Hoà tan 3,2 gam oxit của một kim loại hoá trị ( III) bằng 200 gam dung dịch H2SO4 loãng. Khi thêm vào hỗn hợp sau phản ứng một lượng CaCO3 vừa đủ thấy thoát ra 0,224 dm3 CO2 (đktc), sau đó cô cạn dung dịch thu được 9,36 gam muối khan. Xác định oxit kim loại trên và nồng độ % H2SO4 đã dùng.
Đáp án:
\(F{e_2}{O_3}\)
\(C{\% _{{H_2}S{O_4}}} = \dfrac{{6,86}}{{200}} \times 100\% = 3,43\% \)
Giải thích các bước giải:
Gọi công thức của oxit là \({M_2}{O_3}\)
\({M_2}{O_3} + 3{H_2}S{O_4} \to {M_2}{(S{O_4})_3} + 3{H_2}O\)
Khi thêm \(CaC{O_3}\) vào dung dịch sau phản ứng thì có khí thoát ra
Suy ra \({H_2}S{O_4}\) còn dư
\(CaC{O_3} + {H_2}S{O_4} \to CaS{O_4} + C{O_2} + {H_2}O\)
\(\begin{array}{l}
{n_{C{O_2}}} = 0,01mol\\
\to {n_{{H_2}S{O_4}}}du = {n_{C{O_2}}} = 0,01mol\\
\to {n_{CaS{O_4}}} = {n_{C{O_2}}} = 0,01mol
\end{array}\)
Cô cạn được 9,36g muối khan, Muối khan gồm: \({M_2}{(S{O_4})_3}\) và \(CaS{O_4}\)
\(\begin{array}{l}
{m_{{M_2}{{(S{O_4})}_3}}} + {m_{CaS{O_4}}} = 9,36\\
\to {m_{{M_2}{{(S{O_4})}_3}}} = 9,36 – 0,01 \times 136 = 8g
\end{array}\)
Mặt khác ta có:
\(\begin{array}{l}
{n_{{M_2}{O_3}}} = {n_{{M_2}{{(S{O_4})}_3}}}\\
\to \dfrac{{3,2}}{{2M + 16 \times 3}} = \dfrac{8}{{2M + 288}}\\
\to M = 56
\end{array}\)
Suy ra kim loại cần tìm là Fe
Công thức của oxit là: \(F{e_2}{O_3}\)
\(\begin{array}{l}
{n_{F{e_2}{O_3}}} = 0,02mol\\
\to {n_{{H_2}S{O_4}}} = 3{n_{F{e_2}{O_3}}} = 0,06mol\\
\to {n_{{H_2}S{O_4}}} = 0,06 + 0,01 = 0,07mol\\
\to {m_{{H_2}S{O_4}}} = 6,86g\\
\to C{\% _{{H_2}S{O_4}}} = \dfrac{{6,86}}{{200}} \times 100\% = 3,43\%
\end{array}\)