Hòa tan hết 17,2 gam hỗn hợp X gồm Fe và một oxit sắt vào 200 gam dung dịch HCl 14,6% thu được dung dịch A và 2,24 lít khí H2 (đktc). Thêm 33,0 gam nước vào dung dịch A được dung dịch B. Nồng độ phần trăm của HCl trong dung dịch B là 2,92%. Mặt khác, cũng hòa tan hết 17,2 gam hỗn hợp X vào dung dịch H2SO4 đặc, nóng thì thu được V lít khí SO2 duy nhất (đktc).
a) Xác định công thức hóa học của oxit sắt trong hỗn hợp X.
b) Tính khoảng giá trị của V?
Đáp án:
Giải thích các bước giải:
Gọi CTHH của oxit cần tìm : $Fe_2O_n$
Ta có :
$n_{HCl} = 0,8(mol)$
$n_{H_2} = 0,1(mol)$
Sau phản ứng : $m_{dd} = m_X + m_{dd\ HCl} – m_{H_2}$
$= 17,2 + 200 – 0,1.2 = 217(gam)$
$⇒ m_{dd\ B} = 217 + 33 = 250(gam)$
$⇒ n_{HCl\ dư} = \dfrac{250.2,92\%}{36,5} = 0,2(mol)$
$⇒ n_{HCl\ pư} = 0,8 – 0,2 = 0,6(mol)$
$Fe + 2HCl \to FeCl_2 + H_2$
$Fe_2O_n + 2nHCl \to 2FeCl_n + nH_2O$
Theo PTHH :
$n_{Fe} = n_{H_2} = 0,1(mol)$
$n_{Fe_2O_n} = \dfrac{n_{HCl} – 2n_{Fe} }{2n} = \dfrac{0,2}{n}(mol)$
Ta có :
$m_X = 0,1.56 + \dfrac{0,2}{n}.(56.2 + 16n) = 17,2(gam)$
$⇒ n = \dfrac{8}{3}$
Vậy oxit cần tìm : $Fe_3O_4$
b)
– Nếu X chỉ chứa $Fe$
$⇒ n_{Fe} = \dfrac{17,2}{56} = 0,307(mol)$
$2Fe + 6H_2SO_4 \to Fe_2(SO_4)_3 + 3SO_2 + 6H_2O$
Theo PTHH :
$n_{SO_2} = 1,5n_{Fe} = 0,4605(mol)$
$⇒ V = 10,3152(lít)$
– Nếu X chỉ chứa $Fe_3O_4$
$⇒ n_{Fe_3O_4} = 0,074(mol)$
$2Fe_3O_4 + 10H_2SO_4 \to 3Fe_2(SO_4)_3 + SO_2 + 10H_2O$
Theo PTHH :
$n_{SO_2} = 0,5n_{Fe_3O_4} = 0,037(mol)$
$⇒ V = 0,8288(lít)$
Vậy : $0,8288 < V < 10,3152$
Đáp án:
Chúc bạn học tốt !
Giải thích các bước giải:
Gọi công thức của oxit sắt là FexOy.
nH2= 0,1 mol
nHCl ban đầu =200.14,6100.36,5 = 0,8 (mol)
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (1)
0,1 0,2 0,1
FexOy + 2yHCl → FeCl2y/x + yH2O (2)
nFe = = 0,1(mol) => mFe = 0,1 . 56 = 5,6(g)
mFexOy = mX – mFe =17,2-5,6=11,6 gam
mddA = mdd HCl + mX– mH2= 200 +
mddB = mdd A + mH2O= 217 + 33 = 250 (g)
=> C%HCldu=mHCl(du)mddB.100=36,5.nHCl(du)250.100=2,92
=> nHCl dư = 250.2,92100.36,5=0,2(mol) nHCl ở (2) = 0,8 – 0,2 – 0,2 = 0,4(mol)
FexOy + 2yHCl → FeCl2y/x + yH2O
0,2/y 0,4
=> MFexOy= 56x+16y = 11,6.y/0,2 =58y
=> xy=34
=> Fe3O4