe3O4 và Fe. Hòa tan hết X vào dung dịch H2SO4 đặc thu được V lít khí SO2. Tính m và V biết số mol H2SO4 đã phản ứng là 0.2 mol
Để m gam Fe ngoài không khí sau một thời gian thu được 7,2 gam hỗn hợp X gồm có Feo, Fe2O3, Fe3O4 và Fe. Hòa tan hết X vào dung dịch H2SO4 đặc thu được V lít khí SO2. Tính m và V biết số mol H2SO4 đã phản ứng là 0.2 mol
X gồm Fe (a mol), O (b mol)
$\Rightarrow 56a+16b=7,2$ (1)
Bảo toàn e: $3n_{Fe}=2n_O+2n_{SO_2}$
$\Rightarrow n_{SO_2}=\frac{3a-2b}{2}=1,5a-b$
Bảo toàn S: $n_{H_2SO_4}= 3n_{Fe_2(SO_4)_3}+n_{SO_2}= 3.0,5n_{Fe}+ n_{SO_2}$
$\Rightarrow 3.0,5a+1,5a-b=0,2$ (2)
(1)(2) $\Rightarrow a=b=0,1$
$m=0,1.56=5,6g$
$V=22,4(1,5a-b)=1,12l$
Đáp án:
Giải thích các bước giải:
Coi hỗn hợp X gồm Fe và O
có : $n_{Fe} = a(mol) ; n_O = b(mol)$
$⇒ 56a + 16b = 7,2(1)$
Quá trình oxi hóa khử :
$Fe^0 → Fe^{3+} + 3e$
$O^0 + 2e → O^{2-}$
$S^{6+} + 2e → S^{4+}$
Bảo toàn electron , có : $3a = 2b + 2n_{SO_2}$
$⇒ n_{SO_2} = \frac{3a-2b}{2}(mol)$
Bảo toàn nguyên tố với Fe :
$n_{Fe_2(SO_4)_3} = \frac{n_{Fe}}{2} = 0,5a(mol)$
Bảo toàn nguyên tố với S :
$n_{H_2SO_4} = 3n_{Fe_2(SO_4)_3} + n_{SO_2} $
$= 0,5a.3 + \frac{3a-2b}{2} = 0,2(2)$
Từ (1) và (2) suy ra : $a = 0,1 ; b = 0,1$
$⇒ m =m_{Fe} = 0,1.56 = 5,6(gam)$
có : $n_{SO_2} = \frac{0,1.3-0,1.2}{2} = 0,05(mol)$
$⇒ V_{SO_2} = 0,05.22,4 = 1,12(lít)$