Hòa tan hoàn toàn 3,76 gam hỗn hợp X ở dạng bột gồm S, FeS và FeS2 trong dung dịch HNO3 đặc nóng dư thu được 0,48 mol NO2 (là sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch Y. Cho dung dịch Y tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư, lọc và nung kết tủa đến khối lượng không đổi, được m gam hỗn hợp chất rắn Z. Giá trị của m là?
Hòa tan hoàn toàn 3,76 gam hỗn hợp X ở dạng bột gồm S, FeS và FeS2 trong dung dịch HNO3 đặc nóng dư thu được 0,48 mol NO2 (là sản phẩm khử duy nhất) v
By Emery
Đáp án:
Giải thích các bước giải:
Coi hỗn hợp X chỉ gồm Fe và S
Gọi nFe = a mol ; nS = b mol
⇒ 56a + 32b = 3,76 (1)
Quá trình oxi hóa khử :
$Fe^{0}$ → $Fe^{3+}$ + 3e
$S^{0}$ → $S^{6+}$ + 6e
⇒n electron cho = 3nFe + 6nS = 3a + 6b mol
$N^{5+}$+ e → $N^{4+}$
⇒ n electron nhận = nNO2 = 0,48 mol
⇒ 3a + 6b = 0,48 (2)
Từ (1) và (2) suy ra : a = 0,03 ; b = 0,065
Kết tủa thu được gồm Fe(OH)3 và BaSO4
⇒ Z gồm Fe2O3 và BaSO4
Áp dụng ĐLBT nguyên tố với Fe và S , có :
2Fe → Fe2O3
⇒ nFe2O3 = $\frac{1}{2}$nFe = 0,015 mol
S → BaSO4
⇒ nBaSO4 = nS = 0,065 mol
Ta có : m = mFe2O3 + mBaSO4 = 0,015.160 + 0,065.233 = 17,545 gam
Coi X gồm Fe (a mol), S (b mol)
=> $56a+32b= 3,76$ (1)
Bảo toàn e: $3a+6b= 0,48$ (2)
(1)(2) => $a=0,03; b=0,065$
$n_{Fe}= 2n_{Fe_2(SO_4)_3}$
$\Rightarrow n_{Fe_2(SO_4)_3}= 0,015 mol$
$n_{H_2SO_4}= n_S= 0,065 mol$
$\Rightarrow n_{Fe^{3+}}= 0,015.2=0,03 mol$; $n_{SO_4^{2-}}= 0,015.3+0,065= 0,11 mol$
$Fe^{3+} + 3OH^- \to Fe(OH)_3 \downarrow$
$Ba^{2+} + SO_4^{2-} \to BaSO_4 \downarrow$
Bảo toàn Fe: $n_{Fe_2O_3}= 0,5n_{Fe(OH)_3}= 0,015 mol$
=> $m= m_{Fe_2O_3}+ m_{BaSO_4}= 0,015.160+0,11.233= 28,03g$